[实用新型]垂直极化宽带偶极子天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线，尤其是一种偶极子天线。

背景技术

目前，机载或车载等高速移动平台数据链测控及通信系统的天线多以偶极子或刀形天线为主，这些天线往往增益较低(0dB以下)、工作频带带宽较窄(小于5％)，同时天线波束在俯仰方向很难满足3dB波束宽度在正负25度俯仰的要求。而在机载平台等高速移动测控领域中为了扩展通信控制距离，满足天线垂直极化辐射、宽频带通信要求，同时也要满足小型化、制作安装简便等特性，新的垂直极化、全向、宽频带、具有较高增益的移动测控天线的设计日趋重要。中国北京遥测技术研究所的孙向珍在文章《宽频带垂直极化天线的研究》(孙向珍，宽频带垂直极化天线的研究[J].遥测遥控，25(5)：31-37)中，根据传统的套筒偶极子天线原理，引入两个寄生阵子和一个较大的反射底盘替代原有套筒结构，提出了一种名为“仙人掌”天线的理论模型，可将天线驻波在1.5以下的带宽拓展为将近30％。但是该天线模型仅是基于理论原理计算分析，未考虑工程实际安装设计的形式要求，也未考虑天线材质(天线罩及底盘材质)对天线结构的影响，且靠增大反射底盘尺寸来拓展带宽造成整体天线尺寸偏大(底盘直径大于二分之一波长)，不能满足机载平台等高速移动平台小型化安装要求。

发明内容

为了克服现有技术不能满足机载平台等高速移动平台小型化安装要求的不足，本发明提供一种垂直极化宽带偶极子天线，通过改变天线寄生阵子的数目和尺寸，以较小的反射底盘(小于二分之一波长)和安装结构同样达到了宽频带工作的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包含天线罩、有源阵子、寄生阵子、阵子绝缘固定支架、绝缘垫片、反射底盘和SMA-KFD108射频连接件。天线罩使用环氧层压玻璃布制作，形状为中空的筒状，上端为封闭面，下端开口，天线罩壁厚均为百分之一波长。在距离天线罩底部百分之二波长处，天线罩壁的圆周方向上等间距开有若干个固定孔。天线罩的直径为二分之一波长，高度大于四分之三波长。反射底盘作为天线阵子的支撑及固定件，整体设计为台阶圆柱体，上圆柱直径尺寸为二分之一波长，下圆柱直径尺寸比上圆柱直径大百分之一波长，上圆柱与下圆柱厚度之和应保证SMA-KFD108射频连接件的螺纹内心伸出上圆柱表面5mm。在反射底盘的上圆柱的圆周方向上距下圆柱上表面百分之二波长处开有与天线罩的固定孔相对应的固定孔。反射底盘中心处开有一个通孔，通孔直径要求与SMA-KFD108射频连接件内部的绝缘介质直径相同，其中放置绝缘垫片，绝缘垫片的上表面与反射底盘的上表面齐平。反射底盘起到对天线匹配及对天线方向图的调整作用，为减轻天线的整体重量，又能保证天线的结构强度，反射底盘采用硬质铝材料。有源阵子为黄铜材质的圆柱体结构，长度为二分之一波长，直径为百分之三波长，在底部开有固定安装用的内螺纹孔。有源阵子垂直于反射底盘的上表面，其底部端面与绝缘垫片表面相切，SMA-KFD108射频连接件的螺纹内心穿过绝缘垫片与有源阵子底部螺纹内孔紧密旋接。四个寄生阵子形式相同，与有源阵子间距相等，并在以该间距为半径的圆周方向上等分布于有源阵子周围。寄生阵子底部与反射底盘通过螺纹铰接直接相连，垂直安装于反射底盘上表面。寄生阵子也采用黄铜棒料制作，结构为圆柱体，直径为百分之三波长，长度为四分之一波长，底部留有高度与反射底盘厚度相同的外螺纹。射频连接件为标准的SMA-KFD108射频接头，起到将50欧的铜轴电缆与天线可靠连接的作用。上文所述的波长为天线的工作波长。

所述的绝缘垫片为特氟隆材质的圆柱体，直径与反射底盘中心通孔直径相同，厚度与反射底盘上圆柱的厚度相同，中心开有一个直径与SMA-KFD108射频连接件内导体直径大小相同的通孔。

根据SMA-KFD108安装要求在反射底盘的中心孔位的两边还各开一个通孔，此通孔位置应考虑避让过寄生阵子的安装孔，又能满足SMA-KFD108的安装要求。

为方便安装在寄生阵子的底端开有1mm宽，长度为阵子直径大小的安装槽。

所述寄生阵子与有源阵子的间距调整范围在十分之一波长至五分之一波长。

本发明还包括阵子绝缘固定支架，选用特氟隆材质，整体为圆柱体，厚度为百分之二波长，直径大小为有源阵子与寄生阵子间距加二倍阵子直径。阵子绝缘固定支架上面按照有源阵子与寄生阵子的相对位置开有五个阵子直径大小的安装通孔，根据安装孔的位置阵子绝缘固定支架直接套接在相应的阵子上，起到对天线阵子的支撑、固定作用。