一种高增益宽频带的吸盘天线的制作方法

1.本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种高增益宽频带的吸盘天线。


背景技术：

2.现有技术(中国专利公告号：cn205723947u)公开了一种高稳定性的吸盘天线，包括天线本体、吸盘以及吸盘上壳，吸盘上壳的中部形成用于装纳天线本体的通孔，天线本体的末端连接有连接线，在吸盘上设置有整线结构，通过整线结构对连接线整理并导出吸盘上壳外接其他器件，天线本体从下而上依次套设直径依次减小的第一信号加强件、第二信号加强件和第三信号加强件，吸盘上壳的上端部连接有信号增益壳。
3.不足之处：这种现有的吸盘天线技术手段主要是针对车载对讲机的使用频率400mhz设计的，由于空间尺寸的限制，这种单极天线频带较窄，效率低，无法在更宽的频带上获得更高的辐射增益，天线的整体性能较弱，不能满足当今电信运营商在不同频段的需求。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种易于规模化生产且能有效减小尺寸的吸盘天线，具有高增益和频带宽的特性，能够解决现有技术中吸盘天线频带窄的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
6.一种高增益宽频带的吸盘天线，包括：
7.同轴线缆，包括从内到外依次设置的中心导体、绝缘层和屏蔽层；
8.吸盘底座，包括吸盘上壳和吸盘，所述吸盘上壳的侧壁设有进线孔，所述吸盘上壳的顶部中央位置设有通孔结构；
9.所述通孔结构上方依次设置与所述通孔结构同轴的第一辐射体、第二辐射体与第三辐射体，所述第一辐射体、所述第二辐射体与所述第三辐射体均为筒状金属件；
10.所述第一辐射体与所述通孔结构连接，所述第二辐射体通过第一连接件与所述第一辐射体连接，所述第一连接件为绝缘件，在所述通孔结构的轴线方向上，所述第一辐射体与所述第二辐射体的分布有重叠；
11.所述同轴线缆通过所述进线孔后穿过所述通孔结构，穿过所述通孔结构的同轴线缆包括依次设置的第一线缆部分、第二线缆部分和第三线缆部分，所述第一线缆部分的最外层为屏蔽层，所述第一线缆部分与所述第一辐射体电性连接；所述第二线缆部分的最外层为绝缘层，所述第二线缆部分穿过所述第二辐射体；所述第三线缆部分为中心导体，所述第三线缆部分与所述第三辐射体电性连接。
12.优选地，所述第一辐射体包括与所述通孔结构连接的第一端部，以及通过所述第一连接件与所述第二辐射体连接的第二端部，所述第一端部的内径小于所述第二端部的内径；所述第一端部为缩口结构，所述第一端部靠近所述通孔结构的一侧为缩口，另一侧为开口，所述开口的外径与所述第二端部的外径相同，所述缩口的外径小于所述第二端部的外
径。
13.优选地，所述第一端部的内径大于所述第二线缆部分的直径，所述缩口的内径小于等于所述第一线缆部分的直径，所述缩口的外径大于所述第一线缆部分的直径。
14.优选地，所述第一端部的内部为漏斗结构，所述缩口一侧的内径小于所述开口一侧的内径。
15.优选地，所述第二端部的内径大于所述第二辐射体的外径，所述第二辐射体的内径大于所述第二线缆部分的直径，所述第二端部与所述第二辐射体之间存在一定的间隙。
16.优选地，还包括加强连接件，所述加强连接件连接所述第一端部与所述通孔结构，所述加强连接件的外径小于所述通孔结构的内径，所述加强连接件的内径大于所述缩口的外径与所述第一线缆部分的直径。
17.优选地，还包括第二连接件，所述第二连接件为绝缘件，所述第二连接件用于连接所述第二辐射体与所述第三辐射体。
18.优选地，所述第二辐射体的内径大于所述第三辐射体的外径，所述第三辐射体的外径小于所述第二线缆部分的直径，所述第三辐射体的内径大于等于所述第三线缆部分的直径。
19.优选地，所述吸盘上壳还包括整线结构，所述整线结构包括固定部和导引部，所述固定部用于将所述同轴线缆固定在所述吸盘底座中，所述导引部用于引导所述同轴线缆在所述吸盘底座中延展。
