CN212676467U - 一种天线用传输馈电管及宽频带全向天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种天线用传输馈电管及宽频带全向天线。一种天线用传输馈电管，其包括金属圆管和同轴芯线，所述同轴芯线固定在所述金属圆管内，且与所述金属圆管同轴心设置。本实用新型的天线用传输馈电管采用合适尺寸的金属圆管配与合适尺寸的同轴芯线形成高阻抗的传输馈电机构来满足天线所需求的带宽并同时考虑到天线承受大功率容量的问题，采用高阻抗天线匹配技术能满足覆盖到10%的电性能和辐射性能带宽，并可满足500W大功率容量测试使用。

Description

一种天线用传输馈电管及宽频带全向天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线用传输馈电管及宽频带全向天线。

背景技术

目前，广泛应用于VHF/UHF频段通信系统的全向天线，常用的天线底部采用50欧姆同轴电缆结构直接与天线部分相连接匹配设计传输电流，或类似于50欧姆的空气同轴线结构直接与天线部分连接匹配设计传输电流，天线辐射体部分则通常采用底馈倒相器结构，或串馈或中馈结构天线，底部50欧姆电缆加λg/4扼流管通过电缆芯线耦合馈电，或有的是通过电缆芯线直接连接馈电，而通常50欧姆电缆加工使用的中间绝缘材质有聚乙烯材质的，和聚四氟乙烯材质的或聚乙烯发泡材质的，等等，如果用户提出低成本天线时，其常规天线通常会选择使用聚乙烯材质的电缆或聚乙烯发泡材质的电缆进行天线连接匹配设计，由于聚四氟乙烯材质的在设计大功率天线时成本相对较高，这时，直接用传统聚乙烯材质的电缆或聚乙烯发泡材质的50欧姆电缆匹配设计传输的方式往往是难于得到想要的天线阻抗带宽和承受大功率容量，内部材质采用聚乙烯材质或聚乙烯发泡材质的50欧姆电缆功率容量小，并存在介质损耗，而影响到天线使用效果和传输带宽，当然并不是说所有50欧姆电缆都不能满足天线功率容量，相对合适尺寸的电缆而言，尺寸过于粗的电缆做天线连接匹配设计时成本相对地要高很多，就算用尺寸较大的电缆设计时也并不能满足天线宽带设计的要求，这是缺陷之处，在常规天线中，使用相对合适规格横截面尺寸的50欧姆电缆连接匹配设计时的天线阻抗带宽只有不到覆盖5%以内的带宽，而且电缆的横截面尺寸减小时致使功率容量就会偏小从而不能满足使用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种天线用传输馈电管及宽频带全向天线。本实用新型的天线用传输馈电管采用合适尺寸的金属圆管配与合适尺寸的同轴芯线形成高阻抗的传输馈电机构来满足天线所需求的带宽并同时考虑到天线承受大功率容量的问题，采用高阻抗天线匹配技术能满足覆盖到10%的电性能和辐射性能带宽，并同时可满足500W大功率容量测试使用。

为达到上述目的，本实用新型采用了如下所述的技术方案：

一种天线用传输馈电管，其包括金属圆管和同轴芯线，所述同轴芯线固定在所述金属圆管内，且与所述金属圆管同轴设置；所述传输馈电管以空气介质为媒介传输。

作为本实用新型提供的所述天线用传输馈电管的一种优选实施方式，所述同轴芯线通过绝缘固定片同轴固定在所述金属圆管内。

作为本实用新型提供的所述天线用传输馈电管的一种优选实施方式，所述金属圆管材质优选为铜管。

作为本实用新型提供的所述天线用传输馈电管的一种优选实施方式，所述金属圆管的开放端外表面设置有λg/4扼流管。

作为本实用新型提供的所述天线用传输馈电管的一种优选实施方式，还包括扼流座和绝缘子，所述λg/4扼流管套接在所述金属圆管的外表面，所述λg/4扼流管前端通过扼流座固定连接在所述金属圆管的开放端，末端通过所述绝缘子封装，其中，所述λg/4扼流管内部为空气介质。

一种宽频带全向天线，其包括任一上述的传输馈电管。

作为本实用新型提供的所述的宽频带全向天线的一种优选实施方式，还包括下振子管、至少一倒相器和至少一上振子管，所述下振子管两端分别电性连接所述同轴芯线和倒相器，所述倒相器和上振子管依次交替连接设置。

