一種刀形三頻水平極化的全向天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無人駕駛航空器使用的天線，特別涉及一種刀形三頻水平極化的全向天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，無線通信在人們生活中發(fā)揮著愈來愈重要的作用，天線作為無線通信中必不可少的部分也得到了飛速發(fā)展。為滿足應(yīng)急救災(zāi)、森林防火、環(huán)境監(jiān)測、科研試驗(yàn)等，工信部于2015年3月10號劃分了無人駕駛航空器系統(tǒng)的頻段，規(guī)劃840.5-845MHz、1430-1444MHZ和2408_2440MHz頻段用于無人駕駛航空器系統(tǒng)。由上述可知天線作為無線通信必不可少的部分，所以研究覆蓋上述頻段的水平極化全向天線非常有意義和必要。
[0003]水平極化全向天線是指在水平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)360度均勻輻射，垂直面內(nèi)有一定波束寬度的天線，故其發(fā)射的信號可以被水平面任意方位的接收端接收，同時(shí)可接收水平面的各個(gè)方向的信號，在通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用大范圍覆蓋、點(diǎn)對多點(diǎn)通信系統(tǒng)中。在日常生活中，全向天線已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、射頻識別、信道檢測等場合；在軍事上，全向天線在衛(wèi)星通信、雷達(dá)傳感器網(wǎng)絡(luò)、空間飛行器等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。
[0004]全向天線中常見的多是垂直極化形式，水平極化的不多。由于水平極化天線輻射的電磁波與垂直極化電磁波相互正交，能最大程度地減少與垂直極化方式工作的電磁波之間的互擾，從而可以使用戶獲得更為清潔的無線電信號。據(jù)研究，在室內(nèi)無線通信系統(tǒng)中，發(fā)射端和接受端都采用水平極化天線的系統(tǒng)比采用垂直極化天線的系統(tǒng)可以多獲得平均1dB的功率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種刀形三頻水平極化全向天線。
[0006]本天線是一種小尺寸、且方向圖穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，全向性好，交叉極化低的水平極化全向天線，使用單個(gè)天線，便可以實(shí)現(xiàn)我國無人駕駛航空器系統(tǒng)的三個(gè)頻段:840.5-845MHz、1430-1444MHz、2408-2440MHz，且各頻段內(nèi)的全向性能良好，所以在水平面內(nèi)不管用戶移動(dòng)的方向如何都能確保覆蓋。
[0007]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種刀形三頻水平極化全向天線，包括天線罩，天線封裝在天線罩內(nèi)部，所述天線包括天線輻射單元及饋電單元，所述天線輻射單元由正面或背面開口的長方體構(gòu)成，所述正面或背面由長方體高與寬構(gòu)成，所述饋電單元一體化成型，固定在長方體內(nèi)部，且處于長方體中央位置，所述饋電單元包括一個(gè)L形金屬貼片、漸變形式金屬貼片及矩形金屬貼片，L形金屬貼片包括長邊矩形面及短邊矩形面，所述長邊矩形面的一端與短邊矩形面空間正交相接，另一端則開路，所述短邊矩形面的另一端與漸變形式金屬貼片相接，所述漸變形式金屬貼片另一端與矩形金屬貼片連接，矩形金屬貼片的另一端開路。
[0009]所述漸變形式金屬貼片為橢圓漸變、圓形漸變或拋物線漸變，所述漸變式貼片長度是 0.1 λ「Ο.25 λ L0
[0010]所述長邊矩形面與長方體側(cè)面平行，所述短邊矩形面與長方體的正面或背面平行，所述矩形金屬貼片與長方體的側(cè)面平行。
[0011]所述饋電單元采用開槽形式，在L形金屬貼片及漸變形式的金屬貼片上開有兩條關(guān)于L形金屬貼片中心線平行對稱的槽，兩槽的槽寬相等，均為0.兩槽的總長度與兩槽之間距離之和為0.2 λ L-0.3 λ L
[0012]所述天線罩為流線型的刀形結(jié)構(gòu)。
[0013]所述長方體寬長高分別為0.05 Al-0.1 Aln0.1 λ L_0.25 λ L、0.26 λ L_0.36 λ L，其中λ [為該天線低頻諧振頻率f 自由空間中所對應(yīng)波長。
