宽带异频正交偶极子天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线技术，特别是涉及一种宽带异频正交偶极子天线。
【背景技术】
[0002]随着雷达、通信技术的发展，载体上安装的数量越来越多，带来了载体外表面空间有限与天线数量众多的矛盾，极大限制了雷达、通信技术的推广应用。
[0003]解决这种矛盾的方法通常有两种，一种是天线小型化，减小单付天线的安装空间，从而保证整个载体上能够装载足够多的天线；天线的小型化方式目前应用比较多，但通常会带来性能的降低，影响系统效能的发挥；另一种是天线共用，通过增强一种天线的带宽、增益或方向图等特性来实现一付天线能够满足多频段、多系统的要求。而目前的天线共用的方式，存在有频段窄、不可正交极化、不可异频工作的问题。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种宽带异频正交偶极子天线，旨在解决而目前的天线共用的方式，存在有频段窄、不可正交极化的问题。
[0005]本发明提供了一种宽带异频正交偶极子天线，包括:
[0006]金属底板；
[0007]两个天线单元，交叉组合成十字形状，两个所述天线单元固定于所述金属底板的上方，所述两个所述天线单元分别工作在水平极化和垂直极化；
[0008]寄生单元，设置于所述两个所述天线单元的交叉中心的上方，与所述金属底板相对。
[0009]上述的宽带异频正交偶极子天线，采用两付不同频段的宽带偶极子天线正交组合，形成了一种具有频段宽、正交极化、可异频工作等优点。天线特别适用于雷达和通信的共用天线，雷达用雷达的工作频段和极化方式、通信用通信的工作频段和工作方式；天线具有宽频带的特点，任意一付天线都可以进行频段复用，适用于覆盖频段内的多种应用。该天线结构简单，便于调试，适合进行工程化推广。
【附图说明】
[0010]图1为本发明较佳实施例中宽带异频正交偶极子天线俯视结构示意图；
[0011]图2为本发明较佳实施例中宽带异频正交偶极子天线侧视结构示意图；
[0012]图3为图2所示本发明较佳实施例中水平/垂直极化天线结构示意图；
[0013]图4为同轴电缆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0015]请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中宽带异频正交偶极子天线包括:金属底板10、两个天线单元20、寄生单元30和第一绝缘支撑件40。
[0016]两个天线单元20交叉(正交)组合成十字形状，两个天线单元20固定于金属底板10的上方，每个天线单元20构成具有平衡馈电的偶极子天线；两个天线单元20共用顶部的寄生单元30、共用底部的金属底板10。寄生单元30设置于两个天线单元20的交叉中心的上方，与金属底板10相对。金属底板10直接作为两个天线单元20的反射板。
[0017]寄生单元30通过上述第一绝缘支撑件40固定在两个天线单元20的交叉中心的上方。寄生单元30为一块金属片或金属体，通过与两个天线单元20的耦合作用，扩展两天线单元20的带宽特性；寄生单元30通过第一绝缘支撑件40固定在两个天线单元20的顶部。
[0018]具体地，两个天线单元20结构类似，均有独立的射频输出接口作分别输出；两天线均采用构成具有平衡馈电的偶极子形式，形成正交组合的定向偶极子天线。其中一个天线单元20工作于水平极化，辐射水平极化波；另一个天线单元20工作于垂直极化，辐射垂直极化波。两个天线单元20都具有宽带特性，且工作频段可以是同频段的，也可以是不同频段的。
[0019]请参阅图3，以水平极化的天线单元20为例，其包括第一辐射体21、第二辐射体22和馈电组件23。天线单元20由第一辐射体21、第二辐射体22分别与馈电组件23相连，通过馈电组件23将第一辐射体21、第二辐射体22相连实现平衡馈电结构。第一辐射体21、第二辐射体22和金属底板10结合形成宽带定向偶极子天线，接收射频信号通过馈电组件23的射频接口输出。具体地，第一辐射体21与第二辐射体22相对交叉中心对称设置；馈电组件23 —端与射频连接器24 (射频接口 )连接，射频连接器24固定于金属底板10上，馈电组件23另一端分别与第一辐射体21和第二辐射体22分别电连接。
[0020]第一辐射体21和第二辐射体22均由一定厚度和较高刚性的金属板制成特定的形状。其中，参阅图1，第一辐射体21和第二辐射体22中，两者相靠近的一端的宽度均大于两者想远离的另一端的宽度。为了防止第一辐射体21和第二辐射体22在末端的变形，天线单元20还包括两个第二绝缘支撑件25，第一辐射体21和第二辐射体22分别通过两个第二绝缘支撑件25固定在金属底板10上，第二绝缘支撑件25 —端连接在辐射体21/22的中心到末端中间的某一位置，另一端固定在金属底板10上。
[0021]请参阅图3和图4，本实施例中，馈电组件23包括同轴线缆231、馈电片232和短路支节233。
[0022]同轴线缆231从内至外包括芯线2316、(绝缘)介质层2314、外导体2312和外套(图未示出)，同轴线缆231的一端与射频连接器24连接，另一端的外导体与第一辐射体21耦接；馈电片232 —端与同轴线缆231的芯线2316耦接，另一端与第二辐射体22与耦接；短路支节233，一端与第二辐射体22耦接，另一端与第二辐射体22耦接，从而构成了具有平衡馈电结构的偶极子天线。
