專利名稱：超寬帶高性能全向天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域中的一種超寬帶高性能全向天線，特別適用于作寬頻帶、高增益、大功率的全向接收、發射天線。
隨著現代通信技術的發展，對天線要求越來越高。在通信設備不變的情況下，提高天線性能可以大大提高通信系統的整體技術指標。目前國內現有的全向天線的性能與通信系統要求相比已顯得落后，如國產的盤錐全向天線，其方向圖下翹，增益和帶寬都難以改善。國外德國R∥S公司生產的HK014型天線，其頻帶雖較寬，但典型增益由于采用不對稱結構，只是解決了駐波問題，它的天線方向圖破瓣很嚴重，功率容量仍較低。因此如何使全向天線達到高增益、大功率、寬頻帶地工作已是通信中急待解決的技術難題。
本發明的目的在于避免上述背景技術中的不足之處而提供一種超寬帶、高增益、高功率容量的超寬帶高性能全向天線，并且本發明還具有結構簡單，便于加工生產和安裝調試，天線性能穩定，天線強度好及價格低廉等特點，適合多種通信設備平臺使用。
本發明的目的是這樣實現的它由饋電源1、固定件2、支撐桿3、上錐體4、下錐體5、4至36個螺旋振子6、4至36個螺旋振子7、2至6個調配器8組成，其中上錐體4和下錐體5的園柱體外側通過固定件2用緊固件聯接固定、上錐體4和下錐體5的園錐體相對固定安裝，2至6個調配器8均勻分布分別用粘接劑粘接在上錐體4和下錐體5的園柱體外側面上，饋電源1的外導體用緊固件固定在下錐體5的錐端部、饋電源1的中心體用緊固件固定在上錐體4的錐端部，4至36個螺旋振子6均勻分布用緊固件固定在上錐體4園柱體的園周端面上，4至36個螺旋振子7均勻分布用緊固件固定在下錐體5園柱體的園周端面上，支撐桿3上端用緊固件固定安裝在下錐體5園柱體中心、下端用緊固件固定在載體平臺上，饋電源1的外導體螺紋結構外接饋電電纜。
本發明的目的還可以通過以下措施達到本發明上錐體4或下錐體5的下錐端直徑尺寸10為5至100毫米、園柱體直徑尺寸11為100至500毫米、園柱體上端面至下錐端面高度尺寸12為100至800毫米、錐體的錐角角度13為60至120度。
本發明4至36個螺旋振子6或4至36個螺旋振子7的每個螺旋振子6、7的螺旋體直徑尺寸14為5至30毫米、螺旋體長度尺寸15為100至1200毫米、螺旋管的直徑尺寸16為1至10毫米。
本發明2至6個調配器8的每個調配器8的長度尺寸17為100至1000毫米、調配器管直徑尺寸18為5至60毫米。
本發明上錐體4、下錐體5采用銅材料或鋁材料制作，4至36個螺旋振子6、7采用銅絲或銅管材料繞制，2至6個調配器8采用銅管或鋁管材料制作。
本發明相比背景技術有如下優點1．本發明首次采用了寬帶上錐體4、下錐體5及特殊的螺旋振子6、7組合，突破了傳統理論，達到了全向天線超寬帶、高增益的目的。同時首次采用了分布參數調配器8使天線實現了寬帶匹配、達到高功率容量的目的，本發明的頻帶可達100至1350MHz、增益可達≥3dBi、功率容量可達3KW，性能遠遠超過目前市場使用的全向天線技術指標。
2．本發明天線零部件少，因此結構簡單，體積小，便于批量加工生產和安裝調試及運輸，而且性能穩定。
3．本發明天線用一根支撐桿3就能架設天線，因此天線強度好，能適合多種通信設備平臺使用，同時價格低廉，可應用于通信對抗、超寬帶通信、無線電監測、時域測量等多種無線電工程設備作全向天線，因此推廣應用價值高。
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細描述。
