CN214706242U - 一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，属于电磁场与微波技术领域。金属天线底座、微带板、穿过底部辐射振子给顶部辐射振子馈电的电缆组件、介质天线罩和堵头，微带板上腐蚀有顶部辐射振子、底部辐射振子、扼流结构。底部辐射振子采用直接与其相连的连接器或电缆组件作为射频端口输出；顶部辐射振子需采用穿过底部辐射振子中心的一个电缆组件作为射频输出端口。本发明解决了工作不同频段的两个全向天线在同一孔径下彼此间相互遮挡、相互干扰等多个技术难题。

Description

一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体涉及一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，属于地面共孔径通信天线系统，用于地面天线的全向通信、收发分置等方面。

背景技术

近年来，随着无线电通信技术的迅猛发展和进步，对各类作战平台射频终端的要求也越来越高。地面通信天线的功能是收发无线电信号，实现与其他设备的信号传输。收发天线需要分开各自馈电，但是这样会导致空间的紧张，众多的天线不仅会在安装位置上有一定的冲突，天线遮挡和电磁兼容问题也会接踵而至。

通常情况下可以使用超宽带天线覆盖系统收发频段，但在收发分置的应用条件下，需要有两个或者多个的独立射频输出输入接口，传统的两个独立天线并行排布的方式存在以下缺点：

1、对于全向天线而言，并行排布方式在限定的安装尺寸范围内，彼此之间对各自的遮挡效应不可避免，方向图全向特性恶化明显；

2、并行排布的组合天线占用的安装孔径较大，不便于系统小型化集成化设计。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种具有高隔离度特性的垂直极化共孔径全向天线，针对收发分置应用系统，要求天线有多个独立射频输出接口，解决了工作不同频段的两个全向天线在同一孔径下彼此间相互遮挡、相互干扰等多个技术难题。

技术方案

一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于包括位于同一微带板上的顶部辐射振子和底部辐射振子；

所述的顶部辐射振子连接第一馈电组件；

所述的底部辐射振子连接第二馈电组件；

所述的第一馈电组件和第二馈电组件分别位于微带板的正反面。

优选地：所述的底部辐射振子包括覆于微带板正反面的底部辐射振子上振子和底部辐射振子下振子，两者通过第一馈电组件和金属过孔实现共同馈电。

优选地：所述的顶部辐射振子包括覆于微带板正反面的顶部辐射振子上振子和顶部辐射振子下振子，两者通过第二馈电组件过孔连接实现共同馈电。

优选地：所述的第一馈电组件和第二馈电组件均为电缆组件。

优选地：还包括金属天线底座，所述的微带板安装在金属天线底座上。

优选地：还包括天线罩和堵头，其中天线罩覆盖整个微带板，且上下分别与金属底座和堵头相连。

优选地：还包括位于顶部辐射振子和底部辐射振子之间的扼流结构。

优选地：所述的扼流结构为凹型。

优选地：所述的扼流结构数量为3-5个。

一种地面共孔径通信系统，包括上述的高隔离度垂直极化共孔径全向天线。

有益效果

本发明提出的一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，具有以下有益效果：

1、底部辐射振子和顶部辐射振子印刷制作于同一微带板上，共用一块微带板，节省空间，结构简单、制作便宜。

2、工作于不同频段的两个全向天线采用上下叠层的排布方式，彼此间影响小，解决了共孔径设计要求下相互遮挡问题。

3、在底部和顶部辐射振子之间增加设计了扼流结构，能够有效提升两个天线间隔离度特性，解决组合天线电磁兼容问题。

4、采用一根穿过底部辐射振子中心的电缆组件对顶部辐射振子馈电，将电缆组件外皮与底部辐射振子的接地振子相连，解决顶部天线馈电问题的同时不影响底部天线的阻抗特性。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明共孔径天线的组装结构侧视示意图；

图2为本发明共孔径天线的组装结构正面和背面侧视示意图；

图3为本发明共孔径天线的组装结构俯视示意图。

图4为本发明共孔径天线双端口驻波仿真结果。

图5为本发明共孔径天线顶部辐射振子俯仰面方向图仿真结果。

图6为本发明共孔径天线底部辐射振子俯仰面方向图仿真结果。

图7为本发明共孔径天线双端口隔离度仿真结果

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，该天线包括：金属天线底座、微带板(其上腐蚀有顶部辐射振子、底部辐射振子、扼流结构)、穿过底部辐射振子给顶部辐射振子馈电的电缆组件、介质天线罩和堵头。底部辐射振子采用直接与其相连的连接器或电缆组件作为射频端口输出；顶部辐射振子需采用穿过底部辐射振子中心的一个电缆组件作为射频输出端口。

