宽带鞭状套筒天线的制作方法

1.本发明涉及天线技术领域，尤其涉及宽带鞭状套筒天线。


背景技术：

2.随着电子行业的迅速发展，通信系统对天线的性能以及尺寸要求在不断提高。尺寸的小型化，一直是天线发展的热点。从理论上说，天线的尺寸越小，其q值越高，工作频带宽度很大程度上受到限制。
3.套筒单极子天线作为一种宽频带天线在现代化通信和遥感系统中已被广泛采用。在实际应用中，套筒单极子天线通常置于有限大地板上，且总高度通常取工作频段下限频率所对应波长的1/4。正是基于这种安置，套筒单极子天线多作为一种车载天线。
4.但是在短波、超短波频段内，为了让天线实现宽频段可靠增益的要求，天线的套筒直径尺寸通常较大，或者将天线的振子部分加粗，这给天线带来以下问题：一、总重量加大、不便携带；二、不方便安装，需要和相适应尺寸的地面配合。虽然套筒加载对于天线带宽的扩展有明显的作用，且套筒加载的宽频带天线也在现代化通信中被广泛应用，但一般对套筒天线的分析与设计，都是安置在无限大或者有限大地板上的。对于天线来说，除了其本身结构会影响天线工作频带内的电特性，使用的地板也会对天线性能产生一定影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种宽带鞭状套筒天线，减小天线的体积、操作简单方便。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.宽带鞭状套筒天线，包括：
8.第一套筒；
9.偶极子振子管，与所述第一套筒同轴布置，且所述偶极子振子管的一端与所述第一套筒的一端连接；
10.第二套筒，与所述偶极子振子管同轴设置，且所述偶极子振子管的另一端与所述第二套筒连接；
11.第一线缆穿设于所述第一套筒，并延伸至所述偶极子振子管内，与所述偶极子振子管内的磁环的一端相连接；
12.第二线缆穿设于所述第二套筒，并延伸至所述偶极子振子管内，与所述磁环的另一端相连接。
13.作为一种宽带鞭状套筒天线的优选方案，所述第一套筒和所述第二套筒的长度及直径相同。
14.作为一种宽带鞭状套筒天线的优选方案，所述第一套筒、所述偶极子振子管及所述第二套筒三者的长度之和等于所述宽带鞭状套筒天线发射的电磁波的波长。
15.作为一种宽带鞭状套筒天线的优选方案，所述宽带鞭状套筒天线还包括第一固定套和第二固定套，所述偶极子振子管一端通过所述第一固定套与所述第一套筒相连接；所
述偶极子振子管的另一端通过所述第二固定套与所述第二套筒相连接。
16.作为一种宽带鞭状套筒天线的优选方案，所述第一固定套和所述第二固定套的端部均设有阶梯部，所述阶梯部能分别插接于所述偶极子振子管的两端。
17.作为一种宽带鞭状套筒天线的优选方案，所述偶极子振子管内部设有固定夹，所述固定夹设于所述磁环靠近所述第二套筒的一侧，所述固定夹螺接于所述偶极子振子管，所述固定夹用以固定所述第二线缆。
18.作为一种宽带鞭状套筒天线的优选方案，所述偶极子振子管内部设有固定块，所述固定块设于所述磁环靠近所述第一套筒的一侧，所述固定块螺接于所述偶极子振子管，所述固定块用以固定所述第一线缆。
19.作为一种宽带鞭状套筒天线的优选方案，所述第一线缆与所述第二线缆与所述磁环上的铜线焊接连接。
20.作为一种宽带鞭状套筒天线的优选方案，所述第二线缆为漆包铜线。
21.作为一种宽带鞭状套筒天线的优选方案，所述第一套筒内设有第一挡块，所述第二套筒内设有第二挡块，所述第一线缆焊接在所述第一挡块上以使所述第一线缆固定于所述第一套筒内；所述第二线缆焊接于所述第二挡块上以使所述第二线缆固定于所述第二套筒内。
22.有益效果：
23.在本发明中，通过采用偶极子振动管两端连接第一套筒和第二套筒，形成鞭状套筒天线，此种鞭状结构能够有效适应各种安装场景，提升本天线的安装适应性；第一线缆穿设于第一套筒，并延伸至偶极子振子管内，与偶极子振子管内的磁环的一端相连接；第二线缆穿设于第二套筒，并延伸至所述偶极子振子管内，与磁环的另一端相连接，能够使本天线结构更加紧凑，体积更小；总重量减小，携带更加方便。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的宽带鞭状套筒天线的结构示意图；
25.图2是本发明实施例提供的偶极子电长度为2个波长时天线上的电流分布图；
26.图3是本发明实施例提供的偶极子电长度为2个波长时的垂直面上的方向图。
27.图中：
28.100、第一套筒；110、第一挡块；
29.200、偶极子振子管；210、磁环；220、固定夹；230、固定块；
30.300、第二套筒；310、第二挡块；
31.400、第一线缆；
32.500、第二线缆；
33.600、第一固定套；
34.700、第二固定套。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便
于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
36.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
