一种柔性可折叠可调控的液体螺旋天线制造技术

本实用新型专利技术提供一种柔性可折叠可调控的液体螺旋天线，包括呈螺旋结构设置的液体天线以及馈电端；所述液体天线包括空心的软管以及注入所述软管内部的导电液体；所述馈电端包括微带基板以及设置在所述微带基板上的同轴接头；所述同轴接头内设有与所述液体天线中的导电液体连通的探针。应用本实用新型专利技术的柔性可折叠可调控的液体螺旋天线，效果是：结构精简；液体天线呈螺旋结构设置，可实现水平全向、轴向以及斜上方圆周方向的辐射，满足现实生活中全方位辐射的需求，且辐射性能好；能够实现手动性能调控；液体天线采用空心的软管和导电液体的组合，柔性好，重量轻，可折叠，便于安装和收纳。

A flexible, collapsible, adjustable liquid spiral antenna

The utility model provides a flexible folding liquid spiral antenna can be controlled, including liquid antenna and feeder terminal helix set; the liquid antenna comprises a hollow hose and injected into the conductive liquid inside the hose; the feed end comprises a substrate and a coaxial microstrip joint is arranged on the microstrip substrate the coaxial connector; a probe connected with the conductive liquid the liquid in the antenna. The utility model has the advantages of flexible folding adjustable liquid spiral antenna is simple structure; liquid antenna spiral structure, radiation can be realized, and the top level of Omni axial circumferential direction, to meet the needs of the full range of radiation in real life, and good radiation performance; performance liquid can realize manual control; the antenna combination, a hollow hose and a conductive liquid with good flexibility, light weight, can be folded, which is convenient for installation and storage.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性可折叠可调控的液体螺旋天线
本技术涉及通讯
，具体涉及一种柔性可折叠可调控的液体螺旋天线。
技术介绍
现有技术中，常见的无线系统包括雷达、通信、导航等，其天线通常是金属材质，或金属与固体介质的混合结构。现有的液体天线主要包括两类：第一种、液态金属天线，这种天线的性能提升和技术成熟度高度依赖于液态金属材料的研究和开发，其设计方法与常规金属天线接近。当前，室温液态金属种类和数量有限，仍处于基础研究阶段。第二种、非金属液体天线，此种天线主要应用海水、盐水、纯净水或其他有机、无机液体作为辐射体，设计实现天线结构。经过对国内外已发表的非金属液体天线的文献查阅，目前得到研究的，主要包括：(1)用抽水机、水泵抽取海水，喷射出去，形成抛物线、半圆形弧状或直立单臂鞭状振子天线，主要用于海洋环境下舰船临时无线通信；(2)以液体来代替传统金属天线的一部分结构，实现液体和固体的混合，如液体微带贴片天线，基板是固体介质，将其贴片部分更换为装在塑料盒里的液体；或者，实现液体加载，对原金属天线，加上一部分液体结构，改善某方面的性能；(3)常规形式的静态液体天线。主要包括：液体介质谐振天线、液体单极子天线等。现有技术中存在的天线主要有以下不足之处：(1)金属天线的不足之处主要有：电气性能通常不可重构，用户使用期间不能或无法调整，重量较大，价格较高；(2)使用水泵的海水天线体积大，能耗大；(3)布料织物天线的不足，主要是因为其导电性弱，导致辐射能力弱，辐射增益低，效率低，能量损失较大；(4)变形振子天线和磁环天线，以及钮扣天线和皮带扣天线，有个共同特点是物理尺寸小，电尺寸受限，辐射方向性较弱，辐射和接收无线电能量不够集中。综上所述，急需一种结构精简、携带方便、辐射角度广泛以及性能好的液体天线以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种结构精简、携带方便、辐射角度范围大以及性能好的柔性可折叠可调控的液体螺旋天线，具体技术方案如下：一种柔性可折叠可调控的液体螺旋天线，包括呈螺旋结构设置的液体天线以及与液体天线连接的馈电端；所述液体天线包括空心的软管以及注入所述软管内部的导电液体；所述馈电端包括微带基板以及设置在所述微带基板上的同轴接头；所述同轴接头内设有与所述液体天线中的导电液体连通的探针；所述液体天线的一端与同轴接头连接，其另一端设有用于密封导电液体的密封件。以上技术方案中优选的，还包括空心的支撑圆管，所述支撑圆管的一端固定在所述微带基板上，所述液体天线呈螺旋上升状缠绕在所述支撑圆管的外壁上。以上技术方案中优选的，所述支撑圆管的中心轴线垂直于所述微带基板的上表面设置，且所述微带基板的上表面的中心点位于所述支撑圆管的中心轴线上；所述同轴接头贯穿所述微带基板设置，且其紧贴所述支撑圆管的外壁设置。以上技术方案中优选的，所述支撑圆管的内径、外径和长度分别为8mm、10mm和185mm；所述支撑圆管的材质为硬质塑料。以上技术方案中优选的，所述微带基板的材料为RogersRT5880,其长、宽和高分别为100mm、70mm和1.2mm，其介电常数为2.2。以上技术方案中优选的，所述液体天线包括由下至上依次串联的竖直段和螺旋段，所述竖直段的下端与所述同轴接头连接，所述竖直段的上端与所述螺旋段的下端连接；所述竖直段的高度为17mm；所述螺旋段中：螺旋圈数为8，螺距为21mm。以上技术方案中优选的，所述竖直段和螺旋段的直径均为25mm。以上技术方案中优选的，所述密封件包括夹子或者封口塞。应用本技术的技术方案，具有以下有益效果：(1)本技术的柔性可折叠可调控的液体螺旋天线包括呈螺旋结构设置的液体天线以及馈电端；所述液体天线包括空心的软管以及注入所述软管内部的导电液体；所述馈电端包括微带基板以及设置在所述微带基板上的同轴接头；所述同轴接头内设有与所述液体天线中的导电液体连通的探针。本技术的柔性可折叠可调控的液体螺旋天线结构精简；液体天线呈螺旋结构设置，可实现水平全向、轴向以及斜上方圆周方向的辐射，满足现实生活中全方位辐射的需求，且辐射性能好；液体天线采用空心的软管和导电液体的组合，柔性好，可折叠，便于安装和收纳；所选用微带基板可以采用以下结构：仅底面导电，与支撑管和导电液体所在软管接触的上表面是介质绝缘材料。(2)本技术中还包括空心的支撑圆管，所述支撑圆管的一端固定在所述微带基板上，所述液体天线呈螺旋状缠绕在所述支撑圆管的外壁上。支持圆管用于支撑液体天线，便于安装和使用。微带基板、支撑圆管以及同轴接头的位置关系设置，首先能够使得馈电点位于螺旋垂直投影圆面的边缘，获得等直径结构；其次可以保证牢固的馈电接头安装；再次能够为液体辐射结构提供良好的金属反射平面，提高天线的前向辐射能力。(3)本技术中支撑圆管的内径、外径和长度分别为8mm、10mm和185mm；所述支撑圆管的材质为硬质塑料，材料容易获得，便于制作。(4)本技术中微带基板的材料为RogersRT5880，其长、宽和高分别为100mm、70mm和1.2mm，其介电常数为2.2，满足本技术液体天线阻抗匹配方面的需求，提高天线的总体辐射效率。(5)本技术中所述液体天线包括由下至上依次串联的竖直段以及螺旋段，上端螺旋可起到电磁波引导作用，依次增强天线的前向辐射能力。竖直段和螺旋段的尺寸规格设计，与天线的工作波长直接相关。特别是螺旋直径与波长的比值，决定着天线辐射方向性，最终影响电磁波在空间的分布。而天线的螺距影响相邻螺旋之间的电磁耦合，对辐射方向性亦有一定的影响。(6)本技术中液体天线的上部通过包含夹子或封口塞的密封件进行密封，部件容易获得，确保液体天线正常使用。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术优选实施例1的柔性可折叠可调控的液体螺旋天线的结构示意图；图2为图1中液体天线的断面图；图3为实施例1中柔性可折叠可调控的液体螺旋天线的螺旋直径和辐射方向性的关系图；图4为实施例1中水平全向液体螺旋天线的极坐标二维方向图；图5为实施例1中轴向辐射液体螺旋天线的极坐标二维方向图；图6为实施例1中斜上方辐射液体螺旋天线的极坐标二维方向图；图7为激励和馈电探针长度对液体螺旋天线的阻抗匹配特性的影响示意图；图8为微带介质基板厚度对液体螺旋天线的阻抗匹配特性的影响示意图；图9为馈电段液体半径对液体螺旋天线的阻抗匹配的影响示意图；图10为实测的液体螺旋天线反射系数与仿真计算结果的比对图；图11为在微波暗室进行液体螺旋天线方向图测试示意图之一；图12为在微波暗室进行液体螺旋天线方向图测试示意图之二；其中，1、液体天线，1.1、软管，1.2、导电液体；2、馈电端，2.1、微带基板，2.2、同轴接头，2.3、探针；3、支撑圆管；A、竖直段，B、螺旋段。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1：参见图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性可折叠可调控的液体螺旋天线，其特征在于，包括呈螺旋结构设置的液体天线(1)以及与所述液体天线(1)连接的馈电端(2)；所述液体天线(1)包括空心的软管(1.1)以及注入所述软管(1.1)内部的导电液体(1.2)；所述馈电端(2)包括微带基板(2.1)以及设置在所述微带基板(2.1)上的同轴接头(2.2)；所述同轴接头(2.2)内设有与所述液体天线(1)中的导电液体(1.2)连通的探针(2.3)；所述液体天线(1)的一端与所述同轴接头(2.2)连接，其另一端设有用于密封所述导电液体(1.2)的密封件。

