一種與安裝面結構共形的全向寬帶天線的製作方法

2023-06-05 16:24:46 2

專利名稱：一種與安裝面結構共形的全向寬帶天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種全向寬帶天線，更特別地說，是指一種與安裝面結構共形的全向 寬帶天線。本發明設計的天線結構是內嵌安裝在移動平臺的安裝平面內。
背景技術：
目前應用於電子通訊上移動平臺的全向寬帶天線， 一般多採用馬刀型天線，馬刀
天線雖然結構簡單、電氣性能穩定，但由於受到天線形式的限帶u，馬刀天線與平臺的 裝配，使馬刀天線必須伸出平臺表面，破壞了平臺的氣動特性，同時對平臺的電磁特 性也帶來一定影響。 發明 內容
本發明的目的是提供一種與安裝面結構共形的全向寬帶天線，該天線為結構共形 天線，可實現齊平安裝，從而與移動平臺機體表面結構很好地融合在一起。與目前使 用的馬刀型天線相比，齊平安裝的天線可以減少對平臺氣動性能的負面影響，並且安 裝位置靈活，可以選擇便於天線發揮功效的地方安裝。
本發明是一種與安裝面結構共形的全向寬帶天線，該全向寬帶天線包括有同軸饋
電接頭、圓柱形背腔l、玻璃鋼罩2、金屬上蓋3、金屬下蓋7、套筒8，以及三組 短路柱(第一組短路柱4、第二組短路柱5、第三組短路柱6)、三個支撐架(A支撐 架11、 B支撐架12、 C支撐架13);三組短路柱設置在金屬上蓋3與金屬下蓋7 之間，三個支撐架安裝在套筒8的內壁上；玻璃鋼罩2安裝在圓柱形背腔1的凸緣 臺104上；金屬上蓋3的正面圓盤35與玻璃鋼罩2貼合；套筒8焊接在圓柱形背 腔1內，且位於錐形底面101與過渡段103的接合處。
所述與安裝面結構共形的全向寬帶天線，圓柱形背腔1與金屬下蓋7能夠產生 中頻諧振點；圓柱形背腔1與金屬下蓋7、三個支撐架以及套筒8可以產生低頻諧振 點；圓柱形背腔1與金屬下蓋7、三組短路柱以及金屬上蓋3可以產生高頻諧振點。
本發明與安裝面結構共形的全向寬帶天線的優點在於 < 1)採用圓柱形背腔1與金屬下蓋7、三個支撐架、套筒8、金屬上蓋3之間的組 合可以產生三個諧振點。
(2) 採用離散方式布局三組短路柱在金屬上蓋3與金屬下蓋7之間，在保證了這 三者的緊密固連的同時，有效地減輕了天線自身重量。
(3) 圓柱形背腔1的底部設計成錐形漸變結構，使得本發明天線的帶寬得以展寬。
(4) 釆用玻璃鋼罩2作為天線的外殼體與移動平臺殼體之間齊平安裝，改善了平 臺的氣動特性以及電磁特性；同時提髙了本發明天線的使用壽命。


圖1是本發明與安裝面結構共形的全向寬帶天線的外部結構圖。 圖1A是圖1的A—A視圖。
圖2是未裝配玻璃鋼罩的與安裝面結構共形的全向寬帶天線的外部結構圖。
圖2A是A短路柱的俯視圖。
圖2B是A短路柱的仰視圖。
圖2C是金屬上蓋、三組短路柱、金屬下蓋三者的爆炸示圖。 圖3是圓柱形背腔、套筒、支撐架三者之間的裝配圖。 圖4是圓柱形背腔的結構圖。 圖4A是饋電盤的結構放大示圖。
圖中l掘柱形背腔ioi.錐形底面102.饋電盤121.C通孔
122.螺紋孔103.過渡段104.凸緣臺105.B通孔106.空腔
2.玻璃鋼罩201.A通孔3'^^^^^卜.蓋-31.A組沉頭孔32.B組沉頭孔
33.C組沉頭孔34.背面圓盤35.正面圓盤4.第一組短路柱41.A娜柱
401.上端402.上螺紋盲孔403.下端404.下螺紋盲孔5.第二組娜柱