如图2、3所示，是本发明共孔径天线的侧视及俯视示意图。印刷有顶部辐射振子2和底部辐射振子3的微带板1安装固定于金属底座4的中间卡槽内。底部辐射振子3通过第一电缆组件5直接馈电，底部辐射振子的上振子6与第一电缆组件5内芯相连，底部辐射振子的下振子7通过设计的金属化过孔与第一电缆组件5外皮相连。顶部辐射振子2通过一个经过底部辐射振子3的第二电缆组件8完成馈电，顶部辐射振子的上振子9通过金属化通孔与第二电缆组件8内芯相连，顶部辐射振子的下振子10与第二电缆组件8外皮相连，同时第二电缆组件8与底部辐射振子的下振子7也连接在一起。顶部辐射振子与底部辐射振子之间的扼流结构11也与第二电缆组件8相连。介质天线罩12覆盖整个微带板1一周，与金属底座4和堵头13相连。微带板1顶部插入堵头13的中间卡槽内。天线罩12与微带板1之间间隙采用发泡填充处理。

微带板上顶部辐射振子2和底部辐射振子3的电尺寸不一致，分别谐振工作于不同频带。

微带板上顶部辐射振子2和底部辐射振子3之间可引入其他扼流结构。

天线罩12材质可为透波性好的任意介质材料；堵头13的材质可为金属材料或介质材料。

天线罩12外形可为圆柱形或者任意多边形。

给顶部辐射振子2馈电的电缆组件在底部辐射振子的中心穿过，与底部辐射振子3的接地振子相连。

将两个电缆组件连接器14设计为不同型号，实现防插错设计。

本发明在使用时，可以通过改变底部及顶部辐射振子的长度及宽度，分别调整底部及顶部天线的谐振频率和阻抗带宽；可以通过调整中间扼流结构的长度及宽度优化顶部和底部天线之间的隔离度特性。

本发明对其进行仿真，其仿真结果如图4-7所示。

如图4所示，底部辐射振子3覆盖频段2.8GHz到3.1GHz，顶部辐射振子2覆盖频段3.2到3.5GHz，共孔径天线双端口驻波在各自频带内均小于1.5；如图5图6所示，共孔径天线双端口在各自的工作频率俯仰面方向图规则对称；如图7所示，共孔径天线双端口隔离度在工作频带内大于30dB，隔离度特性较好。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于包括位于同一微带板上的顶部辐射振子和底部辐射振子；

所述的顶部辐射振子连接第一馈电组件；

所述的底部辐射振子连接第二馈电组件；

所述的第一馈电组件和第二馈电组件分别位于微带板的正反面。

2.根据权利要求1所述的一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于所述的底部辐射振子包括覆于微带板正反面的底部辐射振子上振子和底部辐射振子下振子，两者通过第一馈电组件和金属过孔实现共同馈电。

3.根据权利要求1所述的一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于所述的顶部辐射振子包括覆于微带板正反面的顶部辐射振子上振子和顶部辐射振子下振子，两者通过第二馈电组件过孔连接实现共同馈电。

4.根据权利要求1所述的一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于所述的第一馈电组件和第二馈电组件均为电缆组件。

5.根据权利要求1所述的一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于还包括金属天线底座，所述的微带板安装在金属天线底座上。

6.根据权利要求5所述的一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于还包括天线罩和堵头，其中天线罩覆盖整个微带板，且上下分别与金属底座和堵头相连。

7.根据权利要求1所述的一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于还包括位于顶部辐射振子和底部辐射振子之间的扼流结构。

8.根据权利要求7所述的一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于所述的扼流结构为凹型。

9.根据权利要求8所述的一种高隔离度垂直极化共孔径全向天线，其特征在于所述的扼流结构数量为3-5个。

10.一种地面共孔径通信系统，其特征在于包括权利要求1-9任一项所述的高隔离度垂直极化共孔径全向天线。

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