20.优选地，还包括防护套，所述通孔结构的外壁设有螺纹，所述防护套与所述通孔结构螺纹连接。
21.本发明的有益效果在于：通过吸盘上壳的进线孔后穿过通孔结构的同轴线缆，包括依次设置的最外层为屏蔽层的第一线缆部分，将第一线缆部分的屏蔽层剥离形成最外层为绝缘层的第二线缆部分以及将第二线缆部分的绝缘层剥离形成只有中心导体一层结构的第三线缆部分；在通孔结构上方自下而上依次设置第一辐射体，第二辐射体和第三辐射体，第一辐射体与第二辐射体通过绝缘的第一连接件连接，且第一辐射体与第二辐射体在通孔结构的轴线方向上有重叠；第一线缆部分与第一辐射体电性连接，第二线缆部分穿过第二辐射体，第三线缆部分与第三辐射体电性连接。随着第三辐射体长度的增加，吸盘天线的辐射面积越大，在低频段的有效辐射范围越大。但与此同时，随着第三辐射体长度的增加，在高频段产生的寄生电感效应越明显，使得吸盘天线在高频段的辐射范围受到限制越大，在本发明的实施例中，由于在第二辐射体与第一辐射体之间轴向重叠的区域形成了空腔结构，形成可以有效地抵消上述电感效应作用的电容效应，从而获得良好的匹配，进一步地有效扩展了吸盘天线在高频段的有效范围，进而从整体上提高吸盘天线的频带宽度。此外，采用第一辐射体与第二辐射体在轴线方向上存在重叠的部分来形成电容效应的方式，可有利于减小高增益宽频带的吸盘天线的尺寸。与现有技术相比，本发明提供的高增益宽频带的吸盘天线具有增益高、频带宽的特性，且尺寸小、结构简单易于规模化生产。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线的剖面示意图；
23.图2为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线的结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线的立体示意图；
25.图4为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线中同轴线缆的结构示意图；
26.图5为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线中同轴线缆与吸盘上壳的结构示意图；
27.图6为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线中第一辐射体的剖面示意图；
28.图7为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线中第一端部与加强连接件连接位置的局部示意图；
29.图8为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线中第一辐射体、第二辐射体及第一连接件连接位置的局部示意图；
30.图9为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线中第二辐射体、第三辐射体及第二连接件连接位置的局部示意图；
31.图10为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线中吸盘上壳的结构示意图；
32.图11为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线测试的efficiency.db(db)频谱图；
33.图12为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线测试的e total.db(db)频谱图；
34.图13为本发明实施例提供的高增益宽频带的吸盘天线测试的驻波图。
