CN217035974U - 一种小型化宽带短波发射天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型化宽带短波发射天线，包括主螺旋线圈和次螺旋线圈，主螺旋线圈和次螺旋线圈一端设置有金属接地板，金属接地板上贯穿设置有两个馈电转接件，其中一个馈电转接件一端与主螺旋线圈的一端连接进行馈电，另一端与发射机连接，另一个馈电转接件一端与次螺旋线圈的一端连接，另一端与负载或衰减器连接；本实用新型的小型化的宽带短波发射天线，形成同向双螺旋线圈，耦合到次螺旋线圈上的近场能量会被匹配负载消耗掉，降低了天线Q值，进而极大增加天线发射带宽。

Description

一种小型化宽带短波发射天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种小型化宽带短波发射天线。

背景技术

根据频谱划分通常将频率为３－３０ＭＨz 的电磁波归于短波频段，有些情况下也会把短波频段的频率下限拓展至１.5ＭＨｚ。利用处于短波频段的电磁波进行无线电通信的方式称之为短波通信。作为一种远距离通信方式，短波通信不可替代。短波通信之所以能在无线电通信领域中经久不衰。主要在于它具有如下两个特点：一是在进行远距离通信时短波通信不需要建立中继站对信号进行转发而且对发射功率强度的要求也不高，因而其建设和维护成本比较低；二是短波通信依靠电离层进行传播，因而它对自然影响特别是军事打击的抗毁性很强，是一种可靠的通信方式。

由于短波电台工作频率低，波长较长。传统短波天线尺寸非常大（几米甚至几十米），这给短波通信的应用带来了诸多不便。所以短波天线的小型化研究对便携式、车载、舰载短波通信等应用领域有着举足轻重的意义。另外，现代保密通信中的跳扩频技术的应用以及移动通信的快速发展,对全向宽带化小型化的短波及超短波天线的需求越来越多。电长度的减小将影响天线的效率、增益、带宽等，而且宽带阻抗匹配网络也很不容易实现。这是因为，随着天线尺寸的减小，工作频率对应的阻抗曲线变化很陡峭。电小天线的辐射效率急剧降低，天线的Q值迅速增加，天线带宽迅速变窄。总之，设计出一款小型化、宽频带的短波发射天线，显得尤为重要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种小型化宽带短波发射天线，具备结构简单，具有较大工作带宽的优点，解决了传统的短波天线在使用时尺寸大，带宽窄等的问题。

根据本实用新型实施例的一种小型化宽带短波发射天线，包括主螺旋线圈和次螺旋线圈，主螺旋线圈和次螺旋线圈采用同轴、同向且轴向平行的双螺旋结构，主螺旋线圈和次螺旋线圈一端设置有金属接地板，金属接地板上贯穿设置有两个馈电转接件，其中一个馈电转接件一端与主螺旋线圈的一端连接进行馈电，另一端与发射机连接，另一个馈电转接件一端与次螺旋线圈的一端连接，另一端与负载或衰减器连接。

在一些实施例中，所述次螺旋线圈的匝数与主螺旋线圈的匝数相同。

在一些实施例中，所述主螺旋线圈和次螺旋线圈均由金属线、漆包线或空心金属管绕制而成。

在一些实施例中，所述主螺旋线圈和次螺旋线圈为硬质金属材料。

在一些实施例中，所述主螺旋线圈和次螺旋线圈为软质金属材料。

在一些实施例中，还包括支撑载体，主螺旋线圈和次螺旋线圈绕设在支撑载体表面，支撑载体与主螺旋线圈和次螺旋线圈之间为绝缘设置。

在一些实施例中，还包括天线罩和安装座，天线罩连接在安装座上，天线罩与安装座之间围成有空腔，主螺旋线圈和次螺旋线圈设置于空腔内。

在一些实施例中，所述负载的功率为2-1000W，阻抗为50Ω。

在一些实施例中，所述衰减器为3dB、6dB或10dB。

在一些实施例中，所述馈电转接件为5OΩN-KF馈电转接头。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

本实用新型通过设置主螺旋线圈和次螺旋线圈，形成同向双螺旋线圈，在能量馈入主螺旋线圈时，耦合到次螺旋线圈上的近场能量会被匹配负载消耗掉，降低了天线Q值，进而极大增加天线发射带宽。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的实施例图一；

图2为主螺旋线圈和次螺旋线圈为多边行的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例图二；

图4主螺旋线圈和次螺旋线圈采用PCB印刷工艺的结构示意图；

图5为本实用新型的一个实施例爆炸图一；

图6为本实用新型的一个实施例爆炸图二；

图7为本实用新型的一个实施例的立体示意图；

图8为本实用新型的仿真结果的俯仰方向图（E面）；

图9为本实用新型的仿真结果的水平方向图（H面）；

图10为有次螺旋线圈和无次螺旋线圈的工作带宽仿真结果图。

图中：1-主螺旋线圈

2-次螺旋线圈

3-金属接地板

4-馈电转接件

5-支撑载体

6-天线罩、600-壳体、 6001-固定部

7-安装座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图1示出了本实用新型的一种小型化宽带短波发射天线的一个实施例图。一种小型化宽带短波发射天线包括主螺旋线圈1和次螺旋线圈2，主螺旋线圈1和次螺旋线圈2一端设置有金属接地板3，金属接地板3上贯穿设置有两个馈电转接件4，主螺旋线圈1和次螺旋线圈2一端均开放设置，另一端分别与两个馈电转接件4连接。主螺旋线圈1和次螺旋线圈2与馈电转接件4之间通过焊接连接。

