一種便於現場安裝的天線的製作方法
2023-07-30 01:38:56 2
專利名稱：一種便於現場安裝的天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信領域，尤其涉及一種便於現場安裝的天線。
背景技術：
天線作為無線電通信的發射和接收設備，直接影響電波信號的質量。因而，天線在無線電通信中佔有極其重要的地位。一個結構合理，性能優良的天線系統可以最大限度地降低對整個無線系統的要求，從而可以節約系統成本，同時可以提高整個無線系統的性能。在無線通訊中，全向天線發揮著重要的作用，它廣泛應用於點對多點通信、廣播、數據傳輸、組建無線擴頻網等領域。隨著電子技術的迅猛發展，通訊和廣播系統在功能、容量、質量和服務業務上不斷地升級，所以它們對水平全向天線提出了越來越高的性能指標要求，同時，天線系統通常工作在複雜環境下，電波在空中傳播時將受到多方面的衰落，信道也受到地形、溫度、溼度等環境因素的影響。因此，現在常採取高增益全向天線來改善通信質量，在個人通信中，全向天線廣泛應用於基地臺、車載臺、終端等場合；在軍事上，雷達指標、敵我識別等領域，水平全向天線也有廣泛應用。雖然相對來說，全向天線具有結構簡單，製造成本低等優點，但一般的天線不能靈活安裝，在遇到空間或環境外觀受限情況時顯得尤為不便。
實用新型內容為克服上述問題，本實用新型提出一種便於現場安裝的天線，包括SMA接頭和射頻同軸電纜，所述射頻同軸電纜包括一段頂部電纜、若干段中部電纜和一段底部電纜，各段電纜長度均為二分之一介質波長: 頂部電纜頂端露出長度四分之一介質波長的芯線，且內外導體短接；中部電纜，第一段中部電纜的一端與所述頂部電纜的尾端內外導體交叉相連，另一端與下一段中部電纜的一端內外導體交叉相連，依次類推；底部電纜，其一端與最後一段中部電纜的尾端內外導體交叉相連，另一端連接所述SMA接頭。進一步的，該天線還包括一段並行短接電纜，長度為四分之一介質波長，其一端與最後一段中部電纜內外導體交叉相連，另一端內外導體短接並與底端電纜外導體相連。進一步的，該天線上還包裹有熱縮管。進一步的，各段電纜相互平行，可以排列在同一平面上，如各段電纜中，下一段均在上一段的同一側，或左右交互排列，或二者任意組合；各段電纜還可以不全部排列在同一平面上，如各段電纜呈螺旋狀排列。優選的，射頻同軸電纜可以為柔性電纜，也可以為半鋼性電纜。本實用新型提出的天線可以在彎曲表面、狹小縫隙等複雜空間環境中很好安裝，並且結構簡單，生產容易，成本低廉、重量輕、壽命長、性能可靠，能有效提高通信質量。另夕卜，此天線還可以通過調節天線結構很方便地來獲取所需要的工作頻率及增益。
[0010]圖1為本實用新型的天線結構示意圖；圖2為本實用新型的天線的頂部結構示意圖；圖3為本實用新型的天線的底部結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步詳細說明。本實用新型提出了一種便於現場安裝的天線，該天線攜帶安裝方便，便於與其它設備連接，其結構主要包括SMA接頭和射頻同軸電纜(可以柔性或半剛性電纜，具體可根據使用目的而定，柔性電纜製作的天線可以用於複雜的空間環境，如果要求天線結構不易彎曲等特徵，則可用半鋼電纜製作)。為了加固連接，還可以使用熱縮管對天線進行包裹。射頻同軸電纜包括若干段長度為二分之一波長的線段，其中一段的一端與SMA接頭相連作為天線的底端電纜；另一段的一端露出四分之一波長的芯線並且內外導體短接，作為頂部電纜；其餘各段作為中部電纜，第一段中部電纜的一端與頂部電纜的尾端內外導體交叉相連(交叉相連即第一段中部電纜的內導體與頂部電纜的尾端的外導體相連，第一段中部電纜的外導體與頂部電纜的尾端的內導體相連)，另一端與下一段中部電纜的一端內外導體交叉相連，依次類推；最後一端中部電纜的尾端與底部電纜的另一端內外導體交叉相連。