[0014]所述饋電單元總的物理長度為0.3 λ L-0.5 λ ,，λ L為該天線低頻諧振頻率f L在自由空間中所對應(yīng)波長。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果:
[0016](I)該天線的結(jié)構(gòu)簡單新穎，其天線罩部分為采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料制成的流線型的刀形結(jié)構(gòu)，可以很好的保護(hù)天線輻射體，采用流線型的刀型結(jié)構(gòu)在航空器系統(tǒng)的飛行中可以減少風(fēng)阻。
[0017](2)該天線的結(jié)構(gòu)簡單新穎，其輻射體的長方體開口面為實(shí)現(xiàn)水平極化全向輻射的關(guān)鍵，調(diào)節(jié)該開口面的長與寬會對天線的全向性能有所影響；
[0018](3)該天線僅用一個(gè)輻射單元，便可以覆蓋三個(gè)頻段，并且此三個(gè)頻段剛好可覆蓋我國無人駕駛航空器系統(tǒng)的三個(gè)頻段，且各頻段分別可控，且三個(gè)頻段都能獲得良好的全向性能，且三個(gè)頻段處的交叉極化均非常?。?br>[0019](4)該天線的饋電結(jié)構(gòu)新穎由一個(gè)L形與一個(gè)1/4橢圓漸變形式的貼片以及一個(gè)矩形貼片構(gòu)成，且饋電方式簡單。且該饋電網(wǎng)絡(luò)僅對天線的阻抗特性產(chǎn)生影響，對天線的全向特性幾乎不影響。且該天線的相對尺寸小，組成部件少，便于加工成型；且具有輻射方向圖穩(wěn)定、交叉極化小等特性。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型一種刀形三頻水平極化全向天線封裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型一種刀形三頻水平極化全向天線封裝前的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型一種刀形三頻水平極化全向天線封裝前的俯視圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型一種刀形三頻水平極化全向天線饋電部分的立體圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型一種刀形三頻水平極化全向天線的回波損耗圖；
[0025]圖6是本實(shí)用新型一種刀形三頻水平極化全向天線低頻段中心頻率處XOY面的輻射方向圖；
[0026]圖7是本實(shí)用新型一種刀形三頻水平極化全向天線中頻段中心頻率處XOY面的輻射方向圖；
[0027]圖8是本實(shí)用新型一種刀形三頻水平極化全向天線高頻段中心頻率處XOY面的輻射方向圖；
[0028]圖中示出:
[0029]K-天線罩，R-長方體，F(xiàn)l-長邊矩形面，F(xiàn)2-短邊矩形面，F(xiàn)3-橢圓漸變形式金屬貼片，F(xiàn)4-矩形金屬貼片，F(xiàn)5-槽，S-50歐姆同軸饋電。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0031]實(shí)施例
[0032]本實(shí)施例中長方體高與寬構(gòu)成的面為正面或背面，長與寬構(gòu)成的面為頂面或底面，長與高構(gòu)成的面為左側(cè)面或右側(cè)面，其中長、寬、高的長度由長至短依次為:高、長、寬。
[0033]如圖1-圖4所示，一種刀形三頻水平極化全向天線，包括天線罩K，所述天線封裝在天線罩K內(nèi)部，天線罩K為一種采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料制成的流線型的刀形結(jié)構(gòu)，采用流線型的刀形結(jié)構(gòu)在飛機(jī)飛行的過程中可以減少風(fēng)阻，所述天線包括天線輻射單元及饋電單元，所述天線輻射單元由一個(gè)正面或背面開口的長方體R構(gòu)成，且天線輻射單元長方體開口面與該刀的刀背面共面，且該刀的刀背面開口，有利于輻射。
[0034]所述天線輻射單元由一個(gè)正面或背面的開口的長方體R構(gòu)成，長方體單面開口，本實(shí)施例中該長方體R的材料采用金屬銅，其右側(cè)面ACEG，左側(cè)面BDH1，ABCD為長方體的正面，也即為本實(shí)施例的開口面，其中CD、DH、BD分別為刀形長方體的寬長高，其寬長高分別為 0.05 λ L-0.1 Aln0.1 λ L-0.25 λ L,0.26 λ L-0.36 λ L，其中 λ [為該天線低頻諧振頻率