一種薄片全向寬帶表面共形天線的製作方法

2023-06-05 16:25:01 3

專利名稱：一種薄片全向寬帶表面共形天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種全向寬帶天線，更特別地說，是指一種能夠與安裝物體表面結構 共形或者共形平臺共形的、具有薄片結構的全向寬帶天線。
背景技術：
目前應用於電子通訊移動平臺上的全向寬帶天線， 一般多釆用馬刀型天線，馬刀 天線雖然結構簡單、電氣性能穩定，伹由於受到天線形式的限制，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可與多種形狀物體表面共形的具有薄片結構的全向寬 帶天線。該天線結構簡單，加工容易，可以釆用沉銅、粘貼等手段貼敷於共形平臺的 表面，從而達到與移動平臺表面結構的良好融合。與目前使用的馬刀型天線相比，薄 片結構的表面共形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。
本發明是一種能夠與安裝物體表面結構共形的具有薄片結構的全向寬帶天線，由 天線、同軸饋電接頭、A電阻、B電阻構成；同軸饋電接頭中的探針的敏感端焊接在 天線的底端的饋電端上，同軸饋電接頭輸出的能量從饋電端饋入，進而激起天線表面 電流，從而產生輻射；同軸饋電接頭安裝在安裝板的下板面上；A電阻安裝在天線的 右側天線翼的底部與安裝板的上板面之間；B電阻安裝在天線的左側天線翼的底部與
安裝板的上板面之間。
本發明的天線的結構是在一矩形基板上釆用線切割方法切割去除具有"L"構形 的左夾縫、右夾縫，所述左夾縫、右夾縫以中心線對稱設置，且"L"構形的內切角《 為直角，"L"構形的外切角《為100~120度。矩形基板上除去左夾縫、右夾縫後， 天線的外形分為天線主體、饋電端、右側天線翼、左惻天線翼。
本發明薄片全向寬帶表面共形天線的優點在於
(1) 天線整體為薄片結構，重量輕，結構簡單，易於加工。
(2) 天線同時採用了底端兩側電阻加載和底端錐形漸變結構，使得本發明天線的帶 寬得以展寬。
(3) 天線結構靈活，可以與多種平臺表面共形。
(4) 天線與移動平臺共形時，可以採用貼敷的方法，將其貼敷在平臺的內表面，從
而有利於改善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。


圖1是本發明薄片全向寬帶表面共形天線的剖視圖。
圖2是安裝板的俯視圖。
圖3是同軸饋電接頭與安裝板的下板面的裝配示圖。
圖4是本發明薄片全向寬帶表面共形天線與長方體物體表面共形示圖。
圖5是本發明薄片全向寬帶表面共形天線與拋物柱面形狀物體共形示圖。 圖中 l.天線 la.饋電端 ll.天線主體 12.右側天線翼
13.左側天線翼 14.右夾縫 15.左夾縫 2.安裝板 2a,上板面
2b.下板面 21.A通孔 22.B通孔.23.C通孔 24.D通孔
25.中心通孔 3.同軸饋電接頭 31.E通孔 32.F通孔 33.G通孔
34.H通孔 35.探針 4.A電阻 5.B電阻 6.垂直中心線 7.垂直中心線
具體實施例方式
下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明。
參見圖l、圖2、圖3所示，本發明是一種能夠與安裝物體表面結構共形的具有 薄片結構的全向寬帶天線，由天線l、同軸饋電接頭3 (具有圓形端子的N型射頻同 軸連接器)、A電阻4、 B電阻5構成；A電阻4與B電阻5結構相同，選取電阻阻 值為100 500Q ，最佳為200Q的貼片電阻。同軸饋電接頭3中的探針35的敏感 端焊接在天線1的底端的饋電端la上，同軸饋電接頭3輸出的能量從饋電端la饋 入，進而激起天線1表面電流，從而產生輻射；同軸饋電接頭3安裝在安裝板2的 下板面2b上；A電阻4安裝在天線1的右側天線翼12的底部與安裝板2的上板面 2a之間；B電阻5安裝在天線1的左側天線翼13的底部與安裝板2的上板面2a 之間。
