CN208753538U - 高频率宽频带阵列天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高频率宽频带阵列天线，包括：天线主杆；辐射单元，至少设置有两个，用以发射或接收电磁波；以及，调节组件，包括调节杆，所述调节杆的两侧分别与所述天线主杆及所述辐射单元连接，以调节所述辐射单元与所述天线主杆之间的间距，且所述调节杆的延伸方向与所述天线主杆相错。本实用新型所提供的高频率宽频带阵列天线具有水平面方向图覆盖可调节的优点。

Description

高频率宽频带阵列天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种高频率宽频带阵列天线。

背景技术

天线是一种变换器，能够收发电磁波以实现信息的传递。天线所发出的电磁波可被特定的仪器检测，并以传播方向为z轴，形成三维模型。天线的三维模型可通过天线方向图以二维图的形式标示，以方便计算天线增益。天线方向图可分为水平面方向图与垂直面方向图，通过天线方向图不仅可以简单明了的对比测试和计算天线的增益，同时也能在测试场所通过计算机中直观的观察到天线的方向图辐射方向。

现有的天线，一般是针对于不同的使用场景及应用环境所特定的，因此其水平面方向图覆盖也相对特定的，即天线的辐射方向固定，在不同环境使用时，需要更换不同的天线，造成了资源的浪费。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种高频率宽频带阵列天线，旨在解决现有的天线在不同的使用场景及应用环境所特定的辐射方向有限的技术问题

为实现上述目的，本实用新型提出的高频率宽频带阵列天线，包括：天线主杆；辐射单元，至少设置有两个，用以发射或接收电磁波；以及，调节组件，包括调节杆，所述调节杆的两侧分别与所述天线主杆及所述辐射单元连接，以调节所述辐射单元与所述天线主杆之间的间距，且所述调节杆的延伸方向与所述天线主杆相错。

可选地，所述调节杆与所述天线主杆可拆卸式固定，且所述天线主杆可与所述调节杆杆身上的不同位置相固定，以调节与所述辐射单元之间的间距。

可选地，所述调节组件还包括安装件，所述安装件设于所述天线主杆上，且具有一插槽，所述调节杆可滑动式插设于所述插槽中，以改变所述安装件在所述调节杆杆身上的位置。

可选地，所述调节组件还包括紧固件，所述紧固件活动式设置于所述安装件上，用以抵紧所述调节杆以锁定所述调节杆。

可选地，所述安装件可调节式设置于所述天线主杆上，以调整相邻所述辐射单元之间的间距。

可选地，多个所述辐射单元呈沿所述天线主杆轴向方向延伸的阵列设置。

可选地，所述高频率宽频带阵列天线的馈电方式为并联馈电方式。

可选地，所述辐射单元为折合环振子。

可选地，所述折合环振子的馈电点远离所述调节杆设置，所述折合环振子的馈电点处设有一振子护套，以密封所述馈电点。

可选地，相邻所述辐射单元间隔0.7至0.9个波长。

本实用新型技术方案通过调节组件来调节辐射单元与天线主杆之间的间距方式，使得辐射单元与天线主杆距离不同时，同一付阵列天线可具有不同的水平面方向图，即辐射单元可发射或接收不同的电磁波，以适应不同的使用场景或应用环境，从而无需定制多付天线，达到了节约资源的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型高频率宽频带阵列天线一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B处的局部放大图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种高频率宽频带阵列天线。

在本实用新型实施例中，如图1所示，该阵列天线包括天线主杆1、辐射单元2及调节组件3；其中辐射单元2至少设置有两个，以在天线主杆1上形成天线阵列，从而到达提高天线增益的作用；调节组件3包括调节杆31，该调节杆31的两侧分别与天线主杆1及辐射单元2连接，以调节辐射单元2与天线主杆1之间的距离，且该调节杆31的延伸方向与天线主杆1相错。