51.沉頭螺釘6.第三組娜柱7.金屬下蓋71.D組沉頭孔72.E組沉頭孔
73.F組沉頭孔74.正面圓盤75.D通孔8.套筒
ll.A支撐架12.B支撐架13.C支撐架
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。
本發明設計的與安裝面結構共形的全向寬帶天線，圓柱形背腔1與金屬下蓋7 能夠產生中頻諧振點；圓柱形背腔1與金屬下蓋7、三個支撐架以及套筒8可以產生 低頻諧振點；圓柱形背腔1與金屬下蓋7、三組,柱以及金屬上蓋3可以產生高頻 諧振點。
參見圖l、圖1A所示，本發明是一種與安裝面結構共形的全向寬帶天線，該全 向寬帶天線包括有同軸饋電接頭(具有圓形端子的N型射頻同軸連接器)、圓柱形背 腔l、玻璃鋼罩2、金屬上蓋3、金屬下蓋7、套筒8,以及三組短路柱(第一組短 路柱4、第二組短路柱5、第三組短路柱6)、三個支撐架(A支撐架ll、 B支撐架 12、 C支撐架13);套筒8焊接在圓柱形背腔1內，且位於錐形底面101與過渡段 103的接合處。
參見圖1、圖1A、圖4、圖4A所示，圓柱形背腔1為一體加工成型件，圓柱 形背腔1的底部設計成過渡段103、錐形底面101、饋電盤102，饋電盤102位於 圓柱形背腔1底部的中心位置；饋電盤102的中心開有C通孔121， C通孔121 的四周開有螺紋孔122， C通孔121內放置有同軸饋電接頭，螺紋孔122與螺釘的 配合用於將同軸饋電接頭固定在饋電盤102上。錐形底面101與過渡段103的接合 處安裝(焊接)有套筒8;在本發明中，饋電盤102加工在圓柱形背腔1的底部時， 只需在圓柱形背腔1的中心位置凸起一圓柱臺面即可。當饋電盤102設計成一個分 開的器件時(參見圖4A所示)，該饋電盤102為圓環形狀。錐形底面101的錐角P 為60 80° ，較佳錐角0為70° 。錐角0是錐形底面101與中心線的夾角。同軸 饋電接頭通過電纜線與外接接收機或發射機連接。
圓柱形背腔1的上部有凸緣臺104，凸緣臺104上開有多個B通孔105， B通 孔105用於與A通孔201對齊後，釆用螺釘與螺母的配合實現將玻璃鋼罩2安裝在 圓柱形背腔l的凸緣臺104上。
參見圖1所示，玻璃鋼罩2為圓盤結構，玻璃鋼罩2的外緣上設有多個A通孔 201,該A通孔201與圓柱形背腔1的凸緣臺104上設有的B通孔105對齊，採 用螺釘與螺母的配合實現將玻璃鋼罩2安裝在圓柱形背腔1的凸緣臺104上。
參見圖1A、圖2C所示，金屬上蓋3為圓盤結構，金屬上蓋3上設有A組沉頭 孔31、 B組沉頭孔32、 C組沉頭孔33，這三組沉頭孔共計18個沉頭孔，該18個 沉頭孔分別與18個短路柱上的螺紋盲孔匹配。即金屬上蓋3上的A組沉頭孔31、 B組沉頭孔32、 C組沉頭孔33分別與第一組短路柱4、第二組短路柱5和第三組 短路柱6的上螺紋盲孔對齊，通過沉頭螺釘將第一組短路柱4、第二組短路柱5和第 三組短路柱6的一端螺紋連接在金屬上蓋3的背面圓盤34上。金屬上蓋3的作用是 輻射或接收電磁信號。金屬上蓋3的正面圓盤35與玻璃鋼罩2貼合，且玻璃鋼罩2 與圓柱形背腔1的凸緣臺104固連。可以使本發明全向寬帶天線內嵌到移動平臺的 安裝平面內實現結構共形，且玻璃鋼罩2與平臺表面齊平(共面)，改善了平臺的氣 動特性以及電磁特性；同時提高了本發明天線的使用壽命。
