焊接式360度周向天線(xiàn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及天線(xiàn)技術(shù),具體是指焊接式360度周向天線(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]微波周向天線(xiàn)較多應(yīng)用于一點(diǎn)多址通信中,廣泛地應(yīng)用于軍事、航天、遙控、遙測(cè)領(lǐng)域。在較低頻段中,微波周向天線(xiàn)主要有螺旋天線(xiàn)、交叉饋電式天線(xiàn)、波導(dǎo)縫隙天線(xiàn);而隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,通信頻率向更高的波段發(fā)展已是必然趨勢(shì),在C波段或更高的頻段,波長(zhǎng)很短,以上提到的天線(xiàn)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致加工費(fèi)用高,調(diào)試?yán)щy,并且饋電結(jié)構(gòu)也難于設(shè)計(jì),使得天線(xiàn)的帶寬較窄;同時(shí)這些類(lèi)型的天線(xiàn)高度均超過(guò)半波長(zhǎng)或者四分之一波長(zhǎng),天線(xiàn)高度太大導(dǎo)致其占用的體積空間較大,并且天線(xiàn)RCS (雷達(dá)散射截面)也較大,對(duì)各類(lèi)載體平臺(tái)的電磁隱身特性也帶來(lái)較大影響。
[0003]考慮到上述情況,有必要為實(shí)際通信平臺(tái)開(kāi)發(fā)一種周向天線(xiàn),即小型化周向天線(xiàn),使它能夠提供比現(xiàn)有天線(xiàn)更理想的電磁特性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種焊接式360度周向天線(xiàn),使其具備小型化,能快速連接和優(yōu)異的性能參數(shù)。
[0005]本實(shí)用新型的目的主要通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種焊接式360度周向天線(xiàn),包括金屬圓盤(pán),金屬圓盤(pán)背面焊接有金屬單極圓筒,金屬單極圓筒的軸線(xiàn)過(guò)金屬圓盤(pán)的圓心,還包括同軸線(xiàn),同軸線(xiàn)的同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體外徑面光滑,金屬單極圓筒的內(nèi)徑面設(shè)置有缺口,在缺口內(nèi)填充有錫焊填充體,同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體插入到金屬單極圓筒內(nèi)通過(guò)錫焊填充體與同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體擠壓連接,還包括金屬地板,金屬地板中心開(kāi)外導(dǎo)體通孔,同軸線(xiàn)的同軸線(xiàn)外導(dǎo)體穿過(guò)金屬地板的外導(dǎo)體通孔,還包括介質(zhì)墊片,介質(zhì)墊片設(shè)置在同軸線(xiàn)外導(dǎo)體與金屬單極圓筒之間,同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體貫穿介質(zhì)墊片。
[0006]本實(shí)用新型是由金屬圓盤(pán)、金屬單極圓筒、介質(zhì)墊片、金屬地板以及同軸線(xiàn)(同軸饋電連接器)共同構(gòu)成。
[0007]金屬圓盤(pán)直徑為^、厚度匕,金屬單極圓筒直徑為徑r2、高度h2,它們加工為一個(gè)整體;金屬單極圓筒內(nèi)徑面設(shè)置缺口,用于填充錫焊填充體,先將同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體插入到金屬單極圓筒內(nèi),然后將熔融狀態(tài)的錫焊填充料灌注到缺口內(nèi),使得同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體固定在金屬單極圓筒內(nèi),如果采用將同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體設(shè)置成螺紋,金屬單極圓筒內(nèi)徑面設(shè)置成螺紋,使得金屬單極圓筒與同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體進(jìn)行螺紋配合,則必須采用N型同軸連接器N-50KF-C,這種同軸連接器的內(nèi)芯有螺紋,而采用其他同軸連接器則需對(duì)同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體進(jìn)行螺紋加工,施工復(fù)雜,因此上述螺紋配合加工的選材范圍小,加工復(fù)雜,不利于節(jié)約施工成本;介質(zhì)墊片為一個(gè)類(lèi)似“瓶蓋”的腔體結(jié)構(gòu),其材質(zhì)采用聚四氟乙烯,介質(zhì)墊片直徑為r3、厚度h3,中間有通孔使得同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體通過(guò),其下部腔體尺寸可使得同軸線(xiàn)外導(dǎo)體剛好深入其內(nèi)部;金屬地板中間有通孔使得同軸線(xiàn)外導(dǎo)體通過(guò);同軸線(xiàn)為市售任意產(chǎn)品。
