寬帶異頻正交偶極子天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及天線技術，特別是涉及一種寬帶異頻正交偶極子天線。
【背景技術】
[0002]隨著雷達、通信技術的發展，載體上安裝的數量越來越多，帶來了載體外表面空間有限與天線數量眾多的矛盾，極大限制了雷達、通信技術的推廣應用。
[0003]解決這種矛盾的方法通常有兩種，一種是天線小型化，減小單付天線的安裝空間，從而保證整個載體上能夠裝載足夠多的天線；天線的小型化方式目前應用比較多，但通常會帶來性能的降低，影響系統效能的發揮；另一種是天線共用，通過增強一種天線的帶寬、增益或方向圖等特性來實現一付天線能夠滿足多頻段、多系統的要求。而目前的天線共用的方式，存在有頻段窄、不可正交極化、不可異頻工作的問題。
【發明內容】
[0004]本發明目的在于提供一種寬帶異頻正交偶極子天線，旨在解決而目前的天線共用的方式，存在有頻段窄、不可正交極化的問題。
[0005]本發明提供了一種寬帶異頻正交偶極子天線，包括:
[0006]金屬底板；
[0007]兩個天線單元，交叉組合成十字形狀，兩個所述天線單元固定于所述金屬底板的上方，所述兩個所述天線單元分別工作在水平極化和垂直極化；
[0008]寄生單元，設置于所述兩個所述天線單元的交叉中心的上方，與所述金屬底板相對。
[0009]上述的寬帶異頻正交偶極子天線，采用兩付不同頻段的寬帶偶極子天線正交組合，形成了一種具有頻段寬、正交極化、可異頻工作等優點。天線特別適用于雷達和通信的共用天線，雷達用雷達的工作頻段和極化方式、通信用通信的工作頻段和工作方式；天線具有寬頻帶的特點，任意一付天線都可以進行頻段復用，適用于覆蓋頻段內的多種應用。該天線結構簡單，便于調試，適合進行工程化推廣。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明較佳實施例中寬帶異頻正交偶極子天線俯視結構示意圖；
[0011]圖2為本發明較佳實施例中寬帶異頻正交偶極子天線側視結構示意圖；
[0012]圖3為圖2所示本發明較佳實施例中水平/垂直極化天線結構示意圖；
[0013]圖4為同軸電纜的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0015]請參閱圖1及圖2，本發明較佳實施例中寬帶異頻正交偶極子天線包括:金屬底板10、兩個天線單元20、寄生單元30和第一絕緣支撐件40。
[0016]兩個天線單元20交叉(正交)組合成十字形狀，兩個天線單元20固定于金屬底板10的上方，每個天線單元20構成具有平衡饋電的偶極子天線；兩個天線單元20共用頂部的寄生單元30、共用底部的金屬底板10。寄生單元30設置于兩個天線單元20的交叉中心的上方，與金屬底板10相對。金屬底板10直接作為兩個天線單元20的反射板。
[0017]寄生單元30通過上述第一絕緣支撐件40固定在兩個天線單元20的交叉中心的上方。寄生單元30為一塊金屬片或金屬體，通過與兩個天線單元20的耦合作用，擴展兩天線單元20的帶寬特性；寄生單元30通過第一絕緣支撐件40固定在兩個天線單元20的頂部。
[0018]具體地，兩個天線單元20結構類似，均有獨立的射頻輸出接口作分別輸出；兩天線均采用構成具有平衡饋電的偶極子形式，形成正交組合的定向偶極子天線。其中一個天線單元20工作于水平極化，輻射水平極化波；另一個天線單元20工作于垂直極化，輻射垂直極化波。兩個天線單元20都具有寬帶特性，且工作頻段可以是同頻段的，也可以是不同頻段的。