作为本实用新型提供的所述的宽频带全向天线的一种优选实施方式，还包括用于支撑所述倒相器的支撑板。

作为本实用新型提供的所述的宽频带全向天线的一种优选实施方式，所述倒相器内部为空气介质。

作为本实用新型提供的所述宽频带全向天线的一种优选实施方式，所述下振子管为λg/4金属圆管。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的天线用传输馈电管采用优选尺寸的金属圆管配与优选尺寸的同轴芯线形成高阻抗的传输馈电机构来满足天线所需求的带宽并同时考虑到天线承受大功率容量的问题，采用高阻抗天线匹配技术能满足覆盖到10%的电性能和辐射性能带宽，并可满足500W大功率容量测试使用。

附图说明

图1为本实用新型一种天线用传输馈电管的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为图1中B处的局部放大示意图；

图4为本实用新型一种宽频带全向天线的结构示意图；

图5为图4中C处的局部放大示意图；

图6为图4中D处的局部放大示意图；

图7为图4中E处的局部放大示意图；

图8为图4中F处的局部放大示意图。

图中，

100-传输馈电管、110-套管、120-金属圆管、130-同轴芯线、140-绝缘固定片、150-λg/4扼流管、160-扼流座、170-绝缘子、180-连接套、190-连接柱、200-玻璃钢外罩、300-下振子管、400-倒相器、500-上振子管、600-轴套、210-支撑胶、700-天线底盖、710-连接座、800-接口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将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一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

请参考图1-3，本实施例提供了一种天线用传输馈电管100，其包括套管110及设置在所述套管110内的金属圆管120和同轴芯线130，所述同轴芯线130固定在所述金属圆管120内，且与所述金属圆管120同轴心设置；所述传输馈电管100以空气介质为媒介传输。进一步地，所述同轴芯线130通过绝缘固定片140同轴固定在所述金属圆管120内，所述同轴芯线130长度按λg/4的奇数倍进行选择。

在某些实施例中，所述金属圆管120的开放端外表面设置有λg/4扼流管150、扼流座160和绝缘子170，所述λg/4扼流管150套接在所述金属圆管120的外表面，所述λg/4扼流管150前端通过扼流座160固定连接在所述金属圆管120的开放端，末端通过所述绝缘子170封装，其中，所述λg/4扼流管150内部为空气介质。

通过上述结构设计，天线用传输馈电管100采用优选尺寸的金属圆管120配与优选尺寸的同轴芯线130形成高阻抗的传输馈电机构来满足天线所需求的带宽并同时考虑到天线承受大功率容量的问题，采用高阻抗天线匹配技术能满足覆盖到10%的电性能和辐射性能带宽，并可满足500W大功率容量测试使用。

请参考图1-8，本实施例还提供了一种宽频带全向天线，其包括上述的传输馈电管100及与所述传输馈电管100的套管110套接的玻璃钢外罩200。进一步地，所述宽频带全向天线还包括设于所述玻璃钢外罩200内的依次电性连接的下振子管300、倒相器400和上振子管500，靠近所述同轴芯线130的所述下振子管300电性连接所述同轴芯线130。所述同轴芯线130与下振子管300的连接，及下振子管300、倒相器400和上振子管500它们之间的连接，均优选通过轴套600进行稳定连接。其中，所述下振子管300和上振子管500通过支撑胶210固定于所述玻璃钢外罩200内，所述倒相器400通过支撑板220支撑固定于所述玻璃钢外罩200内，用于防止所述倒相器400变形。更优选地，所述倒相器400内部为空气介质。

进一步地，所述下振子管300为λg/4金属圆管。

进一步地，所述倒相器400和上振子管500优选但不限于一个，可以多个，如具体地，一所述倒相器400和一上振子管500连接为一组，则多组依次连接于所述下振子管300，如下振子管300→倒相器400→上振子管500→倒相器400→上振子管500→倒相器400→上振子管500……。

进一步地，如图8所示，所述宽频带全向天线还包括天线底盖700和标准50Ω接口800。所述天线底盖700连接在所述传输馈电管100的另一端，所述天线底盖700上设置有连接座710，用于装配所述接口800和同轴芯线130，便于所述接口800与所述同轴芯线130电性连接。

进一步地，如图6所示，所述同轴芯线130与下振子管300的连接处还设置有连接套180，其一端套接在所述下振子管300，另一端经连接柱190套入所述扼流座160以连接于所述金属圆管120。