該天線還可以包括一段長度為四分之一波長的電纜，該段電纜的一端與最後一端中部電纜的內外導體交叉相連，另一端內外導體短接並與底端電纜外導體相連。上述波長為同軸電纜中的介質波長。上述天線中的各段電纜可以根據現場的情況靈活布置，比如可以根據現場天線安裝空間的阻擋物情況將各段電纜平行的排列在同一個平面內，各段電纜向同一側錯落排列或者左右交互排列等；或 者，各段電纜可以不排列在同一平面內，比如呈螺旋狀排列等。現參照圖1來詳細介紹天線結構，該圖中的天線，使用了 7段長度為二分之一波長的同軸電纜和I段長度為四分之一波長的同軸電纜，我們還可以通過增加和刪減長度為二分之一波長線段的個數來提高和降低增益，每增加一節電纜段，增益也會相應增加，但增加的幅度會隨著線段節數的增加逐漸降低。在天線的頂部結構中，如圖2，頂端電纜兩端剝去一段外導體露出芯線，其中一端要求露出四分之一波長的芯線，並且內外導體焊接在一起，另一端露出適當長度，方便與相鄰段內外導體交叉焊接。在天線的底端結構中，如圖3，電纜9長度為四分之一波長，一端與電纜7內外導體交叉焊接，另一端內外導體焊接在一起，且內導體通過焊錫與電纜8外導體焊接。其餘各段內外導體依次交叉焊接，最後用熱縮管包裹加固電纜之間的連接。其中，電纜9不僅起到扼制電纜8外導體電流的作用，而且還能有效防止雷擊。本實用新型提出的天線可根據不同空間安裝環境採用不同的電纜製作，包括柔性和半鋼性電纜；鋪設和攜帶都很方便，為適應不同的複雜空間環境提供較大便利。下面分別以1800MHz和400MHz天線的製作為例詳細說明。首先，同軸電纜的介質波長計算公式:λ g=c/f.vr上式中，c表示光速(3.0*10"8m/s), f表示工作中心頻率,Vr表示同軸電纜的額定速比。本實施例中所用的同軸電纜的額定速比為0.66，從而可以計算出1800MHz和400MHz所用同軸電纜的波導波長分別為Ilcm和49.5cm。實施例:工作於1800MHz的全向高增益天線的製作針對上面描述的天線及工作原理，我們分別用半鋼射頻電纜和柔性射頻電纜製作工作於1800MHz的天線。1、用半剛性電纜製作，所用電纜型號為SFT-50-3，根據上面公式計算出同軸電纜介質波長，λ g= (3.0*10'10)/ (18*10~8).0.66cm=llcm。對於各段電纜,每段增加IOmm的餘量用來交叉焊接，所以最終選取射頻電纜的長度為Xg/2=65mm，各段電纜的兩端均剝去5_的外導體屏蔽層，露出芯線用於各段電纜之間的內外導體交叉焊接，一共製作7段，使用其中一段電纜，將其一端連接SMA接頭，作為底端電纜，以便於與設備連接。再製作頂部的射頻電纜，長度為60mm，一端剝去27.5mm露出芯線，並把內外導體焊接，另一端剝去5mm露出芯線用於交叉焊接。最後再做一長為37.5mm的電纜，兩端分別剝去5mm外導體露出芯線，作為底端射頻電纜段的四分之一併行短路線，起到扼流和防雷擊的作用。經過測試，在1800MHz有明顯諧振點，回波損耗在-15dB以下，滿足工程要求，測試增益約為8dB。2、用柔性電纜製作，所用電纜型號為SYV-50-3，由於採用的柔性電纜與半鋼電纜所填介質材料相同，即額定速比相同，因此電纜段長度相同，如果額定速比不同的話，根據電纜規格參數表給出的速比，就可算出同軸線裡的介質波長(具體計算請參考上面公式)，然後按上述方法製作與測試，結果與上面相近。對以上兩種天線，如果想加固線段之間的交叉焊接，可以直接在天線外面包裹熱縮管，但測試發現諧振頻率點往低頻偏，原因是在外面包裹熱縮管，類似於天線的介質加載，這會增加每段射頻電纜的電長度，因此頻率偏低。加載不同熱縮管，諧振頻率點的頻偏也不一樣，但消除該頻偏的方法是一樣的，可以通過增加或縮短各電纜段的長度來補償天線的頻率偏移，比如頻率偏低，可以縮短各段電纜的長度。補償頻偏比較準確的方法就是找出該頻率點，與1800MHz相比得 出比例係數，原每段電纜長度乘以該係數就得出包裹熱縮管後每段電纜長度，這樣可以消除頻率偏移的情況，通過測試也已證明。