CN217062505U - 一种扼流形式的全向天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扼流形式的全向天线，由同轴线缆、套筒、扼流弹簧组成。同轴线缆由外导体、介质层和内导体构成，将同轴线的一端剥去外导体，留有内导体和介质层，介质层可防止内导体与扼流弹簧接触短路。套筒与同轴线缆的外导体焊接固定，和仅留内导体和介质层的同轴线部分组成天线的辐射部分。扼流弹簧穿过仅留内导体和介质层的同轴线部分，其根部与套筒焊接固定，有效抑制了同轴电缆外表面电流，防止方向图畸变。

Description

一种扼流形式的全向天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是扼流形式的全向天线。

背景技术

全向天线是指具有水平全向辐射无线信号的能力，特别适合机载、弹载等遥测、遥控平台的全向通信设备。全向天线一般采用单极子或偶极子形式，其最大辐射方向为水平方向，将其安装于不同载体平台时，会导致方向图畸变，产生上翘的问题，造成水平面增益降低，方向图不对称等问题。

引入扼流结构可以解决此问题。传统的天线采用PCB印制的方式，在辐射体和连接器之间加入一段1/4波长的扼流结构。如专利“车载垂直极化高增益全向天线”(申请号：CN201610804595.5)，天线印制在PCB上，微带结构的下端有一段异形扼流结构，遏制同轴线外导体表面上的电流，避免与天线相连的同轴线产生天线效应。如专利“带有扼流结构的宽带全向高增益印刷天线”(申请号：CN201721235748.5)，天线PCB上的辐射体和连接器之间有一段U形扼流结构，解决同轴线缆外导体的电流影响问题。在PCB和连接器中间增加扼流结构，有效抑制了电缆外表面电流，但此方法使天线整体尺寸增加，且PCB介质板存在材料参数和加工精度误差，将导致天线扼流作用减弱。如专利“一种全向辐射的套筒天线”(申请号：CN201822071540.5)，同轴线与PCB板的辐射介质连接，在PCB上套有扼流套筒，结构复杂，组装难度高，也存在PCB介质板材料参数变化和加工精度误差的问题。因此，为了进一步提升扼流形式的全向天线辐射性能，需要在天线设计与工程实现方面开展工作。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种扼流形式的全向天线，结构简单，易安装，具有很好的环境适应性，性能稳定可靠，易于工程化实现。

技术方案

一种扼流形式的全向天线，其特征在于包括：同轴线缆、套筒、扼流弹簧；所述同轴线缆由外导体、介质层和内导体构成，将同轴线缆的头部剥去外导体，留有内导体和介质层，介质层可防止内导体与扼流弹簧接触短路；所述套筒为金属中通结构，其内径约为同轴线缆的外导体直径，将其穿过同轴线缆，并与同轴线缆的外导体焊接固定，焊接点位于同轴线缆剥去外导体的端面处；套筒和同轴线缆去掉外导体的部分组成天线的辐射结构；所述扼流弹簧穿过同轴线缆去掉外导体的部分，其根部与套筒焊接固定，有效抑制了同轴线缆外导体电流，防止方向图畸变。

本发明进一步的技术方案：所述同轴线缆头部内导体及介质层长度为1/4λ₀，λ₀对应频率的谐振波长。

本发明进一步的技术方案：所述套筒的长度为1/4λ₀，其共同构成偶极子辐射单元，实现水平全向辐射特性。

本发明进一步的技术方案：所述扼流弹簧为等螺距单臂螺旋结构。

本发明进一步的技术方案：可通过直接裁剪同轴线缆头部内导体及扼流弹簧的长度来调节工作频率，易与工程化实现。

有益效果

本发明提出的一种扼流形式的全向天线，天线频带宽，驻波带宽(VSWR≤2.0)为24％；全向性好，能够满足在不同应用平台的水平全向辐射特性，有效抑制天线的方向图上翘以及方向图不对称现象。天线可通过裁剪扼流弹簧尺调节谐振频率，结构简单易于工程化实现。

