全向寬頻帶圓錐柱天線的製作方法

2023-05-14 21:48:16 3

專利名稱：全向寬頻帶圓錐柱天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種全向寬頻帶天線，更特別地說，涉及一種全向寬頻帶圓錐天線。
背景技術：
目前，在全向寬頻帶通信應用中，圓錐形天線(雙錐天線(圖1-A)、單錐天線(圖 1-B)和盤錐天線(圖I-C))是常用的天線。按照現有的技術方案製作的圓錐天線，天線整 體體積較大，錐底佔地面積較大，因此，限制了其更廣泛的應用，特別是需要在有限安裝空 間實現更寬頻帶和(或)要求天線小巧和(或)需要移動或要求攜帶方便的領域。

發明內容
本發明的目的是提供一種更小體積、更寬頻帶的全向寬帶天線。本發明提供一種全新的技術方案，特徵是採取將圓柱體(1)與圓錐體(2)相結合 的全新結構；在圓錐體頂點處做饋電切口(5)(或圓柱體空孔(13))，饋電；並且超越通常天 線設計中孤立設計天線而不注重天線安裝環境，特別是不積極利用安裝環境(安裝平面) 的慣例，採取天線與安置平面(6)絕緣安裝共形的方式，提供了體積更小、頻帶更寬的全向 寬帶天線——全向寬頻帶圓錐柱天線。本發明採用的技術方案是，使用導電材料製作特定半徑的圓錐體(2)，並在圓錐體 的底部連接同軸向的導電圓柱體(1)形成共同體(下稱圓錐柱(3))，作為天線輻射體的 一極；在圓錐體(2)的頂點，使用導電材料製作同半徑(或不同半徑)、同軸向的平面圓盤 (4)，作為天線輻射體的另一極；在圓錐體的頂點，作與饋電同軸線(或同軸接頭)(7)同軸 外導體內經d尺寸相當的圓錐體切口(5)(或圓柱體空孔(13))；將饋電同軸線內導體(9) 與天線輻射體一極相連，而將饋電同軸線外導體(11)與天線另一極相連，實現饋電，以此 形成單錐柱形圓錐柱天線(或者相對圓錐體的頂點，使用導電材料製作同軸向的圓錐體或 圓錐柱體，作為天線輻射體的另一極，形成雙錐柱型圓錐柱天線)。對於安裝在金屬平面上 的圓錐柱天線，安裝時，將圓錐柱天線與安裝金屬平面(6)緊密絕緣安裝。本發明的有益效果是明顯的，以製作一個安裝在金屬平臺上、要求頻率覆蓋400 兆赫茲到2. 6吉赫茲、駐波比小於等於2的寬頻帶天線為例，按現有天線技術，需要製作一 個直徑240毫米、高度120毫米大小尺寸的單錐天線才能實現；而按照本發明的方案，只需 製作一個直徑為100毫米、高度不到150毫米大小尺寸的單圓錐柱形圓錐柱天線就能實現。 與採用現有技術製作的天線相比，採用本發明方案製作的天線，淨體積只有現有技術方案 單錐天線的50%，外觀體積(一般外加天線罩)只有現有技術方案單錐天線的22%;同時， 由於製作天線所耗導電材料所對應的天線表面積的減少，導體材料直接成本僅為現有技術 方案單錐天線的46%。更值得注意的是，按照天線理論，本發明實際上是增大了天線的有效 電尺寸，不僅是同頻段要求下能夠做到較現有技術更小體積的天線，而且在給定空間尺寸 的條件下，更有條件製作出更寬頻帶的天線來。比如，對於只有A4紙張大小安裝空間的應 用來說，按照現有技術是沒有辦法製作出頻率覆蓋400兆赫茲到2. 6吉赫茲、駐波比小於等於2的寬頻帶單錐天線的，而按照本發明的技術方案完全可以實現。因此，本發明較現有技術擴大了應用領域，降低了材料成本，更符合體積小巧的時代需求，具有量和質的優越性。