參見圖1A、圖2、圖2A所示，金屬下蓋7為圓盤結構，金屬下蓋7的圓盤邊 緣設有三個D通孔75 (這三個D通孔75分別與A支撐架11、 B支撐架12和C 支撐架13上的通孔配合，實現將金屬下蓋7與套筒8的安裝)，金屬下蓋7上設有 D組沉頭孔71、 E組沉頭孔72、 F組沉頭孔73，這三組沉頭孔共計18個沉頭孔， 該18個沉頭孔分別與18個短路柱上的螺紋盲孔匹配。金屬下蓋7上的D組沉頭孔 71、 E組沉頭孔72、 F組沉頭孔73分別與第一組短路柱4、第二組短路柱5和第 三組短路柱6的下螺紋盲孔對齊，通過沉頭螺釘將第一組短路柱4、第二組短路柱5 和第三組短路柱6的另一端螺紋連接在金屬下蓋7的正面圓盤74上。
參見圖1A、圖3所示，套筒8為一圓環結構。圓柱形背腔l、套筒8、金屬下 蓋7以及三個支撐架的組合能夠在低頻端增加一個諧振點，從而可進一步展寬天線 帶寬。
參見圖1A、圖2、圖2A、圖2B、圖2C所示，第一組短路柱4、第二組短路 柱5和第三組自柱6的結構相同，第一組短路柱4、第二組短路柱5和第三組短 路柱6安裝在金屬上蓋3與金屬下蓋7之間，保證三組短路柱與金屬上蓋3與金屬 下蓋7之間固連。在圖2A、圖2B中，A短路柱41的兩端分別設計為帶有內螺紋 的盲孔，即A短路柱41的上端401設有上螺紋盲孔402， A短路柱41的下端403 設有下螺紋盲孔404。
參見圖1A、圖3所示，A支撐架ll、 B支撐架12和C支撐架13的結構相同， 且支撐架上設有通孔，該通孔與D通孔75配合。A支撐架11、 B支撐架12和C 支撐架13擴大了金屬下蓋7與套筒8的安裝面。 本發明的結構共形天線除玻璃鋼罩2以外，均採用鋁材加工，有效地減輕了天 線的自身重量。
本發明全向寬帶天線的工作過程是當發射信號時，同軸饋電接頭輸入外接發射 機的發射信號，信號輸入到饋電探針，探針通過金屬下蓋7、套筒8、三組短路柱、 金屬上蓋3激起電磁波，並輻射到空間。
當接收信號時，空間電磁波由金屬上蓋3接收，通過三組短路柱、金屬下蓋7、 套筒8、金屬上蓋3耦合，經饋電探針輸出到同軸饋電接頭，並輸出到外接接收機。
本發明天線結構不需要添加匹配網絡即可實現與標準同軸電纜之間的良好匹配， 性能穩定。在工作頻段內駐波比小於2.5，天線的輻射方向圖水平全向，可有效滿足 實際應用需要。
本發明天線採用與移動平臺齊平安裝方式(將圓柱形背腔1內嵌在平臺內，從 外表上看圓柱形背腔1的凸緣臺104與平臺的表面齊平)，可實現與安裝平臺的良好 融合，不突出平臺表面。這種結構與目前使用的馬刀型天線相比，可有效的減少對平 臺氣動性能的負面影響，可承受更高的載荷，同時安裝位置靈活，便於天線效能發揮。
權利要求
1、一種與安裝面結構共形的全向寬帶天線，其特徵在於該全向寬帶天線包括有同軸饋電接頭、圓柱形背腔(1)、玻璃鋼罩(2)、金屬上蓋(3)、金屬下蓋(7)、套筒(8)，三組短路柱、三個支撐架；三組短路柱設置在金屬上蓋(3)與金屬下蓋(7)之間，三個支撐架安裝在套筒(8)的內壁上；套筒(8)焊接在圓柱形背腔(1)內，且位於錐形底面(101)與過渡段(103)的接合處；玻璃鋼罩(2)安裝在圓柱形背腔(1)的凸緣臺(104)上；金屬上蓋(3)的正面圓盤(35)與玻璃鋼罩(2)貼合；所述三組短路柱是指結構相同的第一組短路柱(4)、第二組短路柱(5)、第三組短路柱(6)；所述三個支撐架是指結構相同的A支撐架(11)、B支撐架