超宽带盘锥天线的制作方法

1.本实用新型涉及通信用天线技术领域，尤其涉及一种超宽带盘锥天线。


背景技术：

2.超宽带通信系统正被广泛应用在军事/商业等需要大信道容量的场合中，为了满足通信系统的需求，许多款宽带天线应运而生。双锥天线是一种典型的超宽带天线，理论上，无限长的双锥天线的输入阻抗和辐射方向图是与频率无关的，具有很好的宽带特性，然而，双锥天线在实际应用中的长度都是有限的，天线的终端将会出现反射，影响天线的带宽。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种在水平方向上有良好的全向辐射特性的超宽带盘锥天线。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种超宽带盘锥天线，其特征在于：包括金属盘体，所述金属盘体的表面固定有开口朝上的金属圆锥，所述金属圆锥的锥顶形成有第一中心孔，所述金属盘体上与所述第一中心孔相对的位置形成有第二中心孔，所述第一中心孔外侧的金属盘体上固定有连接器，所述连接器上的中心筒插入到所述第二中心孔内，中心柱的上部位于所述第一中心孔内并延伸到所述第一中心孔的外侧，所述中心柱的下部插入到所述中心筒内。
5.进一步的技术方案在于：所述第一中心孔的上部直径小于所述第一中心孔下部的直径，且所述第一中心孔的上部形成有内螺纹，与所述中心柱的上部螺纹连接，所述中心柱的中部形成有圆台，所述圆台位于所述第一中心孔的下部；所述第二中心孔的直径与所述中心筒的直径相适配，当所述中心筒插入到所述第二中心孔内时所述中心筒的上端与所述金属圆锥位于锥顶的平面接触，所述中心柱的下部直径小于所述中心柱的上部直径，与所述中心筒的内径相适配。
6.进一步的技术方案在于：所述金属盘体的外侧固定有天线罩，且所述天线罩将所述金属圆锥包裹。
7.进一步的技术方案在于：所述金属盘体的下表面沿圆周方向形成有若干个固定孔。
8.进一步的技术方案在于：所述连接器通过螺钉固定到所述第二中心孔外侧的金属盘体上。
9.进一步的技术方案在于：所述金属盘体的上表面与所述金属圆锥之间设置有椎体支撑架，所述椎体支撑架用于支撑所述金属圆锥。
10.进一步的技术方案在于：所述椎体支撑架为圆筒状，所述金属圆锥的下端插入到所述椎体支撑架内，且与所述椎体支撑架通过相互接触的斜面进行配合。
11.优选的，所述椎体支撑架使用非金属的介质材料制作。
12.进一步的技术方案在于：所述天线还包括支撑杆，所述支撑杆与所述金属盘体的下表面固定连接，用于支撑所述超宽带盘锥天线。
13.优选的，所述连接器为sma连接器。
14.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本技术中所述天线包括金属盘体和金属圆锥，工作频段是1ghz-18ghz的盘锥天线可以被看作是双锥天线的变形，圆盘结构的尺寸会影响天线的辐射方向图，圆盘与圆锥的距离会影响天线的阻抗匹配，只要合理设计，可使天线的输入阻抗在设计的工作频段基本保持不变，从而达到展宽带宽的目的。对所述天线进行测试全频段内vswr测试结果小于2.3，增益结果在1db
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8db，辐射方向图有稳定的全向特性，测试结果与仿真结果的一致性很好，在实际应用中会在天线外围加上天线罩和支撑结构，使其稳定性更好。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
16.图1是本实用新型实施例所述盘锥天线的结构示意图；
17.图2是本实用新型实施例所述盘锥天线的主视结构示意图；
18.图3是本实用新型实施例所述盘锥天线的仰视结构示意图；
19.图4是本实用新型实施例所述盘锥天线的剖视结构示意图；
20.图5是本实用新型实施例所述盘锥天线的结构示意图；
21.图6是本实用新型实施例所述天线的部分仿真结构图；
22.图7a-图7b是仿真测试图；
23.图8a-图8c是仿真测试图；
24.其中：1、金属盘体；2、金属圆锥；3、连接器；4、中心筒；5、中心柱；6、天线罩；7、固定孔；8、椎体支撑架；9、支撑杆。
具体实施方式
