一種寬帶接收天線的製作方法

2023-10-09 20:57:49

專利名稱：一種寬帶接收天線的製作方法
技術領域：
本實用新型技術涉及天線領域，具體涉及一種寬帶有源小型化接收天線。
背景技術：
寬帶接收天線是基於國家科技重大專項《傳感器網絡電磁頻譜監測關鍵技術研究》的應用需求而研製的一種新型的接收天線，專項需要研製一種用於頻率監測和管理的由電磁頻譜監測傳感器構成的頻管網絡，其中明確的一項指標要求為:系統監測信號頻率範圍為20MHz 6000MHz此要求實際上是規定了以下三個方面的要求:1.傳感器的射頻接收通道要達到該頻率範圍；2.相應的其接收天線能接收到的頻率範圍也要達到該頻率範圍；3.在該頻率範圍內對所有接收到的信號在頻譜上應該是相對真實的情況反映。因此為了保證監測的可信度，首先天線在該頻率範圍內的頻率響應特性不能有太大的差異，即要求其在各頻段的接收增益差異不能太大；其次作為傳感器節點設備，其體積、功耗等方面均不能太大。常規的寬帶天線，尤其是工作於超短波頻段，尺寸往往較大；同時為了展寬帶寬，還需要進一步增加輻射體的外徑，因此按照常規方法設計的天線無法適應現目前的需求
實用新型內容
·本實用新型的目的在於針對現有技術的不足，提供一種能夠用於無線電檢測、寬帶接收設備等領域的寬帶有源小型化接收天線。本實用新型是通過以下技術方案實現的:一種寬帶接收天線，包括輻射體，所述輻射體包括振子單元和有源電路，振子單元與有源電路的信號輸入端連接。進一步，所述輻射體還包括匹配網絡，振子單元和有源電路的信號輸入端通過匹配網絡連接。進一步，所述輻射體還包括由聚四氟乙烯板材製成的射頻印製板，振子單元、有源電路和匹配網絡集成在射頻印製板上。進一步，所述振子單元採用偶極子形式。進一步，所述輻射體還包括與有源電路信號輸出端連接的第一射頻連接器。進一步，還包括底座和用於保護輻射體的天線罩，所述底座分別與到天線罩和輻射體固定連接。進一步，所述匹配網絡包括阻抗變換器，用於連接振子單元和有源電路。進一步，還包括第二射頻連接器和射頻電纜所述第二射頻連接器與第一射頻連接器通過射頻電纜連接，所述第二射頻連接器安裝在底座上且位於天線罩外。進一步，還包括設置在底座上的外部供電接口，所述外部供電接口與有源電路的電源輸入端連接。[0020]進一步，所述寬帶接收天線工作頻率為20MHz到6000MHz。本實用新型的有益技術效果:本實用新型提供的寬帶接收天線具有頻帶寬，體積小，重量輕的特點，特別適用於對體積有較大限制的傳感器網絡節點，能夠滿足固定站、移動站、可攜式等多種使用場合。