[0023]在更具体的实施例中，同轴线缆231的另一端的外导体2312耦接于第一辐射体21与第二辐射体22相对的一端；馈电片232的另一端耦接于第二辐射体22与第一辐射体21相对的一端；短路支节233的另一端親接于与第二福射体22与第一福射体21相对的一端。
[0024]馈电时同轴线缆231的外导体2312(外壁)会有一部分电流回流，从而造成与芯线2316连接的第二辐射体22和与外导体2312(外壁)连接的第一辐射体21之间的电流不相等，甚至外导体2312(外壁)电流直接辐射。短路枝节通过第二辐射体22与同轴线缆231的芯线2316连接，这使得第一辐射体21和第二辐射体22变成了短路，在输入口短路了非平衡模，抑制了同轴线缆231的外导体2312的外壁电流，使得在第一辐射体21和第二辐射体22位置变成了开路，从而保证偶极子天线的辐射。短路枝节的长度与预设天线频率的四分之一波长对应，但可随结构的不同进行长度的调整，其可以在较宽频带内工作。
[0025]上述的馈电组件23，首先将射频电缆(同轴线缆231)和射频连接器24装配好；然后将同轴线缆231末端的外导体2312和绝缘介质层2314(外导体2312和芯线2316之间的)剥去，只留下芯线2316 ;再沿露出芯线2316的末端割掉一段外导体2312，保留介质层2314和芯线2316，便可得馈电组件23。
[0026]参照图3，同轴线缆231与第一辐射体21连接的一端，其外导体2312在靠近露出介质层2314附近的地方与第一辐射体21焊接，焊接时应该保证露出介质层2314完全露出第一辐射体21的焊接表面，且外导体2312露出最少。射频连接器24通过的法兰盘与金属底板10相连，从而完成馈电组件23的固定。
[0027]本发明宽带异频正交偶极子天线，采用两付不同频段的宽带偶极子天线正交组合，形成了一种具有频段宽、正交极化、可异频工作等优点。天线特别适用于雷达和通信的共用天线，雷达用雷达的工作频段和极化方式、通信用通信的工作频段和工作方式；天线具有宽频带的特点，任意一付天线都可以进行频段复用，适用于覆盖频段内的多种应用。该天线结构简单，便于调试，适合进行工程化推广。
[0028]由于雷达天线通常用水平极化、通信天线通常用垂直极化，本发明中通过将两付宽带定向偶极子天线正交组合来同时满足雷达和通信的要求；同时将两付正交天线设计成不同的工作频段来应对雷达和通信天线工作频段的不一致。
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种宽带异频正交偶极子天线，其特征在于，包括: 金属底板； 两个天线单元，交叉组合成十字形状，两个所述天线单元固定于所述金属底板的上方，所述两个所述天线单元分别工作在水平极化和垂直极化； 寄生单元，设置于所述两个所述天线单元的交叉中心的上方，与所述金属底板相对。2.如权利要求1所述的宽带异频正交偶极子天线，其特征在于，所述天线单元包括: 第一福射体； 第二辐射体，与所述第一辐射体相对所述交叉中心对称设置； 馈电组件，一端与射频连接器连接，所述射频连接器固定于所述金属底板上，另一端分别与所述第一辐射体和所述第二辐射体分别电连接。3.如权利要求2所述的宽带异频正交偶极子天线，其特征在于，所述馈电组件包括: 同轴线缆，一端与所述射频连接器连接，另一端的外导体与所述第一辐射体耦接； 馈电片，一端与所述同轴线缆的芯线耦接，另一端与所述第二辐射体与耦接； 短路支节，一端与所述第二辐射体耦接，另一端与所述第二辐射体耦接。4.如权利要求3所述的宽带异频正交偶极子天线，其特征在于，所述同轴线缆的另一端的外导体耦接于所述第一辐射体与所述第二辐射体相对的一端； 所述馈电片的另一端耦接于所述第二辐射体与所述第一辐射体相对的一端； 所述短路支节的另一端耦接于与所述第二辐射体与所述第一辐射体相对的一端。5.如权利要求2、3或4所述的宽带异频正交偶极子天线，其特征在于，所述第一辐射体和第二辐射体中，两者相靠近的一端的宽度均大于两者想远离的另一端的宽度。6.如权利要求3或4所述的宽带异频正交偶极子天线，其特征在于，所述短路支节的长度与预设天线频率的四分之一波长对应。7.如权利要求1所述的宽带异频正交偶极子天线，其特征在于，还包括第一绝缘支撑件，所述寄生单元通过上述第一绝缘支撑件固定在两个所述天线单元的交叉中心的上方。8.如权利要求1或7所述的宽带异频正交偶极子天线，其特征在于，所述寄生单元为金属导体制作而成。9.如权利要求2所述的宽带异频正交偶极子天线，其特征在于，所述天线单元还包括两个第二绝缘支撑件，所述第一辐射体和第二辐射体分别通过两个所述第二绝缘支撑件固定在所述金属底板上。
【专利摘要】本发明提供了一种宽带异频正交偶极子天线，包括：金属底板；两个天线单元，交叉组合成十字形状，两个所述天线单元固定于所述金属底板的上方，所述两个所述天线单元分别工作在水平极化和垂直极化；寄生单元，设置于所述两个所述天线单元的交叉中心的上方，与所述金属底板相对。上述的宽带异频正交偶极子天线，采用两付不同频段的宽带偶极子天线正交组合，形成了一种具有频段宽、正交极化、可异频工作等优点。
【IPC分类】H01Q21/24, H01Q1/36, H01Q5/30
【公开号】CN105244633
【申请号】CN201510674307
【发明人】叶剑锋, 管明祥, 何国荣, 龚汉东
【申请人】深圳信息职业技术学院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月19日