具体地，辐射单元2与天线主杆1之间的间距一般与波长相关，根据对阵列天线的调试结果，当辐射单元2与天线主杆1间间距四分之一个波长时，阵列天线的水平面方向图可实现定向覆盖；当辐射单元2与天线主杆1间间距二分之一个波长时，阵列天线的水平面方向图可实现双向覆盖；当辐射单元2与天线主杆1间间距八分之三个波长时，阵列天线的水平面方向图可实现全向覆盖。

本实用新型技术方案通过调节组件3调节辐射单元2与天线主杆1间间距的方式，使得当辐射单元2与天线主杆1的距离不同时，一付阵列天线可具有不同的水平面方向图，即辐射单元2可发射或接收不同方向的电磁波，以适应不同的使用场景或应用环境，从而无需定制多付天线，达到了节约资源的目的。

进一步地，多个辐射单元2呈沿天线主杆1轴向方向延伸的阵列设置，且每一辐射单元2均位于天线主杆1的同一侧。

这样设置可提高天线的最大增益，增强天线在信息传递时的稳定性，在本实施例中，天线主杆1的轴向方向为竖直方向，将辐射单元2阵列于竖直方向上，可通过辐射单元2在竖直方向上占用空间的增加，换取在水平方向上占用空间的减少，以便于阵列天线的安装，且这样设置的辐射单元2也便于阵列天线的组装。

需要说明的是，本实施例只是给出本申请的阵列天线中辐射单元2的一种阵列方式，并不能作为对本申请阵列天线的限制，在其他实施例中，辐射单元2也能够以天线主杆1为对称线，对称设置于天线主杆1的两侧，并沿天线主杆1的延伸方向阵列设置；或是以天线主杆1为中心轴，环形阵列于天线主杆1的周向，不同阵列方式具有不同的特点，可根据具体使用情况与场景的不同而相应设置。

进一步地，相邻辐射单元2在天线主杆1上按不同的频段取相应不同的间距，该间距一般取0.7至0.9个波长，以使天线阵列达到较优的幅射效果，具体地，在本实施例中，相邻辐射单元2之间的间距为0.9个波长，根据调试结果，当相邻辐射单元2相距0.9个波长时，阵列天线可获得最大增益。

具体地，在本实施例中，天线主杆1上设置有4个辐射单元2，且每一辐射单元2均通过对应的调节组件3与天线主杆1相连接。在本申请的其他实施中，天线主杆1上也可阵列不同数量的辐射单元2，以适应不同信号覆盖距离的需求。一般的，天线主杆1上还可阵列设置2个或8个辐射单元2。

进一步地，调节杆31与天线主杆1可拆卸式固定，且天线主杆1可与调节杆31杆身上的不同位置固定，以调节与辐射单元2之间的间距。

由于调节杆31与天线主杆1之间为可拆卸式固定，通过将调节杆31杆身上的不同位置与天线主杆1进行固定，即可缩小或增大天线主杆1与辐射单元2之间的间距，以达到改变天线水平面方向图覆盖的目的。

进一步地，在本实施例中，调节杆31与辐射单元2固定连接。这样在调节辐射单元2与天线主杆1之间的间距时，辐射单元2相较于调节杆31不会发生位置上的改变，从而降低了辐射单元2发生转动的可能性，减少了阵列天线调节过程中的影响因素，提高了阵列天线调节的精确性。

在其他实施例中，调节杆31也可与天线主杆1固定连接，而与辐射单元 2可拆卸式固定，这样可通过改变辐射单元2在调节杆31上的位置，而实现辐射单元2与天线主杆1间距离的调节；也可是调节杆31与天线主杆1及辐射单元2间均可拆卸式固定，通过调整天线主杆1及辐射单元2固定于调节杆31上的位置，以实现辐射单元2与天线主杆1间位置的调节。

进一步地，调节杆31的延伸方向垂直于天线主杆1。

由于调节杆31的延伸方向垂直于天线主杆1，那么在调节后，辐射单元 2相较于天线主杆1在竖直方向的高度不会改变，即相邻两辐射单元2之间的间距不会改变，这样就无需再花费时间去调试辐射单元2之间的距离，以及辐射单元2的角度，减少了阵列天线调试所需的时间，便于用户使用。