圖1是現有技術的雙錐天線(圖1-A)、單錐天線(圖1-B)和盤錐天線(圖1-C) 的示意圖。圖2是本發明的示意圖。圖3是本發明的圓錐切口(5)(或圓柱體空孔(13))和饋電方式示意圖。圖4是本發明實施例2的示意圖。
具體實施例方式實施例1 (圖2)下面結合附圖，以製作錐角90度、需安裝在金屬平面上(6)、50歐姆同軸線(7)饋 電的圓錐柱體(3)天線為例，具體實施、製作本發明所述寬頻帶圓錐柱天線。用導電材料做錐角為90度、設計半徑的圓錐⑵和同半徑、設計高度的圓柱(1) 結合體(圓錐柱(3))；在圓錐體⑵的頂點處，做與圓錐柱軸向相同、直徑與50歐姆饋電同軸線(或同 軸接頭)(7)外導體(10)內直經d尺寸大小一致的切口(5)；用導電材料做同半徑的圓盤(4)，並以圓盤圓心為圓心，做一直徑同50歐姆饋電 同軸線(或同軸接頭)(7)外導體(11)外直經D尺寸大小的空孔；並將同軸接頭(座)安 裝在圓盤上，實現同軸外導體(11)與圓盤(4)的電連接；採取必要絕緣固定支架，將圓錐柱(3)安裝在與圓盤⑷軸向一致、圓錐柱切口平 面⑶距圓盤⑷平面距離等於同軸線(或同軸接頭)(7)外導體(10)內半徑(d的一半 值)尺寸大小的高度，並將同軸線(或同軸接頭)(7)內導體(9)與圓錐柱(3)在切口平面 (8)圓心處實行電連接；在安裝金屬平面(6)上打孔(或預留安裝孔位)，將上述結構的圓錐柱天線，絕緣 緊密安裝在該平面(6)上；在同軸線(或同軸接頭)(7)上連接信號，實行饋電。實施例2 (圖4)本實施例(圖4)是實施例1 (圖2)的進一步擴展，在犧牲圓錐柱天線有限全向對 稱性的條件下，通過在圓錐體⑵與圓盤⑷間(外邊沿處)引入一同軸嚮導電管柱(12) 將圓錐體(2)與圓盤(4)電短路，在同樣的頻段要求和駐波比要求下，可以減小上述圓錐柱 天線中圓柱體(1)的高度，以此進一步降低上述圓錐柱天線整體高度；特別的是，還可以借 助由此引入的短路導電管柱(12)的內空芯，造就一個可與該圓錐柱天線上下組陣或組合 的其它天線饋電的獨立的饋電通道。與實施例1製作本發明所述全向寬頻帶圓錐柱體天線不同的部分僅是在設計製作上述圓錐體(2)圓柱體(1)時，將圓柱體(1)的高度減小一定值，如將 圓柱體高度從100毫米降低到70毫米；
選擇一細小、長度不小於圓錐體(2)高度的導電線(或管)，緊靠圓錐體⑵和圓 盤⑷外邊沿，同軸向將圓錐體⑵與圓盤⑷實施電連接，形成短路的導電管柱(12)。在有與本實施例全向寬頻帶圓錐柱天線組陣或組合使用的其它天 線的情況下，可 將與之組陣或組合使用的其它天線的饋電電纜或信號電纜從上述導電管柱(12)的內空心 通過。
權利要求
一種全向寬頻帶圓錐柱天線，其特徵在於使用導電材料製作特定半徑的圓錐體(2)，並在圓錐體的底部連接同軸向的導電圓柱體(1)形成共同體(圓錐柱結構)，作為天線輻射體的一極；在圓錐體(2)的頂點，使用導電材料製作同半徑(或不同半徑)、同軸向的平面圓盤(4)，作為天線輻射體的另一極；在圓錐柱體的頂點，作與饋電同軸線(或同軸接頭)(7)同軸外導體內經d尺寸相當的圓錐體切口(5)(或圓柱形空孔(13))；將饋電同軸線內導體(9)與天線輻射體一極相連，而將饋電同軸線外導體(11)與天線另一極相連，實現饋電，以此形成單錐柱形圓錐柱天線(或者相對圓錐體的頂點，使用導電材料製作同軸向的圓錐體或圓錐柱體，作為天線輻射體的另一極，形成雙錐柱型圓錐柱天線)。對於安裝在金屬平面上的圓錐柱天線，安裝時，將圓錐柱天線與安裝金屬平面(6)緊密絕緣安裝。上述全向寬頻帶圓錐柱天線還可以通過在圓錐柱天線輻射兩極間(外邊沿處)引入一同軸向細導電管柱(12)將圓錐柱天線兩極短路，減小上述圓錐柱天線中圓柱體(1)的高度，以此進一步降低上述圓錐柱天線整體高度；特別的是，還可以藉助由此引入的短路導電管柱(12)，造就一個可與該圓錐柱天線上下組陣或組合的其它天線饋電的獨立的饋電通道。
2.根據權利要求1所述的全向寬頻帶圓錐柱天線，其特徵在於採取將圓柱體(1)與 圓錐體(2)相結合的結構形式。
3.根據權利要求1所述的全向寬頻帶圓錐柱天線，其特徵在於在圓錐體頂點處，做與 圓錐柱軸向相同、直徑與饋電同軸線(或同軸接頭)(7)外導體(10)內直經d尺寸大小一 致的切口(5)(或圓柱體空孔(13))。
4.根據權利要求1所述的全向寬頻帶圓錐柱天線，其特徵在於在金屬平面上安裝的 圓錐柱天線，安裝時，將圓錐柱天線與安裝金屬平面(6)緊密絕緣安裝。
5.根據權利要求1所述的全向寬頻帶圓錐柱天線，其特徵在於在圓錐體(2)與圓盤 (4)間(外邊沿處)引入一同軸向細導電管柱(12)將圓錐體(2)與圓盤(4)電短路，減小 上述全向寬頻帶圓錐柱天線中圓柱體(1)的高度，並可把該短路導電管柱(12)，作為與該 圓錐柱天線上下組陣或組合的其它天線饋電的獨立的饋電通道和信號電纜通道。
全文摘要
本發明公開了一種全向寬頻帶圓錐柱天線。該全向寬頻帶圓錐柱天線採用將圓柱體(1)與圓錐體(2)相結合的全新設計；在圓錐體(2)頂點處做饋電切口(5)(或圓柱體空孔(13))，同軸饋電；並且採取天線底面與安置平面(6)絕緣安裝共形的方式，提供了體積更小、頻帶更寬、成本更低的全向寬帶天線。
文檔編號H01Q1/36GK101820099SQ20091007859
公開日2010年9月1日 申請日期2009年2月27日 優先權日2009年2月27日
發明者蔣雲陽 申請人:蔣雲陽