35.附图标记：100、同轴线缆；110、第一线缆部分；120、第二线缆部分；130、第三线缆部分；200、吸盘底座；210、吸盘上壳；211、进线孔；212、通孔结构；212a、螺纹；213、整线结构；213a、固定部；213b、导引部；220、吸盘；300、第一辐射体；310、第一端部；311、缩口；312、开口；313、漏斗结构；320、第二端部；400、第二辐射体；500、第三辐射体；600、第一连接件；700、加强连接件；800、第二连接件；900、防护套。
具体实施方式
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
37.下面通过本技术的实施例来详细描述提供一种高增益宽频带的吸盘天线，如何解决现有技术中存在的技术不足问题。
38.如图1至图5所示，为本技术的较佳实施例：
39.一种高增益宽频带的吸盘天线，整体的天线高度可控制在180毫米以内，具有相对更小的尺寸外形，包括同轴线缆100、吸盘底座200、第一辐射体300、第二辐射体400、第三辐射体500和第一连接件600。
40.吸盘底座200包括吸盘上壳210和吸盘220。吸盘上壳210的侧壁设有供同轴线缆100进出吸盘上壳210的进线孔211，吸盘上壳210的顶部中央位置设有同轴线缆100可穿过的通孔结构212。
41.同轴线缆100包括从内到外依次设置的中心导体、绝缘层和屏蔽层。一般地，在屏
蔽层的外侧还会设置一层绝缘的外皮，用于保护同轴线缆100的屏蔽层不被磨损，此处不再作具体限定。同轴线缆100的一端连接有连接器或其他元器件，另一端通过进线孔211进入吸盘上壳210和吸盘220共同构成的内腔中，然后穿过通孔结构212。如图4所示，穿过通孔结构212的同轴线缆100包括依次设置的第一线缆部分110、第二线缆部分120和第三线缆部分130。
42.其中，第一线缆部分110为三层结构，最外层为屏蔽层，内芯为中心导体，中间层为绝缘层。第一线缆部分110的最外层屏蔽层与第一辐射体300通过锡焊连接在一起，形成电性连接。第二线缆部分120为在第一线缆部分110的基础上将最外层的屏蔽层剥离，形成外层为绝缘层，内层为中心导体的双层结构，第二线缆部分120穿过第二辐射体400。第三线缆部分130为在第二线缆部分120的基础上将外层的绝缘层剥离，形成只有中心导体一层的结构，第三线缆部分130与第三辐射体500通过锡焊连接在一起，形成电性连接。当然，在其它的实施例中，也可以通过其它连接固定方式来进行连接。
43.在通孔结构212上方从下而上依次设置与通孔结构212同轴的第一辐射体300、第二辐射体400和第三辐射体500，三者均为筒状金属件。第一辐射体300与第二辐射体400通过绝缘的第一连接件600连接在一起，第一辐射体300与第二辐射体400之间不直接接触，在通孔结构212的轴线方向上，第一辐射体300与第二辐射体400的分布有重叠，即在该重叠部分，第一辐射体300的筒壁与第二辐射体400的筒壁之间形成的有空腔结构。第一连接件的材质可以是泡棉，本文不再限定。
44.当电流流经第二线缆部分120时，第二线缆部分120中的中心导体与第二辐射体400之间产生耦合激励，使得第二辐射体400能够有效地辐射能量。第三辐射体500与第三线缆部分130的中心导体的末端电性连接，优选地，两者之间通过锡焊连接在一起，由此，形成有效地对外辐射，通过调节第三辐射体的长度(长度可根据频率的需要设定)，可有效地拓展吸盘天线的频带带宽。具体地，随着第三辐射体500长度的增加，吸盘天线的辐射面积越大，在低频段的有效辐射范围越大。但与此同时，随着第三辐射体长度的增加，在高频段产生的寄生电感效应越明显，使得吸盘天线在高频段的辐射范围受到限制越大，在本发明的实施例中，由于在第二辐射体400与第一辐射体300之间轴向重叠的区域形成了空腔结构，形成可以有效地抵消上述电感效应作用的电容效应，从而获得良好的匹配，进一步地有效扩展了吸盘天线在高频段的有效范围，进而从整体上提高吸盘天线的频带宽度。此外，本实施例采用第一辐射体300与第二辐射体400在轴线方向上存在重叠的部分来形成电容效应的方式，可有利于减小吸盘天线的尺寸。