在本申请的其他实施例中，调节杆31也可与天线主杆1之间呈预设角度相错，如60°、75°等，只要在调节后辐射单元2与天线主杆1之间的间距后，相应调整相邻辐射单元2之间的间距，以满足阵列天线的增益即可。

进一步地，调节杆31上设有尺寸标示(图中未示出)，通过该尺寸标示可便于用户调整调节杆31的位置，提升了用户体验。

进一步地，如图2所示，调节组件3还包括安装件32，该安装件32设于天线主杆1上，且具有一插槽，调节杆31可滑动式插设于该插槽中，以改变安装件32在调节杆31杆身上的位置。

在组装阵列天线时，将调节杆31插设于插槽中，以完成调节杆31与天线主杆1之间的锁定，由于调节杆31是可滑动式插设于插槽中的，因此用户可通过滑动调节杆31的方式，实现天线主杆1与辐射单元2之间距离的调节，结构简单，操作方便。

进一步地，在本实施例中，调节组件3还包括紧固件(图中未示出)，该紧固件活动式设置于安装件32上，用以抵紧调节杆31以锁定调节杆31。

通过紧固件抵紧调节杆31的方式锁定调节杆31与安装件32，不仅能够增强调节杆31与天线主杆1之间锁定的稳定性，而且操作简单，易于实现。具体地，在本实施例中，在插槽的槽壁上开设有一螺纹孔，该螺纹孔的轴向垂直于插槽的延伸方向，该紧固件为螺合于该螺纹孔内的螺栓，通过拧动螺栓的方式实现对调节杆31的锁定或解锁定，操作简单方便。在其他实施例中，紧固件也可为弹簧顶针，通过弹簧的弹性力以抵紧调节杆31。

需要说明的是，在其他实施例中，安装件32和/或调节杆31也可由弹性材料制成，此时调节杆31与插槽之间为过盈配合，当调节杆31插设于插槽内后，可通过安装件32或调节杆31形变后产生的弹性力以实现调节杆31的锁定，为提高调节杆31与安装件32之间锁定的稳定性，可在调节杆31的杆身上和/或插槽的槽壁上设置防滑纹路。这样，可以在不使用紧固件的条件下，锁定或解锁定调节杆31，有利于降低成本。

进一步地，安装件32可调节式的设置于天线主杆1上，以调整相邻辐射单元2之间的间距。

由于阵列天线的工作频段不同，且天线主杆1上所阵列的辐射单元2的数量不定，因此将安装件32可调节式设置于天线主杆1上，可便于调整辐射单元2之间的距离，以便于用户操作。具体地，在本实施例中，安装件32设置为U型夹码，该U型夹码可通过螺栓与螺母的配合夹持于天线主杆1上，在其他实施例中，安装件32也可设置为夹板，利用自身弹性力夹持于天线主杆1上。

进一步地，阵列天线还包括馈电网络，该馈电网络通过并联馈电的方式为阵列天线馈电。并联馈电到各辐射单元2在馈电网络中并联，且馈电网络为每一辐射单元2单独馈电。

通过采用并联馈电的方式能够做到对每一组辐射单元等辐同相馈电，以实现各辐射单元2同时靠近或远离天线主杆1，从而实现阵列天线垂直面方向图的宽带特性及一致性。

具体地，在本实施例中，馈电网络由同轴电缆4组成，该同轴电缆4选用的型号为SYV-50-7，通常选用的SYV-50-7电缆的芯线结构是由多股芯线构成，所述多股芯线是由7根直径均为0.9mm的小芯线组成。

进一步地，结合图1与图3所示，在本实施例中，该辐射单元2为折合环振子21，折合环振子21在其馈电点211处具有开环，以供馈电网络进行馈电。折合环振子21具有良好的辐射性能，且工艺成熟，作为辐射单元2使用，可有效控制阵列天线的成本。在其他实施例中，辐射单元2也可为对称振子、 V型振子等半波振子。