參見圖2所示，安裝板2上設有A通孔21、 B通孔22、 C通孔23、 D通孔 24，中心通孔25， A通孔21、 B通孔22、 C通孔23、 D通孔24與同軸饋電接頭 3上的通孔匹配，通過螺釘與螺母的配合實現同軸饋電接頭3與安裝板2的固連。
參見圖3所示，同軸饋電接頭3為市售產品，同軸饋電接頭3的中心為探針35， 探針35用於將發射機饋入的信號傳感至天線主體11底部的饋電端la上。同軸饋 電接頭3上的通孔(E通孔31、 F通孔32、 G通孔33、 H通孔34)與安裝板2 上的通孔匹配，通過螺釘與螺母的配合實現同軸饋電接頭3與安裝板2的固連。
參見圖1所示，天線1的結構是在一矩形基板上採用線切割方法切割去除具有 "L"構形的左夾縫15、右夾縫14，所述左夾縫15、右夾縫14以中心線對稱設置， 且"L"構形的內切角《為直角，"L"構形的外切角《為100 120度。
矩形基板上除去左夾縫15、右夾縫14後，天線1的外形分為天線主體11、饋 電端la、右側天線翼12、左側天線翼13;
右側天線翼12的底端焊接有A電阻4的一端，A電阻4的另一端焊接在安裝板 面2的上板面2a;右側天線翼12與左側天線翼13的寬度相等。即《=《。
左側天線翼13的底端焊接有B電阻5的一端，B電阻5的另一端焊接在安裝 板面2的上板面2a。
本發明天線l的構形尺寸設計為天線l的厚度為0.5 1.5m附，天線主體ll 的頂部寬度D-350 500ww，天線1的底部饋電端la的寬度t/。 =5~ 15附w ， 天線主體11的錐形段高度A =30 100wm,天線主體11的平直段高度A-1000~1500mw;左夾縫15與右夾縫14的寬度相等，即d-2 20wm，左側天 線翼13的寬度《=5~20rmn ，右側天線翼12的寬度《=5 20m t 。
在本發明中，天線主體ll是起輻射作用的主要部件，用於向空間輻射電磁波， 形成水平全向的輻射方向圖。當發射信號時，同軸饋電接頭3輸入外接發射機的發 射信號，信號輸入到饋電探針35，探針35激起夭線主體11上的表面電流，該電流 分別沿左側天線翼13、右側天線翼12流入至B電阻5、 A電阻4，且被B電阻5、 A電阻4部分吸收並直接導入安裝板2內，從而有利於改善天線1的阻抗特性。
本發明設計的天線結構能夠與多種曲面共形，且共形後，天線的性能基本不變。
實施例 1 : 本發明天線與長方體物體的表面共形
參見圖4所示，安裝板2上有一長方體物體，若在長方體物體與安裝板2的接
合處安裝本發明的天線l，則天線1的中心線應與長方體物體共形表面的垂直中心線 6相重疊，則天線1的饋電端la位於長方體物體共形表面的底端中心位置，天線1
與長方體物體的表面貼合。
本發明設計的天線與長方體的表面共形時，天線的彎折位置隨長方體物體共形表 面的寬度不同而變化。具體情況是
若長方體物體共形表面的寬度小於頂部寬度D，則共形天線在天線主體11的內 部沿中心線對稱的位置進行彎折;若長方體物體共形表面的寬度大於頂部寬度D且小
於D+2d ，則共形天線分別在左夾縫15和右夾縫14內部進行彎折。
實施例 2 : 本發明天線與拋物柱面形狀的物體的共形