45.如图6所示，第一辐射体300包括与通孔结构212连接的第一端部310，以及通过第一连接件600与第二辐射体400连接的第二端部320，第一端部310的内径小于第二端部320的内径。将第一端部310的内径设置成小于第二端部320的内径，将第一端部310与同轴线缆100焊接在一起时，可以有效的节约焊料，提高焊接位置的强度与稳定性。更具体地，第一端部310为缩口结构，第一端部310靠近通孔结构212的一侧为缩口311，另一侧为开口312。开口312的外径与第二端部320的外径相同，缩口311的外径小于第二端部320的外径。
46.优选地，如图7所示，第一端部310的内径大于第二线缆部分120的直径，缩口311的内径小于等于第一线缆部分110的直径，缩口311的外径大于第一线缆部分110的直径。第一端部310的内径大于第二线缆部分120的直径，可以保障第二线缆部分120可以顺利穿过第
一辐射体300，便于安装。将缩口311的内径设置成小于等于第一线缆部分110的直径，且其外径大于第一线缆部分110的外径，目的是使在缩口311的位置可以牢牢得与第一线缆部分110进行接触，增强第一辐射体300与第一线缆部分110电性连接的稳定性。可以将缩口311的内径直接加工成略小于第一线缆部分110的直径，利用材料本身的弹性使缩口311与第一线缆部分110紧密接触，也可以将缩口311的内径加工成略大于第一线缆部分110的直径，在同轴线缆100穿过第一辐射体300后，第一线缆部分110恰好能与缩口311接触的位置，通过外力作用，将缩口311与第一线缆部分110紧密接触。
47.更具体地，第一端部310的内部为漏斗结构313，缩口311一侧的内径小于开口312一侧的内径。当第三线缆部分130、第二线缆部分120依次穿过第一端部310，由于内径逐渐扩大，线缆与第一辐射体300内壁接触的概率降低，降低摩擦，便于安装，且防止出现由于摩擦对线缆造成损伤的现象。
48.优选地，如图8所示，第二端部320的内径大于第二辐射体400的外径，可以通过第一连接件600将第二辐射体400插入第一辐射体300中一部分，此时二者在轴线方向上有重叠，且重叠部分第一辐射体300的内壁与第二辐射体400的外壁之间存在一定的空腔结构，当同轴线缆100中通电的时候，由于空腔结构的存在，第一辐射体300与第二辐射体400之间可以产生电容效应，有助于保障吸盘天线在高频段的有效范围。此外，第二辐射体400的内径大于第二线缆部分120的直径，保障第二线缆部分120可以顺利的穿过第二辐射体400，便于安装。
49.优选地，如图7所示，吸盘天线还包括加强连接件700，加强连接件700用于连接第一端部310与通孔结构212，加强连接件700的外径设置成小于通孔结构212的内径，其内径设置成大于缩口311的外径以及第一线缆部分110的直径。将加强连接件700插入通孔结构212中，然后再将第一端部310插入加强连接件700中，通过焊接将三者紧固的连接在一起，这样设置可以加强第一辐射体300与吸盘上壳200之间连接的稳定性，防止第一辐射体300发生折断，有利于提高吸盘天线的使用寿命。
50.优选地，如图9所示，吸盘天线还包括第二连接件800。第二连接件800为绝缘件，其材质可以是泡棉的，本文不再作具体限定。第二连接件800用于连接第二辐射体400与第三辐射体500，防止第三辐射体500晃动，消除了由于第三辐射体500晃动造成的不良影响，进而有利于提高吸盘天线使用性能的稳定性。此外，第二连接件800对第二辐射体400与第三辐射体500的连接处形成一种保护，使其不易被折断，进而有利于提高吸盘天线的使用寿命。