本实施例提供的宽频带全向天线主要应用于专网应急通信技术领域。高阻抗匹配传输管馈电结构是以空气介质为媒介传输；所述同轴芯线130通过绝缘固定片140穿进金属圆管120里面同轴中心位置与金属圆管120形成高阻抗同轴线，所述的高阻抗匹配传输馈电管100的一端与标准50Ω接口800相连接，另一端开放端端口的外表面设置λg/4扼流管150，所述λg/4扼流管150内部为空气介质，所述λg/4扼流管150终端以（聚四氟乙烯材料）的绝缘子170作绝缘支撑隔离切断主传输馈电管100上的表面电流以起到扼流作用同时也与下振子管300形成一对半波振子参与电磁波辐射作用。

其中，电流在天线上传输时，通过天线底部的标准50Ω接口800，经馈电传输管内部同轴芯线130传输到约λg/4的下振子管300，电流经下振子管300通过倒相器400线圈电流相位相反后，迫使电流附加上了180度相位，从而使得上振子管500的电流与下振子管300为同相而实现该天线的横向辐射特性。天线辐射其工作原理出自于常规的佛兰克林倒相器400天线结构。上振子管500通常按约0.5λg计算取得；其中，天线具有横向辐射特性，在天线单元的纵向组阵结构中，横向上的天线增益取决于振子单元数量和倒相器400一起组合的数量，不同数量的上振子管500与倒相器400组合迭加可以实现5～10dBi的增益。

传统50Ω同轴电缆馈电的倒相器400天线使用在VHF/UHF频段时其频率带宽也较窄，只有不到5％的阻抗带宽和天线方向图带宽，而本实用新型结构创新了在常规的频率阻抗带宽的同时也通过利用空气介质这种传输特性来增大了天线的大功率承受容量，可实现满足在VHF/UHF频段时其频率带宽可达到10％的阻抗带宽，同时，传统50Ω同轴电缆馈电的倒相器400天线在实际使用过程中，天线功率只能满足到最大不超过100W，而本实用新型结构创新的天线功率则可承受500W大功率容量，这一创新的同时也节省了天线在生产过程中的装配时间。

本实用新型所选用的λg/4扼流管150的扼流座160所选用铝合金管材的创新做法同时也节省天线成本，本天线能实现频率带宽同时实现电性能指标和辐射性能指标及满足大功率容量，本实用新型大功率宽频带全向天线适用于专网应急通信系统和消防应急通信系统及森林防火应急通信。同时本实用新型采用常用的铜金属管作为金属圆管120和常规的玻璃钢外罩200，机器加工成型的倒相器400线圈，电性能和辐射性能一致性好，加工工艺简单，有利于批量加工生产。

本实用新型实施例全向天线的主要技术指标如下：

1.频率范围：131～146 MHz；

2.频率带宽：15MHz；

3.增益：5dBi；

4.水平面波瓣宽度：360°；

5.垂直面波瓣宽度：35；

6.电压驻波比：≤1.5；

7.功率：500W；

8.极化方式：垂直极化。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线用传输馈电管，其特征在于，其包括金属圆管和同轴芯线，所述同轴芯线固定在所述金属圆管内，且与所述金属圆管同轴设置；所述传输馈电管以空气介质为媒介传输。

2.根据权利要求1所述的天线用传输馈电管，其特征在于，所述同轴芯线通过绝缘固定片同轴固定在所述金属圆管内。

3.根据权利要求2所述的天线用传输馈电管，其特征在于，所述金属圆管材质为铜管。

4.根据权利要求1所述的天线用传输馈电管，其特征在于，所述金属圆管的开放端外表面设置有λg/4扼流管。

5.根据权利要求4所述的天线用传输馈电管，其特征在于，还包括扼流座和绝缘子，所述λg/4扼流管前端通过所述扼流座固定连接在所述金属圆管的开放端，末端通过所述绝缘子封装，其中，所述λg/4扼流管内部为空气介质。

6.一种宽频带全向天线，其特征在于，其包括如权利要求1至5任一的传输馈电管。

7.根据权利要求6所述的宽频带全向天线，其特征在于，还包括下振子管、至少一倒相器和至少一上振子管，所述下振子管两端分别电性连接所述同轴芯线和倒相器，所述倒相器和上振子管依次交替连接设置。

8.根据权利要求7所述的宽频带全向天线，其特征在于，还包括用于支撑所述倒相器的支撑板。

9.根据权利要求7或8所述的宽频带全向天线，其特征在于，所述倒相器内部为空气介质。

10.根据权利要求7所述的宽频带全向天线，其特征在于，所述下振子管为λg/4金属圆管。

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