圖1是本發明安裝結構示意圖。
圖2是本發明上錐體4或下錐體5的結構示意圖。
圖3是本發明螺旋振子6、7的結構示意圖。
圖4是本發明調配器8的結構示意圖。
參照圖1至圖4，本發明由饋電源1、固定件2、支撐桿3、上錐體4、下錐體5、4至36個螺旋振子6、4至36個螺旋振子7、2至6個調配器8組成。其中上錐體4和下錐體5的園柱體外側通過固定件2用緊固件聯接固定，即上錐體4和下錐體5用固定件2進行相對固定安裝。實施例固定件2采用非金屬材料加工成長條板狀結構，一般采用3塊塑料板加工成長條板狀結構用來固定安裝上錐體4和下錐體5，使上下錐體4、5安裝成一整體結構，塑料板厚度為5毫米。上錐體4和下錐體5在安裝時園錐體相對固定安裝，實施例相對安裝距離約100毫米，它主要用來作天線的反射體，上下錐體4、5采用銅材料或鋁材料機加工成漏斗形錐體結構，實施例采用20毫米厚的鋁板材料機加工成漏斗形錐體結構，其下錐端直徑尺寸10為5至100毫米，園柱體直徑尺寸11為100至500毫米、園柱體上端面至下錐端面高度尺寸12為100至800毫米、錐體的錐角角度13為60至120度。實施例下錐端直徑尺寸10制作成Ф20毫米。園柱體直徑尺寸11制作成Ф120毫米。園柱體上端面至下錐端面高度尺寸12制作成600毫米。錐體的錐角角度13制作成80度。
本發明2至6個調配器8均勻分布分別用粘接劑粘接在上錐體4和下錐體5的園柱體外側面上，調配器8其作用為調節匹配分布參數，使天線能達到高功率容量輸出。2至6個調配器8采用銅管或鋁管材料制作，其長度尺寸17為100至1000毫米，直徑尺寸18為5至60毫米。實施例采用市售2根鋁管材料制作，并用環氧樹脂材料粘接在上下錐體4、5的園柱體外側面上，作分布參數調配器，直徑尺寸18為Ф20毫米，長度尺寸17為600毫米。
本發明饋電源1的外導體用緊固件固定在下錐體5的錐端部、饋電源1的中心體用緊固件固定在上錐體4的錐端部，用來輻射電磁波能量，實施例饋電源1采用自制的錐角過渡結構狀的饋源制作。本發明4至36個螺旋振子6均勻分布用緊固件固定在上錐體4園柱體的園周端面上，4至36個螺旋振子7均勻分布用緊固件固定在下錐體5園柱體的園周端面上。每個螺旋振子6、7的螺旋體直徑尺寸14為5至30毫米，螺旋體長度尺寸15為100至1200毫米、螺旋管的直徑尺寸16為1至10毫米。每個螺旋振子6、7采用市售的銅絲或銅管材料繞制而成。實施例每個螺旋振子6、7采用市售直徑尺寸16為Ф5毫米粗的銅絲材料繞制而成，螺旋振子6、7的螺旋體直徑尺寸14繞制成Ф10毫米，螺旋體長度尺寸15繞制成500毫米。實施例螺旋振子6、7分別采用6個單個的螺旋振子用螺釘均勻分布安裝固定在上下錐體4、5園柱體的園周端面上，用來輻射電磁波。制作中如果單個螺旋振子6、7的強度不夠，也可在螺旋振子6、7的螺旋圈內安裝玻璃鋼管的加強管用來加強螺旋振子的強度。如果振子強度已夠就可不用加強管，加強管用緊固件也固定在上下錐體4、5園柱體的園周端面上。本發明如果要實現多平臺使用，另外一種實施例是省略下錐體5，下錐體5可用一塊金屬底板安裝在上錐體4的錐端下面，饋電源1的外導體安裝在金屬板上，饋電源1的中心體仍安裝在上錐體4的錐端部，其余結構不變，同樣即可實現全向天線的超寬帶、高增益、高功率容量的目的，又可使天線適用于車載、機載、艦載、星載等相應平臺。