25.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他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实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
27.如图1-图4所示，本实用新型实施例公开了一种超宽带盘锥天线，包括金属盘体1，所述金属盘体1的上表面固定有开口朝上的金属圆锥2。所述金属圆锥2的锥顶形成有第一中心孔，所述金属盘体1上与所述第一中心孔相对的位置形成有第二中心孔，所述第一中心孔外侧的金属盘体1上固定有连接器3，优选的，所述连接器3通过螺钉固定到所述第二中心孔外侧的金属盘体1上，所述连接器3可以使用sma连接器。所述连接器3上的中心筒4插入到所述第二中心孔内，中心柱5的上部位于所述第一中心孔内并延伸到所述第一中心孔的外侧，所述中心柱5的下部插入到所述中心筒4内。
28.所述第一中心孔的上部直径小于所述第一中心孔下部的直径，且所述第一中心孔的上部形成有内螺纹，与所述中心柱5的上部螺纹连接，所述中心柱5的中部形成有圆台，所述圆台位于所述第一中心孔的下部；所述第二中心孔的直径与所述中心筒4的直径相适配，当所述中心筒4插入到所述第二中心孔内时所述中心筒4的上端与所述金属圆锥2位于锥顶的平面接触，所述中心柱5的下部直径小于所述中心柱5的上部直径，并与所述中心筒4的内径相适配。
29.如图4所示，所述金属盘体1的外侧固定有天线罩6，且所述天线罩6将所述金属圆锥2包裹。进一步的，如图4所示，所述金属盘体1的上表面与所述金属圆锥2之间设置有椎体支撑架8，所述椎体支撑架8用于支撑所述金属圆锥2，使得所述金属盘体1的结构更稳定。所述椎体支撑架8为圆筒状，所述金属圆锥2的下端插入到所述椎体支撑架8内，且与所述椎体支撑架8通过相互接触的斜面进行配合。此外，为了防止所述椎体支撑架8对所述天线产生影响，所述椎体支撑架8使用非金属的介质材料制作。
30.如图5所示，所述天线还包括支撑杆9，所述金属盘体1的下表面沿圆周方向形成有若干个固定孔7，所述支撑杆9插入到所述固定孔7内，使得所述支撑杆9的上端与所述金属盘体1的下表面固定连接，用于支撑所述超宽带盘锥天线。
31.盘锥天线将双锥天线的一个圆锥结构变为盘形，当频率升高时，金属盘的尺寸要远大于高频的电尺寸，其影响也变得更明显，使得天线的辐射方向集中在圆锥方向上，在水平方向上的全向辐射特性就会变差。从理论分析可知，大的圆盘会影响天线水平方向的全向辐射特性，然而，小的圆盘尺寸会影响天线的阻抗匹配。
32.表1是本技术中金属盘体和金属圆锥的具体尺寸
33.parameterrr1hwvalue94mm102mm55mm7mm
34.图6是天线的仿真结构图（不包括天线罩），该天线由一个圆锥结构，一个圆盘结构和连接二者的同轴馈电结构组成。圆盘的尺寸影响辐射方向图，圆盘和圆锥结构之间的距离和圆锥结构的角度影响天线的阻抗匹配，仿真结果如图7a-图7b所示。可以看出在工作频段内，vswr小于2.2，增益结果在1db-8db之间，辐射方向图有稳定的全向特性，该全向天线已经被加工并应用在实际系统中。
35.在实际应用中，在天线外层加了天线罩和支撑结构，馈电结构使用sma接口，图8a-8c展示了测试结果。从图8a可以看出在工作频段内，vswr小于2.2，从图8b中可以看出增益结果在1db-8db之间，从图8c中可以看出辐射方向图有稳定的全向特性，该全向天线已经被加工并应用在实际系统中。
36.本技术中所述天线包括金属盘体和金属圆锥，工作频段是1ghz-18ghz的盘锥天线可以被看作是双锥天线的变形，圆盘结构的尺寸会影响天线的辐射方向图，圆盘与圆锥的距离会影响天线的阻抗匹配，只要合理设计，可使天线的输入阻抗在设计的工作频段基本保持不变，从而达到展宽带宽的目的。对所述天线进行测试全频段内vswr测试结果小于2.3，增益结果在1db
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8db，辐射方向图有稳定的全向特性，测试结果与仿真结果的一致性很好，在实际应用中会在天线外围加上天线罩和支撑结构，使其稳定性更好。