快接式小型化360度周向天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)，具體是指快接式小型化360度周向天線。
【背景技術(shù)】
[0002]微波周向天線較多應(yīng)用于一點(diǎn)多址通信中，廣泛地應(yīng)用于軍事、航天、遙控、遙測(cè)領(lǐng)域。在較低頻段中，微波周向天線主要有螺旋天線、交叉饋電式天線、波導(dǎo)縫隙天線；而隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，通信頻率向更高的波段發(fā)展已是必然趨勢(shì)，在C波段或更高的頻段，波長(zhǎng)很短，以上提到的天線由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致加工費(fèi)用高，調(diào)試?yán)щy，并且饋電結(jié)構(gòu)也難于設(shè)計(jì)，使得天線的帶寬較窄；同時(shí)這些類型的天線高度均超過半波長(zhǎng)或者四分之一波長(zhǎng)，天線高度太大導(dǎo)致其占用的體積空間較大，并且天線RCS (雷達(dá)散射截面)也較大，對(duì)各類載體平臺(tái)的電磁隱身特性也帶來較大影響。
[0003]考慮到上述情況，有必要為實(shí)際通信平臺(tái)開發(fā)一種周向天線，即小型化周向天線，使它能夠提供比現(xiàn)有天線更理想的電磁特性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種快接式小型化360度周向天線，使其具備小型化，能快速連接和優(yōu)異的性能參數(shù)。
[0005]本實(shí)用新型的目的主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):快接式小型化360度周向天線，包括金屬圓盤，金屬圓盤背面焊接有金屬單極圓筒，金屬單極圓筒的軸線過金屬圓盤的圓心，還包括同軸線，同軸線的同軸線內(nèi)導(dǎo)體外徑面光滑，金屬單極圓筒的內(nèi)徑面開有導(dǎo)向槽，金屬單極圓筒還開有螺孔，螺孔與導(dǎo)向槽連通，導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)置有頂板，頂板連接有設(shè)置在螺孔內(nèi)的頂壓螺釘，金屬單極圓筒還開有焊料孔，同軸線內(nèi)導(dǎo)體插入到金屬單極圓筒內(nèi)進(jìn)行，頂板與同軸線內(nèi)導(dǎo)體外徑面壓接，在導(dǎo)向槽、螺孔、焊料孔內(nèi)填充有錫焊料填充體，還包括金屬地板，金屬地板中心開外導(dǎo)體通孔，同軸線的同軸線外導(dǎo)體穿過金屬地板的外導(dǎo)體通孔，還包括介質(zhì)墊片，介質(zhì)墊片設(shè)置在同軸線外導(dǎo)體與金屬單極圓筒之間，同軸線內(nèi)導(dǎo)體貫穿介質(zhì)墊片。
[0006]本實(shí)用新型是由金屬圓盤、金屬單極圓筒、介質(zhì)墊片、金屬地板以及同軸線(同軸饋電連接器)共同構(gòu)成。
[0007]金屬圓盤直徑為^、厚度匕，金屬單極圓筒直徑為徑r2、高度h2，它們加工為一個(gè)整體；介質(zhì)墊片為一個(gè)類似“瓶蓋”的腔體結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)采用聚四氟乙烯，介質(zhì)墊片直徑為r3、厚度h3，中間有通孔使得同軸線內(nèi)導(dǎo)體通過，其下部腔體尺寸可使得同軸線外導(dǎo)體剛好深入其內(nèi)部；金屬地板中間有通孔使得同軸線外導(dǎo)體通過；由于金屬單極圓筒的內(nèi)徑面開有導(dǎo)向槽，金屬單極圓筒還開有螺孔，螺孔與導(dǎo)向槽連通，導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)置有頂板，頂板連接有設(shè)置在螺孔內(nèi)的頂壓螺釘，金屬單極圓筒還開有焊料孔，為了快速固定同軸線內(nèi)導(dǎo)體，先將同軸線內(nèi)導(dǎo)體插入到金屬單極圓筒內(nèi)，再旋轉(zhuǎn)螺孔內(nèi)的頂壓螺釘，頂板就會(huì)頂壓在同軸線內(nèi)導(dǎo)體外徑面，此時(shí)再通過焊料孔向?qū)虿蹆?nèi)注入錫焊料，形成錫焊料填充體，同時(shí)也在螺孔內(nèi)填充錫焊料填充體，使得頂板、頂壓螺釘與金屬單極圓筒形成一個(gè)整體。這樣就會(huì)固定好同軸線外導(dǎo)體，想必而言，本實(shí)用新型還可以采用使得金屬單極圓筒的內(nèi)徑面形成螺紋，同軸線內(nèi)導(dǎo)體外徑面形成螺紋，使得金屬單極圓筒和同軸線內(nèi)導(dǎo)體進(jìn)行螺紋配合，但是由于尺寸需求，需要同軸線采用特殊的型號(hào)，因此，同軸線不能采用其他內(nèi)芯外徑面沒有螺紋的同軸線，這就限制了選材的范圍，而需要選用其他材料的情況下，則需要再現(xiàn)場(chǎng)對(duì)同軸線內(nèi)芯進(jìn)行螺紋加工，因此這種方法的施工成本很高，尺寸要求嚴(yán)格，而采用本實(shí)用新型中的上述連接方法，可以快速的連接同軸線外導(dǎo)體，施工成本低。