[0019]請參閱圖3，以水平極化的天線單元20為例，其包括第一輻射體21、第二輻射體22和饋電組件23。天線單元20由第一輻射體21、第二輻射體22分別與饋電組件23相連，通過饋電組件23將第一輻射體21、第二輻射體22相連實現平衡饋電結構。第一輻射體21、第二輻射體22和金屬底板10結合形成寬帶定向偶極子天線，接收射頻信號通過饋電組件23的射頻接口輸出。具體地，第一輻射體21與第二輻射體22相對交叉中心對稱設置；饋電組件23 —端與射頻連接器24 (射頻接口 )連接，射頻連接器24固定于金屬底板10上，饋電組件23另一端分別與第一輻射體21和第二輻射體22分別電連接。
[0020]第一輻射體21和第二輻射體22均由一定厚度和較高剛性的金屬板制成特定的形狀。其中，參閱圖1，第一輻射體21和第二輻射體22中，兩者相靠近的一端的寬度均大于兩者想遠離的另一端的寬度。為了防止第一輻射體21和第二輻射體22在末端的變形，天線單元20還包括兩個第二絕緣支撐件25，第一輻射體21和第二輻射體22分別通過兩個第二絕緣支撐件25固定在金屬底板10上，第二絕緣支撐件25 —端連接在輻射體21/22的中心到末端中間的某一位置，另一端固定在金屬底板10上。
[0021]請參閱圖3和圖4，本實施例中，饋電組件23包括同軸線纜231、饋電片232和短路支節233。
[0022]同軸線纜231從內至外包括芯線2316、(絕緣)介質層2314、外導體2312和外套(圖未示出)，同軸線纜231的一端與射頻連接器24連接，另一端的外導體與第一輻射體21耦接；饋電片232 —端與同軸線纜231的芯線2316耦接，另一端與第二輻射體22與耦接；短路支節233，一端與第二輻射體22耦接，另一端與第二輻射體22耦接，從而構成了具有平衡饋電結構的偶極子天線。
[0023]在更具體的實施例中，同軸線纜231的另一端的外導體2312耦接于第一輻射體21與第二輻射體22相對的一端；饋電片232的另一端耦接于第二輻射體22與第一輻射體21相對的一端；短路支節233的另一端親接于與第二福射體22與第一福射體21相對的一端。
[0024]饋電時同軸線纜231的外導體2312(外壁)會有一部分電流回流，從而造成與芯線2316連接的第二輻射體22和與外導體2312(外壁)連接的第一輻射體21之間的電流不相等，甚至外導體2312(外壁)電流直接輻射。短路枝節通過第二輻射體22與同軸線纜231的芯線2316連接，這使得第一輻射體21和第二輻射體22變成了短路，在輸入口短路了非平衡模，抑制了同軸線纜231的外導體2312的外壁電流，使得在第一輻射體21和第二輻射體22位置變成了開路，從而保證偶極子天線的輻射。短路枝節的長度與預設天線頻率的四分之一波長對應，但可隨結構的不同進行長度的調整，其可以在較寬頻帶內工作。
[0025]上述的饋電組件23，首先將射頻電纜(同軸線纜231)和射頻連接器24裝配好；然后將同軸線纜231末端的外導體2312和絕緣介質層2314(外導體2312和芯線2316之間的)剝去，只留下芯線2316 ;再沿露出芯線2316的末端割掉一段外導體2312，保留介質層2314和芯線2316，便可得饋電組件23。
[0026]參照圖3，同軸線纜231與第一輻射體21連接的一端，其外導體2312在靠近露出介質層2314附近的地方與第一輻射體21焊接，焊接時應該保證露出介質層2314完全露出第一輻射體21的焊接表面，且外導體2312露出最少。射頻連接器24通過的法蘭盤與金屬底板10相連，從而完成饋電組件23的固定。