參見圖5所示，安裝板2上有一拋物柱面形狀的物體，若在拋物柱面形狀的物 體與安裝板2的接合處安裝本發明的天線l，則天線1的中心線應與拋物柱面形狀的 物體共形表面的垂直中心線7相重疊，則天線1的饋電端la位於拋物柱面形狀的物 體共形表面的底端中心位置，天線1與拋物柱面形狀的物體的表面貼合。本發明的 天線1是以拋物柱面形狀的物體的垂直中心線7對稱，且與拋物柱面形狀的物體的
構形相一致。
權利要求
1、一種薄片全向寬帶表面共形天線，其特徵在於由天線(1)、同軸饋電接頭(3)、A電阻(4)、B電阻(5)構成；A電阻(4)與B電阻(5)結構相同；同軸饋電接頭(3)中的探針(35)的敏感端焊接在天線(1)的底端的饋電端(1a)上，同軸饋電接頭(3)安裝在安裝板(2)的下板面(2b)上；A電阻(4)安裝在天線(1)的右側天線翼(12)的底部與安裝板(2)的上板面(2a)之間；B電阻(5)安裝在天線(1)的左側天線翼(13)的底部與安裝板(2)的上板面(2a)之間；安裝板(2)上設有A通孔(21)、B通孔(22)、C通孔(23)、D通孔(24)，中心通孔(25)；天線(1)的結構是在一矩形基板上採用線切割方法切割去除具有「L」構形的左夾縫(15)、右夾縫(14)，所述左夾縫(15)、右夾縫(14)以中心線對稱設置，且「L」構形的內切角θ1為直角，「L」構形的外切角θ2為100～120度；矩形基板上除去左夾縫(15)、右夾縫(14)後，天線(1)的外形分為天線主體(11)、饋電端(1a)、右側天線翼(12)、左側天線翼(13)。
2、 根據權利要求1所述的薄片全向寬帶表面共形天線，其特徵在於天線(1)的 構形尺寸設計為，天線主體(11)的頂部寬度"-350 500mm，天線(1)的 底部饋電端(la)的寬度d。 -5~15mm ，天線主體(11)的錐形段高度Z^ =30~ 100 wm，天線主體(11)的平直段高度Z^ = 1000 1500 ww;左夾縫(15) 與右夾縫(l4)的寬度相等，即"=2 20附附，左側天線翼(13)的寬度《= 5 20附m，右側天線翼(12)的寬度《=5~20附附；天線(1)的厚度為0.5~ 1.5 ww 。
3、 根據權利要求l所述的薄片全向寬帶表面共形天線，其特徵在於天線能夠與長 方體物體的表面共形。
4、 根據權利要求l所述的薄片全向寬帶表面共形天線，其特徵在於天線能夠與拋 物柱面形狀的物體的共形。
5、 根據權利要求1所述的薄片全向寬帶表面共形天線，其特徵在於A電阻(4) 與B電阻(5)的電阻阻值為100 500Q，最佳為200Q的貼片電阻。
全文摘要
本發明公開了一種薄片全向寬帶表面共形天線，其由天線(1)、同軸饋電接頭(3)、A電阻(4)、B電阻(5)構成；A電阻(4)與B電阻(5)結構相同；同軸饋電接頭(3)中的探針(35)的敏感端焊接在天線(1)的底端的饋電端(1a)上，同軸饋電接頭(3)安裝在安裝板(2)的下板面(2b)上；A電阻(4)安裝在天線(1)的右側天線翼(12)的底部與安裝板(2)的上板面(2a)之間；B電阻(5)安裝在天線(1)的左側天線翼(13)的底部與安裝板(2)的上板面(2a)之間。本發明天線同時採用了底端兩側電阻加載和底端錐形漸變結構，使得本發明天線的帶寬得以展寬。本發明天線與目前使用的馬刀型天線相比，薄片結構的表面共形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。
文檔編號H01Q9/04GK101388484SQ200810224009
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月9日 優先權日2008年10月9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