[0008]在本設(shè)計(jì)中，金屬圓盤及金屬單極圓筒是起輻射作用的最主要部件，用于向空間輻射電磁波。當(dāng)發(fā)射信號(hào)時(shí)，同軸線通過連接的同軸電纜輸入外接發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)，同軸線內(nèi)導(dǎo)體輸出的能量激起金屬圓盤及金屬單極圓筒上的表面電流，從而產(chǎn)生輻射；由于所采用的金屬單極圓筒直徑較大，使得天線可以發(fā)射較寬帶寬范圍內(nèi)的垂直極化電磁波；由于金屬單極圓筒頂端接入了金屬圓盤，這使得天線頂端的電流不為零，有效的實(shí)現(xiàn)了天線的小型化；由于介質(zhì)墊片為腔體結(jié)構(gòu)，分隔開天線的輻射結(jié)構(gòu)與金屬地板，使得同軸線能夠有效的激勵(lì)天線電流；金屬圓盤、金屬單極圓筒及介質(zhì)墊片在結(jié)構(gòu)上均成中心軸對(duì)稱分布，可以使得天線在水平面360度范圍內(nèi)輻射場(chǎng)均勻分布。
[0009]介質(zhì)墊片的圓周邊向金屬地板方向延伸形成圓形筒，該圓形筒包覆在同軸線外導(dǎo)體的外壁上。
[0010]金屬地板遠(yuǎn)離金屬圓盤的一面還設(shè)置有地板加強(qiáng)件，同軸線外導(dǎo)體貫穿地板加強(qiáng)件。
[0011]金屬圓盤的尺寸在很大程度上決定了天線的諧振頻率，針對(duì)不同的金屬圓盤直徑A反射損耗隨頻率的變化曲線。研究發(fā)現(xiàn)，隨著直徑11的增大，天線的諧振頻率逐漸向低頻端偏移，與一般的單偶極子天線類似，輻射體尺寸與天線頻率呈現(xiàn)出相反的變化規(guī)律。
[0012]針對(duì)不同的金屬圓盤厚度A反射損耗隨頻率的變化曲線。研究發(fā)現(xiàn)，金屬圓盤的厚度同樣會(huì)影響天線的諧振頻率，隨著厚度的增大，天線的諧振頻率逐漸向低頻端偏移，與金屬圓盤直徑類似，該尺寸的大小與天線頻率高低呈現(xiàn)出相反的變化規(guī)律。
[0013]金屬單極圓筒不僅是該天線的輻射結(jié)構(gòu)，同時(shí)它還作為過渡部件連接金屬圓盤及饋入電流的同軸線。針對(duì)不同的金屬單極圓筒直徑1^反射損耗隨頻率的變化曲線。研究發(fā)現(xiàn)，該直徑不僅影響諧振點(diǎn)位置，還在很大程度上影響反射損耗的大小，如果該直徑過大，則反射損耗很大，即饋入天線的能量大部分都被反射，使得天線無法正常工作；從安裝角度考慮，若該直徑過小，則輻射結(jié)構(gòu)沒有辦法與同軸線內(nèi)導(dǎo)體連接，所以在天線尺寸的設(shè)計(jì)上要綜合考慮天線性能及安裝結(jié)構(gòu)。
[0014]針對(duì)不同的金屬單極圓筒高度么反射損耗隨頻率的變化曲線。研究發(fā)現(xiàn)，金屬單極圓筒的高度會(huì)在很大程度上影響天線的諧振頻率，隨著高度的增大，天線的諧振頻率逐漸向低頻端偏移，與普通單極子尺寸與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系一致。
[0015]優(yōu)選的，金屬單極圓筒的直徑為r2，r2的取值范圍為小于或等于8mm。
[0016]優(yōu)選的，金屬單極圓筒的高度為h2，h2的取值范圍為小于或等于4_。
[0017]綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的本身高度僅為最低工作頻率所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的1/8左右；天線相對(duì)帶寬約為45%，在頻段內(nèi)可以良好的與50 Ω同軸電纜匹配；天線在水平面360度的范圍內(nèi)福射場(chǎng)均勾全向分布，不圓度小于2dB ;此外，本天線結(jié)構(gòu)靈活，除了可采用方形金屬地板，還可在一定尺寸范圍內(nèi)采用圓形金屬地板或者異形金屬地板，并且天線可以作為八木天線的有源振子使用，有效縮小八木天線的總體尺寸。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的示意圖。
[0019]附圖中附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為:1、同軸線內(nèi)導(dǎo)體，2、同軸線外導(dǎo)體，4、地板加強(qiáng)件，5、金屬地板，6、介質(zhì)墊片，7、金屬單極圓筒，8、金屬圓盤；3、導(dǎo)向槽，31、頂壓螺釘，32、頂板，33、螺孔，34、焊料孔。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]如圖1所示，
[0023]本實(shí)用新型的目的主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0024]快接式小型化360度周向天線，包括金屬圓盤8，金屬圓盤8背面焊接有金屬單極圓筒7，金屬單極圓筒7的軸線過金屬圓盤的圓心，還包括同軸線，同軸線的同軸線內(nèi)導(dǎo)體I外徑面光滑，金屬單極圓筒7的內(nèi)徑面開有導(dǎo)向