需要说明的是，主螺旋线圈1用于发射短波无线信号，主螺旋线圈1一端通过馈电转接件4与产生短波无线信号的发射机连接，发射机产生的无线信号经主螺旋线圈1发射出去。

可以理解的是，次螺旋线圈2一端通过馈电转接件4与负载（未示出）或衰减器（未示出）连接。负载或衰减器用于损耗次螺旋线圈2的能量。所述馈电转接件4为5OΩN-KF馈电转接头。根据发射机的输出功率，负载的功率为2-1000W，阻抗为50Ω。所述衰减器为3dB、6dB或10dB。

这里，主螺旋线圈1和次螺旋线圈2采用同轴、同向且轴向平行的双螺旋结构。因而在发射机产生的能量馈入主螺旋线圈1时，会耦合到次螺旋线圈2，次螺旋线圈2一端连接负载或衰减器，耦合到次螺旋线圈2上的近场储能能量会被负载或衰减器损耗掉，使得天线的Q值大大降低，进而极大增加天线发射带宽。

本领域技术人员应清楚，本实用新型天线的带宽随着次螺旋线圈2的匝数从1到与主螺旋线圈1的匝数相同增加，因此，本实用新型的天线的最大带宽为次螺旋线圈2的匝数与主螺旋线圈1的匝数相同。当然，实际应用时，可根据天线带宽需求来确定次螺旋线圈2的匝数。

如图2所示，主螺旋线圈1和次螺旋线圈2可以是环形结构或多边形结构。

本实用新型的一些实施例，主螺旋线圈1和次螺旋线圈2为硬质金属材料。如硬质不锈钢、铝型材等导体。硬质导体具有不易变形等优点。在主螺旋线圈1和次螺旋线圈2使用过程中具有较好适应性。并且不需要防止主螺旋线圈1和次螺旋线圈2变形而设置支撑，减轻了天线的总体重量。增加了本实用新型天线的应用范围。

如图3所示，本实用新型的一些实施例，主螺旋线圈1和次螺旋线圈2采用软质金属材料制成。为防止主螺旋线圈1和次螺旋线圈2使用时受震动等环境因素影响产生变形从而影响天线信号发射。将主螺旋线圈1和次螺旋线圈2设在支撑载体5表面，支撑载体5与主螺旋线圈1和次螺旋线圈2之间为绝缘设置。支撑载体5可选用硬质塑料材料。为减轻天线重量，支撑载体5可采用空心结构。

如图4所示，本实用新型的一些实施例，主螺旋线圈1和次螺旋线圈2采用将导体材料印刷在PCB线路板上。该方式实现天线的扁平化，大大减小了天线体积，特别适用于空间有限的场景。

如图5、6、7所示，本实用新型更具体的一些实施例，本实用新型小型化宽带短波发射天线还包括天线罩6和安装座7，天线罩6连接在安装座7上，天线罩6与安装座7之间通过连接件或卡接结构形成可拆卸连接，天线罩6与安装座7之间围成有空腔，主螺旋线圈1和次螺旋线圈2设置于空腔内。金属接地板3通过螺丝安装在安装座7内侧面上。

天线罩6包括对称的两个壳体600，两个壳体600之间通过螺丝可拆卸连接。壳体600内壁上设置有对支撑载体5进行定位的固定部6001，两个壳体600内壁上的固定部6001分别抵紧支撑载体5的两侧面，能防止支撑载体5在天线罩6内产生晃动。天线罩6减小环境对天线的影响，延长使用寿命。

需要说明的是，图10中虚曲线为具有主螺旋线圈和次螺旋线圈的天线的工作带宽仿真图。实线为只有主螺旋线圈的天线的工作带宽仿真图。

本实用新型未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，包括主螺旋线圈和次螺旋线圈，主螺旋线圈和次螺旋线圈采用同轴、同向且轴向平行的双螺旋结构，主螺旋线圈和次螺旋线圈一端设置有金属接地板，金属接地板上贯穿设置有两个馈电转接件，其中一个馈电转接件一端与主螺旋线圈的一端连接进行馈电，另一端与发射机连接，另一个馈电转接件一端与次螺旋线圈的一端连接，另一端与负载或衰减器连接。

2.根据权利要求1所述的一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，所述次螺旋线圈的匝数与主螺旋线圈的匝数相同。

3.根据权利要求2所述的一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，所述主螺旋线圈和次螺旋线圈均由金属线、漆包线或空心金属管绕制而成。

4.根据权利要求3所述的一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，所述主螺旋线圈和次螺旋线圈为硬质金属材料。

5.根据权利要求3所述的一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，所述主螺旋线圈和次螺旋线圈为软质金属材料。

6.根据权利要求5所述的一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，还包括支撑载体，主螺旋线圈和次螺旋线圈绕设在支撑载体表面，支撑载体与主螺旋线圈和次螺旋线圈之间为绝缘设置。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，还包括天线罩和安装座，天线罩连接在安装座上，天线罩与安装座之间围成有空腔，主螺旋线圈和次螺旋线圈设置于空腔内。

8.根据权利要求7所述的一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，所述负载的功率为2-1000W，阻抗为50Ω。

9.根据权利要求7所述的一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，所述衰减器为3dB、6dB或10dB。

10.根据权利要求7所述的一种小型化宽带短波发射天线，其特征在于，所述馈电转接件为5OΩN-KF馈电转接头。

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