在本實驗中，頻率往低偏移了 200MHz，則諧振頻率點變為1600MHz，找出該比例係數κ =1600/1800=0.89，外面包裹熱縮管後，計算出二分之一波長的同軸電纜的長度為110*0.89/2+10=58.95mm,四分之一波長的同軸電纜長度為110*0.89/4+10=34.475mm，按此長度進行製作，可以消除頻率偏移現象。工作於400MHz的全向高增益天線的製作方法與1800MHz相同，每段電纜長度既可以按照天線縮尺原理計算得出，也可以根據上面給出的公式計算得出。由上述的實施例可以看出，在知道天線工作的頻點後，可根據上面公式算出每段電纜的長度，從而很方便地製作出工作在其他頻點的天線，擴大該類天線的應用範圍。本實用新型提出的天線可以很方便地通過改變電纜段的長度來調節工作頻率；還可以在製作過程中很方便地通過增加或刪減電纜段個數調節增益，提高通信質量。綜上所述，本實用新型提出的天線有以下優點:1、在製作過程中，實際所需增益及工作頻率可通過調整輻射單元的結構及節數來很容易實現。2、攜帶安裝方便，能應用於複雜的空間環境。3、性能可靠，重量輕，成本低，壽命長，加工容易。[0034]以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應該涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求的保護 範圍為準。
權利要求1.一種便於現場安裝的天線，包括SMA接頭和射頻同軸電纜，其特徵在於，所述射頻同軸電纜包括一段頂部電纜、若干段中部電纜和一段底部電纜，各段電纜長度均為二分之一介質波長: 所述頂部電纜，其頂端露出長度四分之一介質波長的芯線，且內外導體短接； 所述中部電纜，第一段中部電纜的一端與所述頂部電纜的尾端內外導體交叉相連，另一端與下一段中部電纜的一端內外導體交叉相連，依次類推； 所述底部電纜，其一端與最後一段中部電纜的尾端內外導體交叉相連，另一端連接所述SMA接頭。
2.根據權利要求1所述的天線，其特徵在於，還包括一段並行短接電纜，長度為四分之一介質波長，其一端與最後一段中部電纜尾端內外導體交叉相連，另一端內外導體短接並與底端電纜外導體相連。
3.根據權利要求2所述的天線，其特徵在於，該天線上還包裹有熱縮管。
4.根據權利要求1所述的天線，其特徵在於，該天線上還包裹有熱縮管。
5.根據權利要求1 4所述的天線之一，其特徵在於所述各段電纜相互平行，排列在同一平面上。
6.根據權利要求5所述的天線，其特徵在於所述各段電纜，下一段均在上一段的同一側，或左右交互排列，或二者任意組合。
7.根據權利要求1 4所述的天線之一，其特徵在於所述各段電纜相互平行，不全部排列在同一平面上。
8.根據權利要求7所述的天線，其特徵在於，各段電纜呈螺旋狀排列。
9.根據權利要求1 4所述的天線之一，其特徵在於，所述射頻同軸電纜為柔性電纜或半鋼性電纜。
專利摘要本實用新型提出一種便於現場安裝的天線，包括SMA接頭、一段頂部電纜、若干段中部電纜和一段底部電纜，各段電纜長度均為二分之一介質波長；頂部電纜頂端露出長度四分之一介質波長的芯線，且內外導體短接；第一段中部電纜的一端與頂部電纜的尾端內外導體交叉相連，另一端與下一段中部電纜的一端內外導體交叉相連，依次類推；底部電纜一端與最後一段中部電纜的尾端內外導體交叉相連，另一端連接SMA接頭。本實用新型提出的天線可以在複雜空間環境中很好安裝，且結構簡單，生產容易，成本低廉、重量輕、壽命長、性能可靠，能有效提高通信質量。另外，此天線還可以通過調節天線結構很方便地來獲取所需要的工作頻率及增益。
文檔編號H01Q13/00GK203103495SQ20122070513
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者陳肇雄, 張小軍 申請人:北京信威通信技術股份有限公司