51.优选地，第二辐射体400的内径大于第三辐射体500的外径，第三辐射体500的外径小于第二线缆部分120的直径，第三辐射体500的内径大于等于第三线缆部分130的直径。第三辐射体500的外径小于第二线缆部分120的直径，防止第二线缆部分120进入第三辐射体500中，便于安装，且有利于降低吸盘天线的尺寸。第三辐射体500的内径大于等于第三线缆部分130的直径，便于将第三线缆部分130顺利插入第三辐射体500内并与其连接在一起。此外，第二辐射体400的内径大于第三辐射体500的外径，不仅仅可以减小吸盘天线的尺寸，而且第一辐射体300的第二端部320的内径大于第二辐射体400的外径，第二辐射体400的内径大于第三辐射体500的外径，这种锥形结构的设计，能够进一步地加强吸盘天线的增益效果，扩大吸盘天线的整体信号收集。
52.优选地，如图5所示，吸盘上壳210还包括整线结构213，整线结构213包括固定部213a和导引部213b，固定部213a用于将同轴线缆100固定在吸盘底座200中，防止同轴线缆100在吸盘底座200中随意晃动，导引部213b用于引导同轴线缆100在吸盘底座200中按照一定的方向延展，从而保障同轴线缆100可以穿过通孔结构212，与此同时，导引部213b对同轴线缆100也具有一定的固定作用。
53.优选地，吸盘天线还包括防护套900，通孔结构212的外壁设有如图10所示的螺纹212a，防护套900上设有与螺纹212a配合的结构使得防护套900与通孔结构212螺纹连接。由于吸盘天线中的第一辐射体、第二辐射体及第三辐射体均为金属件，加设防护套可以有效防止辐射体发生氧化、或被腐蚀，有利于提高吸盘天线在使用过程中性能的稳定性，提高吸盘天线的使用寿命。
54.图11至图13为本发明提供的一个高增益宽频带的吸盘天线样品经仪器的检测验证得到的相关谱图，可以看出该高增益宽频带的吸盘天线样品实现了在一个端口里面宽频的谐振，其整体的尺寸高度为173毫米，频率范围可从690mhz～960mhz/1710mhz～2690mhz。由图11至图13可知，通过上述第一辐射体、第二辐射体及第三辐射体的设置，此高增益宽频带的吸盘天线在690-960mhz/1710-2690mhz的驻波比小于3，具有优越的匹配能力，有效减少了电磁波在传输通道的损耗，单天线最大增益可以大于6dbi，从而实现天线辐射的高增益效果；在690-960mhz平均效率大于50％，1710-2690mhz平均效率大于50％，与现有技术相比，在如此较小的尺寸结构下，此高增益宽频带的吸盘天线的整体性能更优越。
55.本发明提供的高增益宽频带的吸盘天线，通过吸盘上壳的进线孔后穿过通孔结构的同轴线缆，包括依次设置的最外层为屏蔽层的第一线缆部分，将第一线缆部分的屏蔽层剥离形成最外层为绝缘层的第二线缆部分以及将第二线缆部分的绝缘层剥离形成只有中心导体一层结构的第三线缆部分；在通孔结构上方自下而上依次设置第一辐射体，第二辐射体和第三辐射体，第一辐射体与第二辐射体通过绝缘的第一连接件连接，且第一辐射体与第二辐射体在通孔结构的轴线方向上有重叠；第一线缆部分与第一辐射体电性连接，第二线缆部分穿过第二辐射体，第三线缆部分与第三辐射体电性连接。随着第三辐射体长度的增加，吸盘天线的辐射面积越大，在低频段的有效辐射范围越大。但与此同时，随着第三辐射体长度的增加，在高频段产生的寄生电感效应越明显，使得吸盘天线在高频段的辐射范围受到限制越大，在本发明的实施例中，由于在第二辐射体与第一辐射体之间轴向重叠的区域形成了空腔结构，形成可以有效地抵消上述电感效应作用的电容效应，从而获得良好的匹配，进一步地有效扩展了吸盘天线在高频段的有效范围，进而从整体上提高吸盘天线的频带宽度。此外，采用第一辐射体与第二辐射体在轴线方向上存在重叠的部分来形成电容效应的方式，可有利于减小高增益宽频带的吸盘天线的尺寸。与现有技术相比，本发明提供的高增益宽频带的吸盘天线具有增益高、频带宽的特性，且尺寸小、结构简单易于规模化生产。
56.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
57.以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在
不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。