辐射单元的管状套筒与内福射单元组合在一起。套筒天线结构的实际馈点在馈线与天线振子I的连接处，由于金属套筒3的加入，在金属套筒3的上端形成了一个虚拟的馈电点，因此，金属套筒3将天线振子I的馈点提高了，虚拟馈点处的电流只有微小变化。因此，套筒天线结构的输入阻抗在至少一个倍频程中保持近似不变。
[0023]金属接地盒5呈中空的方盒状，符合手持天线的一般结构。上述套筒天线结构嵌设在金属接地盒5的窄面即金属接地盒5的侧壁上，且金属套筒3与金属接地盒5连接。考虑到金属接地盒5的窄面一般较窄，而金属套筒3的管状半径一般要求较大。当金属套筒3的管状半径大于金属接地盒5的窄面宽度时，金属套筒3若仍为整体的管状结构，则完全无法实现。此时，需要在金属套筒3的前后两侧开出2个轴向的剖面的非完整的管状结构，即金属套筒3由两个圆弧形金属片所围成的管状，其剖面并非完整的圆形而是类似于括号。
[0024]为了实现天线本体与外部馈电的连接，所述金属接地盒5上嵌设有与同轴电缆连接的SMA接头6，SMA接头6的外层金属与金属接地盒5连接，SMA接头6的内芯经由一集总参数电感4与天线振子I连接。集总参数电感4是粗铜线绕制而成的加载电感，集总参数电感4的一端与天线振子I连接，集总参数电感4的另一端与SMA接头6的内芯连接。加载电感是为了抵消电小天线的容抗部分，以得到更好的带宽特性。
[0025]本发明优选实例中:天线工作频段在400MHz?678MHz，阶梯状天线振子I选择铜作为材料，做成阶梯状形式相当于顶端加载，能够有效扩大带宽并对天线增益提高有一部分作用。其中 rl = 2.5 mm ,hi = 50mm，r2 = 3mm，h2 = 60mm，r3 = 7mm，h3 = 20mm，r4 = 9mm，h4 =10mm，在天线振子I底端部分，截断了距离为h= 1mm的间隔用于加在电感。天线振子I插在聚四氟乙烯为材料的有切面的圆柱中，聚四氟乙烯无切面的两侧覆盖金属层作为金属套筒3与天线振子I作用，构成套筒天线结构。其中，切面圆柱状聚四氟乙烯半径为12mm，高度为50mm，两侧金属层直线宽度为16mm，聚四氟乙稀下端打开一段长h= 10mm，宽s = 5mm的通孔以便用于电感的加载。对于加载集总参数电感4，是使用粗铜制漆包线绕制成弹簧状的约5nH，一端焊接在天线振子I的底部，另一端焊接在从接地板伸出的同轴线的内芯。此时同轴线的外芯被拨出用铜片固定焊接在接地板上，同轴线另一端为天线馈电接口。金属接地盒5尺寸为20臟*150111111*200111111，符合一般手持天线接地板。
[0026]本发明设计的一种开放式套筒天线，在保证天线本身优良的VSWR情况下，扩大带宽并对天线增益起到一部分作用，即在工作频带内达到高性能。本开放式套筒天线结构简单，加工方便，尺寸合适，频带宽等特点。
[0027]以上介绍了本发明的原理、特性、功能以及相关优点，给出的相关参数是优选实施方案，需要指出的是:对于本行业内的相关人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，所进行的改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种开放式套筒天线，包括天线本体，其特征在于:所述天线本体包括天线振子(I)、绝缘介质(2)、金属套筒(3)、集总参数电感(4)、金属接地盒(5)和SMA接头(6); 天线振子(I)为柱状的金属杆;金属套筒(3)为上下贯通的管状开放式套筒;金属套筒(3)围绕在天线本体的外侧，且金属套筒(3)的中轴线与天线振子(I)的中轴线重合;天线振子(I)的外侧壁与金属套筒(3)的内侧壁之间填充有绝缘介质(2)，该绝缘介质(2)将天线振子(I)和金属套筒(3)固定在一起，形成套筒天线结构； 金属接地盒(5)呈中空的方盒状;上述套筒天线结构嵌设在金属接地盒(5)的窄面即金属接地盒(5)的侧壁上，且金属套筒(3)与金属接地盒(5)连接； SMA接头(6)同样嵌设在金属接地盒(5)上，且SMA接头(6)的外层金属与金属接地盒(5)连接，SMA接头(6)的内芯经由集总参数电感(4)与天线振子(I)连接。2.根据权利要求1所述的一种开放式套筒天线，其特征在于:天线振子(I)呈渐变阶梯柱状，即沿着天线振子(I)的轴线方向，其天线振子(I)的半径呈分段式渐变。3.根据权利要求2所述的一种开放式套筒天线，其特征在于:天线振子(I)靠近金属接地盒(5) 一端的半径小于天线振子(I)远离金属接地盒(5) 一端的半径。4.根据权利要求1所述的一种开放式套筒天线，其特征在于:金属套筒(3)环绕在天线本体的下部的1/3至1/2处。5.根据权利要求1所述的一种开放式套筒天线，其特征在于:金属套筒(3)由两个圆弧形金属片所围成的半管状。6.根据权利要求1所述的一种开放式套筒天线，其特征在于:集总参数电感(4)的一端与天线振子(I)连接，集总参数电感(4)的另一端与SMA接头(6)的内芯连接。7.根据权利要求1所述的一种开放式套筒天线，其特征在于:绝缘介质(2)为聚四氟乙稀。
【专利摘要】本发明公开一种开放式套筒天线，天线振子为柱状的金属杆；金属套筒为上下贯通的管状开放式套筒；金属套筒围绕在天线本体的外侧，且金属套筒的中轴线与天线振子的中轴线重合；天线振子的外侧壁与金属套筒的内侧壁之间填充有绝缘介质，该绝缘介质将天线振子和金属套筒固定在一起，形成套筒天线结构；套筒天线结构和SMA接头嵌设在金属接地盒上。本发明利用开放式套筒，适应了手持天线地板的一般尺寸，消除了一部分使用非开放式套筒时对天线低频部分驻波比的影响，并通过在馈电端口加载集总参数电感，抵消电小天线容性电抗、阶梯状天线振子又相当于顶部加载用于整体的阻抗匹配，达到小型化，带宽宽等特性。
【IPC分类】H01Q1/50, H01Q1/00
【公开号】CN105633541
【申请号】CN201610135658
【发明人】高喜, 乔玮, 唐世荣
【申请人】桂林电子科技大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月10日