进一步地，折合环振子21的馈电点211远离调节杆31设置，在折合环振子21上还设置有一振子护套22，该振子护套22套设于折合环振子21的馈电点211处，以密封该馈电点211。

通过在折合环振子21上套设振子护套22，可密封折合环振子21，以使折合环振子21具有防水能力，从而使得阵列天线可在户外使用，拓宽了阵列天线的应用范围。

进一步地，阵列天线还包括短路塞23，该短路塞23设置于折合环振子 21中，且与阵列天线的阻抗变换线5电性连接，以使所述阻抗变换线5形成闭合连接。

短路塞23与阻抗变换线5电性连接与电性连接，不仅可以起到固定阻抗变换线5的作用，而且帮助阻抗变换线5形成闭合连接，构成直流短路，可有效防止雷击，天线直流短路能将雷电的电流有效引入大地提高天线的使用安全性。

阵列天线还包括一接地块24，该接地块24设置于折合环振子21内，且与短路塞23以馈电点211为中心相对设置。

具体地，在本实施例中，阻抗变换线5由由SYV-50-7多股电缆芯线穿进折合环振子21内部牵引出来后，抽去其余6根芯线，只留一根芯线，然后采用合适的铜管加绝缘介质将芯线包扎处理并退缩回到折合环阵子的内部，最后与接地块24及短路塞23组装构成，进而实现天线阻抗匹配和天线直流接地的效果。具体地，上述组装的方式为焊接。

具体地，本实施例所提供的高频率宽频带阵列天线，其工作频率范围为 144MHz-174MHz；天线增益为8.15dBi-11.2dBi；水平面波瓣宽度为360°；垂直面波瓣宽度为18°；电压驻波比≤1.5；功率为300W；极化方式为垂直极化。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高频率宽频带阵列天线，其特征在于，包括：

天线主杆；

辐射单元，至少设置有两个，用以发射或接收电磁波；以及，

调节组件，包括调节杆，所述调节杆的两侧分别与所述天线主杆及所述辐射单元连接，以调节所述辐射单元与所述天线主杆之间的间距，且所述调节杆的延伸方向与所述天线主杆相错。

2.如权利要求1所述的高频率宽频带阵列天线，其特征在于，所述调节杆与所述天线主杆可拆卸式固定，且所述天线主杆可与所述调节杆杆身上的不同位置相固定，以调节与所述辐射单元之间的间距。

3.如权利要求2所述的高频率宽频带阵列天线，其特征在于，所述调节组件还包括安装件，所述安装件设于所述天线主杆上，且具有一插槽，所述调节杆可滑动式插设于所述插槽中，以改变所述安装件在所述调节杆杆身上的位置。

4.如权利要求3所述的高频率宽频带阵列天线，其特征在于，所述调节组件还包括紧固件，所述紧固件活动式设置于所述安装件上，用以抵紧所述调节杆以锁定所述调节杆。

5.如权利要求3所述的高频率宽频带阵列天线，其特征在于，所述安装件可调节式设置于所述天线主杆上，以调整相邻所述辐射单元之间的间距。

6.如权利要求1所述的高频率宽频带阵列天线，其特征在于，多个所述辐射单元呈沿所述天线主杆轴向方向延伸的阵列设置。

7.如权利要求6所述的高频率宽频带阵列天线，其特征在于，所述高频率宽频带阵列天线的馈电方式为并联馈电方式。

8.如权利要求1至7中任一项所述的高频率宽频带阵列天线，其特征在于，所述辐射单元为折合环振子。

9.如权利要求8所述的高频率宽频带阵列天线，其特征在于，所述折合环振子的馈电点远离所述调节杆设置，所述折合环振子的馈电点处设有一振子护套，以密封所述馈电点。

10.如权利要求1所述的高频率宽频带阵列天线，其特征在于，相邻所述辐射单元间隔0.7至0.9个波长。