与现有技术相比的优点在于：

1、本发明的套筒与扼流弹簧整体焊接在同轴线缆的外导体上，弹簧方向朝上，避免扼流结构导致的天线尺寸的增加；

2、本发明可通过直接裁剪同轴线缆头部内导体及扼流弹簧的长度来调节谐振频率，易与工程化实现。

3、本发明将同轴线缆头部外导体剥去，留有的内导体和套筒形成天线的辐射部分，天线结构简单，成本低，安装方便。

4、本发明的辐射部分：套筒及同轴线缆头部的内导体，避免了辐射结构为微波介质板时材料参数和加工误差带来的性能恶化，天线一致性高。

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为天线整体结构示意图；

图2为天线仿真驻波比图；

图3为天线仿真增益方向图。

1-同轴线缆；2-套筒；3-扼流弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创新性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种扼流形式的全向天线，包括：同轴线缆1、套筒2、扼流弹簧3组成。同轴线缆1，所述同轴线缆1由外导体、介质层和内导体构成，将同轴线缆1的头部剥去外导体，留有内导体和介质层，介质层可防止内导体与扼流弹簧接触3短路。套筒2，所述套筒2为金属中通结构，其内径约为同轴线缆1的外导体直径，将其穿过同轴线缆1，并与同轴线缆1的外导体焊接固定，焊接点位于同轴线缆1剥去外导体的端面处；套筒2和同轴线缆1去掉外导体的部分组成天线的辐射结构。扼流弹簧3，所述扼流弹簧3为等螺距单臂螺旋结构，穿过同轴线缆1去掉外导体的部分，其根部与套筒2焊接固定，有效抑制了同轴线缆1外导体电流，减小天线安装面对方向图的影响，避免方向图出现上翘现象，防止方向图畸变。

同轴线缆1头部内导体及介质层长度约为1/4λ₀(λ₀对应频率的谐振波长)，套筒2的长度约为1/4λ₀，其共同构成偶极子辐射单元，实现水平全向辐射特性；

可通过直接裁剪同轴线缆1头部内导体及扼流弹簧3的长度来调节谐振频率，易与工程化实现。

套筒2与扼流弹簧3整体焊接在同轴线缆的外导体上，弹簧方向朝上，避免扼流结构导致的天线尺寸的增加。

实际加工中，为了焊接牢靠，同轴线缆1和套筒2的这个端面不是完全齐平的，同轴线缆1会伸出一点点，实际测试下来，影响不是很大。

如图2所示为天线驻波比，其VSWR≤2.0带宽为24％(1.79GHz～2.29GHz)；

如图3所示天线的增益方向图，最大辐射方向在水平方向，增益不圆度为0.3dB，方向图未受到馈电同轴线的影响，说明其扼流弹簧起到扼流作用。

本发明的工作原理如下：射频信号通过同轴线缆1内导体及外导体，分别馈入同轴线缆1头部的内导体及套筒2，激励起对应频段电流，从而辐射出电磁波。扼流弹簧3与同轴线缆1的外导体连接，抑制电缆外导体电流。

通过上述技术方案，本发明天线显著提高天线辐射性能，避免了全向天线由于安装平台带来的方向图上翘以及方向图不对称的问题。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明其他各种可能的组合方式不再另行说明。工程技术人员可根据此发明权利要求书中的思想做具体的操作实施，自然也可以根据以上所述对实施方案做一系列的变更。上述这些都应视为本发明涉及的范围。

Claims (5)

1.一种扼流形式的全向天线，其特征在于包括：同轴线缆(1)、套筒(2)、扼流弹簧(3)；所述同轴线缆(1)由外导体、介质层和内导体构成，将同轴线缆(1)的头部剥去外导体，留有内导体和介质层，介质层可防止内导体与扼流弹簧(3)接触短路；所述套筒(2)为金属中通结构，其内径约为同轴线缆(1)的外导体直径，将其穿过同轴线缆(1)，并与同轴线缆(1)的外导体焊接固定，焊接点位于同轴线缆(1)剥去外导体的端面处；套筒(2)和同轴线缆(1)去掉外导体的部分组成天线的辐射结构；所述扼流弹簧(3)穿过同轴线缆(1)去掉外导体的部分，其根部与套筒(2)焊接固定，有效抑制了同轴线缆(1)外导体电流，防止方向图畸变。

2.根据权利要求1所述的扼流形式的全向天线，其特征在于：所述同轴线缆(1)头部内导体及介质层长度为1/4λ₀，λ₀对应频率的谐振波长。

3.根据权利要求1所述的扼流形式的全向天线，其特征在于：所述套筒(2)的长度为1/4λ₀，其共同构成偶极子辐射单元，实现水平全向辐射特性。

4.根据权利要求1所述的扼流形式的全向天线，其特征在于：所述扼流弹簧(3)为等螺距单臂螺旋结构。

5.根据权利要求1所述的扼流形式的全向天线，其特征在于：可通过直接裁剪同轴线缆(1)头部内导体及扼流弹簧(3)的长度来调节工作频率，易与工程化实现。

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