(12)、C支撐架(13)；圓柱形背腔(1)為一體加工成型件，圓柱形背腔(1)的底部有饋電盤(102)、錐形底面(101)、過渡段(103)，饋電盤(102)位於圓柱形背腔(1)底部的中心位置，饋電盤(102)的中心開有C通孔(121)，C通孔(121)的四周開有螺紋孔(122)，C通孔(121)內放置有同軸饋電接頭；圓柱形背腔(1)的上部有凸緣臺(104)，凸緣臺(104)上開有多個B通孔(105)，B通孔(105)用於與A通孔(201)對齊後，採用螺釘與螺母的配合實現將玻璃鋼罩(2)安裝在圓柱形背腔(1)的凸緣臺(104)上；玻璃鋼罩(2)為圓盤結構，玻璃鋼罩(2)的外緣上設有多個A通孔(201)；金屬上蓋(3)為圓盤結構，金屬上蓋(3)上設有A組沉頭孔(31)、B組沉頭孔(32)、C組沉頭孔(33)；A組沉頭孔(31)、B組沉頭孔(32)、C組沉頭孔(33)分別與第一組短路柱(4)、第二組短路柱(5)和第三組短路柱(6)的上螺紋盲孔對齊，通過沉頭螺釘將第一組短路柱(4)、第二組短路柱(5)和第三組短路柱(6)的一端螺紋連接在金屬上蓋(3)的背面圓盤(34)上；金屬下蓋(7)為圓盤結構，金屬下蓋(7)的圓盤邊緣設有三個D通孔(75)，金屬下蓋(7)上設有D組沉頭孔(71)、E組沉頭孔(72)、F組沉頭孔(73)；D組沉頭孔(71)、E組沉頭孔(72)、F組沉頭孔(73)分別與第一組短路柱(4)、第二組短路柱(5)和第三組短路柱(6)的下螺紋盲孔對齊，通過沉頭螺釘將第一組短路柱(4)、第二組短路柱(5)和第三組短路柱(6)的另一端螺紋連接在金屬下蓋(7)的正面圓盤(74)上；套筒(8)為一圓環結構。
2、 根據權利要求1所述的與安裝面結構共形的全向寬帶天線，其特徵在於圓柱形 背腔(1)與金屬下蓋(7)產生中頻諧振點；圓柱形背腔(1)與金屬下蓋(7)、 三個支撐架以及套筒(8)產生低頻諧振點；圓柱形背腔(1)與金屬下蓋(7)、 三組短路柱以及金屬上蓋(3)產生高頻諧振點。
3、 根據權利要求1所述的與安裝面結構共形的全向寬帶天線，其特徵在於錐形底 面(101)的錐角P為60 80。，較佳錐角0為70。。
4、 根據權利要求l所述的與安裝面結構共形的全向寬帶天線，其特徵在於金屬上 蓋(3)的正面圓盤(35)與玻璃鋼罩(2)貼合，能夠使全向寬帶天線內嵌到移 動平臺的安裝平面內實現結構共形。
全文摘要
本發明公開了一種與安裝面結構共形的全向寬帶天線，該全向寬帶天線包括有同軸饋電接頭、圓柱形背腔(1)、玻璃鋼罩(2)、金屬上蓋(3)、金屬下蓋(7)、套筒(8)，三組短路柱、三個支撐架；三組短路柱設置在金屬上蓋(3)與金屬下蓋(7)之間，三個支撐架安裝在套筒(8)的內壁上；套筒(8)焊接在圓柱形背腔(1)內，且位於錐形底面(101)與過渡段(103)的接合處；玻璃鋼罩(2)安裝在圓柱形背腔(1)的凸緣臺(104)上；金屬上蓋(3)的正面圓盤(35)與玻璃鋼罩(2)貼合；金屬上蓋(3)的正面圓盤(35)與玻璃鋼罩(2)貼合，能夠使全向寬帶天線內嵌到移動平臺的安裝平面內實現結構共形。
文檔編號H01Q1/42GK101345342SQ20081011955
公開日2009年1月14日 申請日期2008年9月3日 優先權日2008年9月3日
發明者姜鐵華, 張豔君, 王永忠, 蘇東林, 陳愛新, 魏文軒 申請人:北京航空航天大學