本發明支撐桿3上端用緊固件固定安裝在下錐體5園柱體中心，下端用緊固件固定在載體平臺上，其作用是支撐安裝整個天線處于良好工作狀態。實施例支撐桿3采用市售40毫米粗、長5000毫米的鋼管制作，上端通過用固定夾與下錐體5的園柱體固定安裝，另一端用緊固件固定在平臺上，如車載、船載等。
本發明簡要工作原理如下饋電源1的外導體螺紋結構外接饋電電纜與收發信機的高功放部件連接，接收信號時，螺旋振子6、7，上下錐體4、5共同作用把接收到的電磁波輸入饋電源1，饋電源1把電磁波能量轉換為電信號，輸入收發信機接收。當發射信號時，饋電源1把收發信機輸入的發送信號轉換為電磁波經螺旋振子6、7，上下錐體4、5把電磁波發送出去，完成通信過程。
權利要求
1．一種由饋電源(1)、固定件(2)、支撐桿(3)組成的超寬帶高性能全向天線，其特征在于還有上錐體(4)、下錐體(5)、4至36個螺旋振子(6)、4至36個螺旋振子(7)、2至6個調配器(8)組成，其中上錐體(4)和下錐體(5)的園柱體外側通過固定件(2)用緊固件聯接固定、上錐體(4)和下錐體(5)的園錐體相對固定安裝，2至6個調配器(8)均勻分布分別用粘接劑粘接在上錐體(4)和下錐體(5)的園柱體外側面上，饋電源(1)的外導體用緊固件固定在下錐體(5)的錐端部、饋電源(1)的中心體用緊固件固定在上錐體(4)的錐端部，4至36個螺旋振子(6)均勻分布用緊固件固定在上錐體(4)園柱體的園周端面上，4至36個螺旋振子(7)均勻分布用緊固件固定在下錐體(5)園柱體的園周端面上，支撐桿(3)上端用緊固件固定安裝在下錐體(5)園柱體中心、下端用緊固件固定在載體平臺上，饋電源(1)的外導體螺紋結構外接饋電電纜。
2．根據權利要求1所述的超寬帶高性能全向天線，其特征在于上錐體(4)或下錐體(5)的下錐端直徑尺寸(10)為5至100毫米、園柱體直徑尺寸(11)為100至500毫米、園柱體上端面至下錐端面高度尺寸(12)為100至800毫米、錐體的錐角角度(13)為60至120度。
3．根據權利要求1或2所述的超寬帶高性能全向天線，其特征在于4至36個螺旋振子(6)、或4至36個螺旋振子(7)的每個螺旋振子(6)、(7)的螺旋體直徑尺寸(14)為5至30毫米、螺旋體長度尺寸(15)為100至1200毫米、螺旋管的直徑尺寸(16)為1至10毫米。
4．根據權利要求3所述的超寬帶高性能全向天線，其特征在于2至6個調配器(8)的每個調配器(8)的長度尺寸(17)為100至1000毫米、調配器管直徑尺寸(18)為5至60毫米。
5．根據權利要求4所述的超寬帶高性能全向天線，其特征在于上錐體(4)、下錐體(5)采用銅材料或鋁材料制作，4至36個螺旋振子(6)、(7)采用銅絲或銅管材料繞制，2至6個調配器(8)采用銅管或鋁管材料制作。
全文摘要
本發明公開了一種超寬帶高性能全向天線,它由上下錐體、螺旋振子、分布參數調配器、饋電源、固定件、支撐桿等部件組成。采用天線反射體錐體結構和特殊的螺旋振子組合,突破了傳統理論,實現全向天線的超寬帶和高增益;采用分布參數調配器,實現了天線的寬帶匹配和高功率容量。本發明不但具有高性能,而且結構簡單,加工生產和安裝簡易,強度好,價格低廉,適合通信對抗、超寬帶通信、無線電監測等多種場合作超寬帶全向發射、接收天線。
文檔編號H01Q25/00GK1319920SQ0110145
公開日2001年10月31日 申請日期2001年1月16日 優先權日2001年1月16日
發明者耿京朝, 陳雙全, 毛貴海, 李書學, 路志勇, 牛傳峰, 張文波, 白玉魁, 王又軍, 蘇曉莉, 劉國璽, 李渠塘, 何其洪, 楊兵 申請人:信息產業部電子第五十四研究所