【技术特征摘要】
1.一种柔性可折叠可调控的液体螺旋天线，其特征在于，包括呈螺旋结构设置的液体天线(1)以及与所述液体天线(1)连接的馈电端(2)；所述液体天线(1)包括空心的软管(1.1)以及注入所述软管(1.1)内部的导电液体(1.2)；所述馈电端(2)包括微带基板(2.1)以及设置在所述微带基板(2.1)上的同轴接头(2.2)；所述同轴接头(2.2)内设有与所述液体天线(1)中的导电液体(1.2)连通的探针(2.3)；所述液体天线(1)的一端与所述同轴接头(2.2)连接，其另一端设有用于密封所述导电液体(1.2)的密封件。2.根据权利要求1所述的柔性可折叠可调控的液体螺旋天线，其特征在于，还包括支撑圆管(3)，所述支撑圆管(3)的一端固定在所述微带基板(2.1)上，所述液体天线(1)呈螺旋上升状缠绕在所述支撑圆管(3)的外壁上。3.根据权利要求2所述的柔性可折叠可调控的液体螺旋天线，其特征在于，所述支撑圆管(3)的中心轴线垂直于所述微带基板(2.1)的上表面设置，且所述微带基板(2.1)的上表面的中心点位于所述支撑圆管(3)的中心轴线上；所述同轴接头(2.2)贯穿所述微...

【专利技术属性】
技术研发人员：李高升，周东明，刘培国，卢中昊，杨成，覃宇建，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43