[0027]本發明寬帶異頻正交偶極子天線，采用兩付不同頻段的寬帶偶極子天線正交組合，形成了一種具有頻段寬、正交極化、可異頻工作等優點。天線特別適用于雷達和通信的共用天線，雷達用雷達的工作頻段和極化方式、通信用通信的工作頻段和工作方式；天線具有寬頻帶的特點，任意一付天線都可以進行頻段復用，適用于覆蓋頻段內的多種應用。該天線結構簡單，便于調試，適合進行工程化推廣。
[0028]由于雷達天線通常用水平極化、通信天線通常用垂直極化，本發明中通過將兩付寬帶定向偶極子天線正交組合來同時滿足雷達和通信的要求；同時將兩付正交天線設計成不同的工作頻段來應對雷達和通信天線工作頻段的不一致。
[0029]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種寬帶異頻正交偶極子天線，其特征在于，包括: 金屬底板； 兩個天線單元，交叉組合成十字形狀，兩個所述天線單元固定于所述金屬底板的上方，所述兩個所述天線單元分別工作在水平極化和垂直極化； 寄生單元，設置于所述兩個所述天線單元的交叉中心的上方，與所述金屬底板相對。2.如權利要求1所述的寬帶異頻正交偶極子天線，其特征在于，所述天線單元包括: 第一福射體； 第二輻射體，與所述第一輻射體相對所述交叉中心對稱設置； 饋電組件，一端與射頻連接器連接，所述射頻連接器固定于所述金屬底板上，另一端分別與所述第一輻射體和所述第二輻射體分別電連接。3.如權利要求2所述的寬帶異頻正交偶極子天線，其特征在于，所述饋電組件包括: 同軸線纜，一端與所述射頻連接器連接，另一端的外導體與所述第一輻射體耦接； 饋電片，一端與所述同軸線纜的芯線耦接，另一端與所述第二輻射體與耦接； 短路支節，一端與所述第二輻射體耦接，另一端與所述第二輻射體耦接。4.如權利要求3所述的寬帶異頻正交偶極子天線，其特征在于，所述同軸線纜的另一端的外導體耦接于所述第一輻射體與所述第二輻射體相對的一端； 所述饋電片的另一端耦接于所述第二輻射體與所述第一輻射體相對的一端； 所述短路支節的另一端耦接于與所述第二輻射體與所述第一輻射體相對的一端。5.如權利要求2、3或4所述的寬帶異頻正交偶極子天線，其特征在于，所述第一輻射體和第二輻射體中，兩者相靠近的一端的寬度均大于兩者想遠離的另一端的寬度。6.如權利要求3或4所述的寬帶異頻正交偶極子天線，其特征在于，所述短路支節的長度與預設天線頻率的四分之一波長對應。7.如權利要求1所述的寬帶異頻正交偶極子天線，其特征在于，還包括第一絕緣支撐件，所述寄生單元通過上述第一絕緣支撐件固定在兩個所述天線單元的交叉中心的上方。8.如權利要求1或7所述的寬帶異頻正交偶極子天線，其特征在于，所述寄生單元為金屬導體制作而成。9.如權利要求2所述的寬帶異頻正交偶極子天線，其特征在于，所述天線單元還包括兩個第二絕緣支撐件，所述第一輻射體和第二輻射體分別通過兩個所述第二絕緣支撐件固定在所述金屬底板上。
【專利摘要】本發明提供了一種寬帶異頻正交偶極子天線，包括：金屬底板；兩個天線單元，交叉組合成十字形狀，兩個所述天線單元固定于所述金屬底板的上方，所述兩個所述天線單元分別工作在水平極化和垂直極化；寄生單元，設置于所述兩個所述天線單元的交叉中心的上方，與所述金屬底板相對。上述的寬帶異頻正交偶極子天線，采用兩付不同頻段的寬帶偶極子天線正交組合，形成了一種具有頻段寬、正交極化、可異頻工作等優點。
【IPC分類】H01Q21/24, H01Q1/36, H01Q5/30
【公開號】CN105244633
【申請號】CN201510674307
【發明人】葉劍鋒, 管明祥, 何國榮, 龔漢東
【申請人】深圳信息職業技術學院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月19日