39.请参阅附图1，在本实施例涉及一种宽带鞭状套筒天线(以下简称“天线”)，该天线包括：第一套筒100、偶极子振子管200、第二套筒300、第一线缆400和第二线缆500。其中，偶极子振子管200与第一套筒100同轴布置，且偶极子振子管200的一端与第一套筒100的一端连接；第二套筒300与偶极子振子管200同轴设置，且偶极子振子管200的另一端与第二套筒300连接；第一线缆400穿设于第一套筒100，并延伸至偶极子振子管200内，与偶极子振子管200内的磁环210的一端相连接；第二线缆500穿设于第二套筒300，并延伸至偶极子振子管200内，与磁环210的另一端相连接。
40.具体地，第一套筒100、偶极子振子管200和第二套筒300的材料为铝材；磁环210为羟基铁粉制成；第一线缆400为柔性电缆，在本实施例中第一先线缆400选用阻值为50ω的086电缆线；第二线缆500为漆包铜线；
41.在本实施例中，通过采用偶极子振动管200两端连接第一套筒100和第二套筒300，形成鞭状套筒天线，此种鞭状结构能够有效适应各种安装场景，提升本天线的安装适应性；第一线缆400穿设于第一套筒100，并延伸至偶极子振子管200内，与偶极子振子管200内的磁环210的一端相连接；第二线缆500穿设于第二套筒300，并延伸至所述偶极子振子管200内，与磁环210的另一端相连接，能够使本天线结构更加紧凑，体积更小；总重量减小，携带更加方便。另外本实施例采用偶极子振动管200能使天线以水平360度信号覆盖，即使天线任意放置也能获得较好的信号，同时天线在位置改变的情况下依然有良好的信号表现。
42.可选地，在本实施例中，第一套筒100和第二套筒300的长度及直径相同。通过长度和直径相同的第一套筒100和第二套筒300对称设置于偶极子振子管200的两端，能够提升方向图的对称性。
43.可选地，第一套筒100、偶极子振子管200及第二套筒300三者的长度之和等于宽带鞭状套筒天线发射的电磁波的波长，能够使天线的增益效果稳定。
44.在本实施例中，对于超短波天线相对带宽为145％，其中低频段108mhz对应波长是
高频段678mhz对应波长的6.3倍，传统的单极子天线或者偶极子天线均无法满足带宽要求。以偶极子天线为例，当天线的电长度是对应工作频率的2*n(n＝1，2，3)个波长时，方向图会产生明显的裂瓣，在法向上形成波束零点，此时法向上的增益会突然下降很多，具体请参阅附图2和附图3。
45.为了解决天线方向图出现大量的波束零点的问题，本实施例采用第一套筒100和第二套筒300并复合连接偶极子振子管200的结构能有效拓宽天线的带宽并减少了天线方向图出现波束零点的情况。对于在频段中出现的剩余零点，可以通过天线不对称的形式(具体为：天线上下外形不对称以及天线馈电不对称)，使天线的波束略微向上倾斜，将出现的波束零点偏移至水平方向上方，保证了天线水平方向的增益及覆盖。
46.进一步地，在本实施例中，宽带鞭状套筒天线还包括第一固定套600和第二固定套700，偶极子振子管200一端通过第一固定套600与第一套筒100相连接；偶极子振子管200的另一端通过第二固定套700与第二套筒300相连接。第一固定套600和第二固定套700用于将第一套筒100、偶极子振子管200和第二固定套700三者固定。
47.具体地，第一固定套600和第二固定套700为聚四氟乙烯材料。
48.可选地，第一固定套600和第二固定套700的端部均设有阶梯部，阶梯部能分别插接于偶极子振子管200的两端。具体地，阶梯部的外径小于第一固定套600和第二固定套700的外径，与第一固定套600和第二固定套700的外壁形成阶梯，并通过阶梯部与偶极子振子管200两端插接，插接连接形式装配简单且方便。
49.可选地，偶极子振子管200内部设有固定夹220，固定夹220设于磁环210靠近第二套筒300的一侧，固定夹220螺接于偶极子振子管200，固定夹220用以固定第二线缆500。具体的固定夹220通过m3*10的沉头螺丝固定在偶极子振子管200上。
50.可选地，偶极子振子管200内部设有固定块230，固定块230设于磁环210靠近第一套筒100的一侧，固定块230螺接于偶极子振子管200，固定块230用以固定第一线缆400。
51.可选地，第一线缆400与第二线缆500与磁环210上的铜线焊接连接。具体通过锡焊焊接固定。
52.可选地，磁环210采用铜线1：2的绕线方式，具体将两根铜线绕磁环210两圈后将其中两根拉直，另外两根缠绕在。通过在磁环210绕铜线相当于变压器作用，通过公式p＝u2/r，能够使输出阻抗升至4倍。
53.可选地，第一套筒100内设有第一挡块110，第二套筒300内设有第二挡块310，第一线缆400焊接在第一挡块110上以使第一线缆400固定于第一套筒100内；第二线缆500焊接于第二挡块310上以使第二线缆500固定于第二套筒300内，具体地，第一挡块110和第二挡块310通过铆钉分别固定在第一套筒100和第二套筒300内。
54.作为优选，第一挡块110和第二挡块310的材料为金属铜，方便分别与第一线缆400和第二线缆500的焊接。
55.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。