[0008]在本設(shè)計(jì)中,金屬圓盤(pán)及金屬單極圓筒是起輻射作用的最主要部件,用于向空間輻射電磁波。當(dāng)發(fā)射信號(hào)時(shí),同軸線(xiàn)通過(guò)連接的同軸電纜輸入外接發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào),同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體輸出的能量激起金屬圓盤(pán)及金屬單極圓筒上的表面電流,從而產(chǎn)生輻射;由于所采用的金屬單極圓筒直徑較大,使得天線(xiàn)可以發(fā)射較寬帶寬范圍內(nèi)的垂直極化電磁波;由于金屬單極圓筒頂端接入了金屬圓盤(pán),這使得天線(xiàn)頂端的電流不為零,有效的實(shí)現(xiàn)了天線(xiàn)的小型化;由于介質(zhì)墊片為腔體結(jié)構(gòu),分隔開(kāi)天線(xiàn)的輻射結(jié)構(gòu)與金屬地板,使得同軸線(xiàn)能夠有效的激勵(lì)天線(xiàn)電流;金屬圓盤(pán)、金屬單極圓筒及介質(zhì)墊片在結(jié)構(gòu)上均成中心軸對(duì)稱(chēng)分布,可以使得天線(xiàn)在水平面360度范圍內(nèi)輻射場(chǎng)均勻分布。
[0009]介質(zhì)墊片的圓周邊向金屬地板方向延伸形成圓形筒,該圓形筒包覆在同軸線(xiàn)外導(dǎo)體的外壁上。
[0010]金屬地板遠(yuǎn)離金屬圓盤(pán)的一面還設(shè)置有地板加強(qiáng)件,同軸線(xiàn)外導(dǎo)體貫穿地板加強(qiáng)件。
[0011]金屬圓盤(pán)的尺寸在很大程度上決定了天線(xiàn)的諧振頻率,針對(duì)不同的金屬圓盤(pán)直徑A反射損耗隨頻率的變化曲線(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn),隨著直徑11的增大,天線(xiàn)的諧振頻率逐漸向低頻端偏移,與一般的單偶極子天線(xiàn)類(lèi)似,輻射體尺寸與天線(xiàn)頻率呈現(xiàn)出相反的變化規(guī)律。
[0012]針對(duì)不同的金屬圓盤(pán)厚度A反射損耗隨頻率的變化曲線(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn),金屬圓盤(pán)的厚度同樣會(huì)影響天線(xiàn)的諧振頻率,隨著厚度的增大,天線(xiàn)的諧振頻率逐漸向低頻端偏移,與金屬圓盤(pán)直徑類(lèi)似,該尺寸的大小與天線(xiàn)頻率高低呈現(xiàn)出相反的變化規(guī)律。
[0013]金屬單極圓筒不僅是該天線(xiàn)的輻射結(jié)構(gòu),同時(shí)它還作為過(guò)渡部件連接金屬圓盤(pán)及饋入電流的同軸線(xiàn)。針對(duì)不同的金屬單極圓筒直徑1^反射損耗隨頻率的變化曲線(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn),該直徑不僅影響諧振點(diǎn)位置,還在很大程度上影響反射損耗的大小,如果該直徑過(guò)大,則反射損耗很大,即饋入天線(xiàn)的能量大部分都被反射,使得天線(xiàn)無(wú)法正常工作;從安裝角度考慮,若該直徑過(guò)小,則輻射結(jié)構(gòu)沒(méi)有辦法與同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體連接,所以在天線(xiàn)尺寸的設(shè)計(jì)上要綜合考慮天線(xiàn)性能及安裝結(jié)構(gòu)。
[0014]針對(duì)不同的金屬單極圓筒高度么反射損耗隨頻率的變化曲線(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn),金屬單極圓筒的高度會(huì)在很大程度上影響天線(xiàn)的諧振頻率,隨著高度的增大,天線(xiàn)的諧振頻率逐漸向低頻端偏移,與普通單極子尺寸與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系一致。
[0015]優(yōu)選的,金屬單極圓筒的直徑為r2,r2的取值范圍為小于或等于8mm。
[0016]優(yōu)選的,金屬單極圓筒的高度為h2,h2的取值范圍為小于或等于4_。
[0017]綜上所述,本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的本身高度僅為最低工作頻率所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的1/8左右;天線(xiàn)相對(duì)帶寬約為45%,在頻段內(nèi)可以良好的與50 Ω同軸電纜匹配;天線(xiàn)在水平面360度的范圍內(nèi)福射場(chǎng)均勾全向分布,不圓度小于2dB ;此外,本天線(xiàn)結(jié)構(gòu)靈活,除了可采用方形金屬地板,還可在一定尺寸范圍內(nèi)采用圓形金屬地板或者異形金屬地板,并且天線(xiàn)可以作為八木天線(xiàn)的有源振子使用,有效縮小八木天線(xiàn)的總體尺寸。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的示意圖。
[0019]附圖中附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱(chēng)為:1、同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體,2、同軸線(xiàn)外導(dǎo)體,3、錫焊填充體,4、地板加強(qiáng)件,5、金屬地板,6、介質(zhì)墊片,7、金屬單極圓筒,8、金屬圓盤(pán)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明,但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]如圖1所示,
[0023]本實(shí)用新型的目的主要通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0024]本實(shí)用新型包括金屬圓盤(pán)8,金屬圓盤(pán)8背面焊接有