為了使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進行說明:圖1是本實用新型實施例輻射體結構示意圖；圖2是本實用新型實施例結構圖。圖中的附圖標記表示意義，1、天線罩2、輻射體3、外部供電接口 4、底座5、第二射頻連接器6、射頻電纜7、第一射頻連接器8、振子單元9、有源電路10、匹配網絡
11、射頻印製板。
具體實施方式下面將結合附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。如圖1和2所示，一種寬帶接收天線，包括輻射體2，所述輻射體2包括振子單元8和有源電路9，振子單元8與有源電路9的信號輸入端連接。所述輻射體2還包括匹配網絡10，匹配網絡10分別與振子單元8和有源電路9的信號輸入端連，匹配網絡10採用阻抗變換器。所述有源電路9主要對接收小信號進行放大。輻射體2還包括射頻印製板11，振子單元8、有源電路9和匹配網絡10集成在射頻印製板11上，振子單元8與有源電路9 一體化設計，能夠減少裝置的體積和重量。為了減少損耗，本實施例的射頻印製板11採用高頻性能較好的聚四氟乙烯板材，其介電常數為
2.65,厚度為 1.6mm。振子單元8在工作頻率的低段屬於電小尺寸，具有隨頻率敏感變化的輸出阻抗，通過阻抗變換，使振子單元8在工作頻帶的阻抗變化更加平緩，提高振子單元8的輸出電阻，減小輸出電抗，有利於展寬振子帶寬。為了彌補電小尺寸天線增益的不足，使用有源電路9對輸入信號進行放大，選用NBB-310型放大管，它具有很寬的工作帶寬，滿足本實施例工作頻帶需求。本實施例中阻抗變換採用4:1傳輸線阻抗變換器，傳輸線阻抗變換器在很寬的頻帶範圍內均能保持較好的阻抗變換特性，在連接振子單元8處阻抗約為200歐姆，振子較高的輸出阻抗能夠展寬其匹配帶寬，通過4:1的阻抗變換將200歐姆變換為50歐姆，滿足有源電路9的輸入阻抗要求。所述振子單元8採用偶極子形式，該形式在較寬的頻帶範圍內均能保持全向的輻射特性。所述輻射體2還包括與有源電路9信號輸出端連接的第一射頻連接器7。本寬帶接收天線還包括底座4和用於保護輻射體2的天線罩1，所述底座4分別與天線罩I和福射體2固定連接。天線罩I選用玻璃鋼材質，厚度為1.5mm,覆蓋整個天線體。本寬帶接收天線還包括第二射頻連接器5和射頻電纜6，所述第二射頻連接器5與第一射頻連接器7通過射頻電纜6連接，所述第二射頻連接器5安裝在底座4上且位於天線罩I外。本寬帶接收天線還包括設置在底座4上的外部供電接口 3，所述外部供電接口 3與有源電路9的電源輸入端連接。本寬帶接收天線的工作頻率為20MHz到6000MHz。下面對本實用新型的工作原理作進一步詳細說明。1、有源接收天線的基本特性有源接收天線由無源天線和有源電路組成。無源天線作為有源電路的輸入端，而有源電路的輸出端則是整個天線系統的輸出端，二者是一個整體。由於有源器件的嵌入，使有源天線成為一個非線性、非互易的網絡，因而有源天線在作為接收天線和發射天線時，其電參數不再滿足互易原理。2、有源接收天線的增益有源接收天線的增益可分為外部增益和內部增益。外部增益即為無源天線的增益，它由天線的方向性及效率決定。在小型化條件下，無源天線的電尺寸很小，因而增益很低，若以分貝計算，很多實用的無源電小天線增益為負值。有源天線的內部增益也就是有源電路的增益，其定義為:
權利要求1.一種寬帶接收天線，包括輻射體，其特徵在於:所述輻射體包括振子單元和有源電路，振子單元與有源電路的信號輸入端連接。
2.根據權利要求1所述寬帶接收天線，其特徵在於:所述輻射體還包括匹配網絡，振子單元和有源電路的信號輸入端通過匹配網絡連接。
3.根據權利要求2所述寬帶接收天線，其特徵在於:所述輻射體還包括由聚四氟乙烯板材製成的射頻印製板，振子單元、有源電路和匹配網絡集成在射頻印製板上。
4.根據權利要求3所述寬帶接收天線，其特徵在於:所述振子單元採用偶極子形式。
5.根據權利要求3所述寬帶接收天線，其特徵在於:所述輻射體還包括與有源電路信號輸出端連接的第一射頻連接器。
6.根據權利要求1所述寬帶接收天線，其特徵在於:還包括底座和用於保護輻射體的天線罩，所述底座分別與到天線罩和輻射體固定連接。
7.根據權利要求2所述寬帶接收天線，其特徵在於:所述匹配網絡包括阻抗變換器，用於連接振子單元和有源電路。
8.根據權利要求1所述寬帶接收天線，其特徵在於:還包括第二射頻連接器和射頻電纜，所述第二射頻連接器與第一射頻連接器通過射頻電纜連接，所述第二射頻連接器安裝在底座上且位於天線罩外。
9.根據權利要求1所述寬帶接收天線，其特徵在於:還包括設置在底座上的外部供電接口，所述外部供電接口與有源電路的電源輸入端連接。
10.根據權 利要求1至9任意一項所述寬帶接收天線,其特徵在於:所述寬帶接收天線工作頻率為20MHz到6000MHz。
專利摘要本實用新型公開了一種寬帶接收天線，包括輻射體，所述輻射體包括匹配網絡、振子單元和有源電路，匹配網絡分別與振子單元和有源電路的信號輸入端連，振子單元與有源電路的信號輸入端連接。所述輻射體還包括由聚四氟乙烯板材製成的射頻印製板，振子單元、有源電路和匹配網絡集成在射頻印製板上。通過採用寬帶匹配網絡、有源放大網絡技術，使一副天線能夠覆蓋20MHz到6000MHz頻段。該天線具有頻帶寬、結構小，重量輕的突出特點，特別適用於對體積有較大限制的傳感器網絡節點，能滿足固定站、移動站、可攜式等多種使用場合。
文檔編號H01Q1/50GK203166082SQ201320197299
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者瞿榮, 張強, 張翔, 肖建川, 盧愛平, 丁煒 申請人:重慶華偉工業(集團)有限責任公司