一种多频段共口径复合的小型化云塔天线制造技术

本发明专利技术涉及一种多频段共口径复合的小型化云塔天线，包括若干天线单元，天线单元呈塔式层叠，天线单元包括依次安装在一起的辐射体、馈电结构和移相功分器，其辐射体采用多臂结构，辐射体上设有辐射单元，辐射单元长臂端接馈电口，短臂端为短路端，馈电结构内置移相功分器，其采用中心开孔结构，各频段的天线分别有一根独立的馈线，该馈线依次穿过下方的所有辐射体、移相功分器，最终多个频段的馈线经过天线底部的多路射频同轴连接器输出。本发明专利技术可应用的领域包含所有使用多频段、小型化、圆极化天线的设备，也可在立体阵列天线、立体抗干扰技术领域广泛应用。同时也开辟了新型立体阵列天线工程实现的途径，由此可开发出一系列新型的阵列天线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通讯
，具体涉及一种多频段共口径复合的小型化云塔天线。
技术介绍
随着通讯技术的不断进步，终端设备均向多功能集成方向发展，例如：某终端集成北斗一代导航、二代导航、GPS导航、海事卫星通信、超短波数据通信等功能；但是目前制约终端设备发展的主要因素之一就是天线小型化问题，上述天线在使用中均需要上半空间半球均匀覆盖或水平全向覆盖。传统方案是各天线独立设计，导航频段采用多层微带天线结构，海事卫星天线用四臂螺旋结构，超短波天线采用加载线天线结构，之后将各天线布局在终端顶端。这种方案带来的问题是终端设备尺寸较大，厚度很厚(可达40mm左右)，给设备的便携使用带来很大的困难；另一方面，天线独立布局时由于相互之间的信号反射，使各天线均会有信号盲区，无法实现上半空间全向均匀覆盖。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种多频段、共口径、小型化、可半球均匀覆盖的天线，定义其为“云塔天线”，它具有小型化、多频段、多极化、高效率的特点。为实现上述目的，本专利技术公开了如下技术方案：一种多频段共口径复合的小型化云塔天线，包括若干天线单元，天线单元从1到n依次呈塔式层叠，n为不小于1的任意常数，天线单元包括依次安装在一起的辐射体、馈电结构、移相功分器和低噪声放大器，其辐射体采用多臂结构，辐射体的材质为非导电介质材料制成，辐射体上设有辐射单元，辐射单元为含有“h”形或者形的任意曲线形状的金属导体，h形的长臂端接馈电口，短臂端为短路端，馈电结构内置移相功分器，该移相功分器的输出端口的相位差依次为90°，其采用中心开孔结构，各频段的天线分别有一根独立的馈线，该馈线依次穿过下方的所有辐射体、移相功分器和低噪声放大器，最终多个频段的馈线经过天线底部的多路射频同轴连接器输出。进一步的，同一层的辐射单元为一个频率的4臂结构或者多个频率的4*n臂结构。进一步的，所述辐射体为多边形或者圆形；所述辐射体为实心开孔或者空心开孔，开孔为圆形或者多边形。进一步的，所述开孔为一个开孔或者规则排列的多个开孔。进一步的，所述辐射单元的金属导体为一条或者分叉的多条曲线。进一步的，所述辐射单元直接制作在辐射体表面或者加工好后绕制在辐射体表面。进一步的，所述辐射单元在辐射体表面或者辐射体内部。进一步的，所述移相功分器直接焊接在辐射体上或者通过转接电
路板与辐射体连接在一起。进一步的，所述移相功分器总端口连接低噪声放大器或者功率放大器，或者直接经馈线输出；移相功分器为集成芯片结构，或者多层微带电路结构。进一步的，所述移相功分器外形为多边形结构或者圆形结构，移相功分器中心开孔为圆形孔或者多边形孔，开孔为一个孔或者多个孔。本专利技术公开的一种多频段共口径复合的小型化云塔天线，具有以下有益效果：该结构理论上可以实现无限多圆极化天线和有限多线极化天线的共口径、小型化设计，导航圆极化天线的尺寸可以做到10mm×10mm×15mm，甚至更小，同时可实现各频段上半空间的半球均匀覆盖。本专利技术可应用的领域包含所有使用多频段、小型化、圆极化天线的设备，也可在立体阵列天线、立体抗干扰
广泛应用。同时也开辟了新型立体阵列天线工程实现的途径，由此可开发出一系列新型的阵列天线。附图说明图1是本专利技术的结构示意图，图2是中心支架结构示意图，图3是内部馈线结构示意图，图4a是辐射体截面图(1)，图4b是辐射体截面图(2)，图4c是辐射体截面图(3)，图4d是对应图4a的辐射体侧视图，图4e是对应图4b的辐射体侧视图，图4f是对应图4c的辐射体侧视图，图5a是多臂辐射单元结构示意图(1)，图5b是多臂辐射单元结构示意图(2)，图5c是多臂辐射单元结构示意图(3)，图6a是辐射体开孔图(1)，图6b是辐射体开孔图(2)，图6c是辐射体开孔图(3)，图6d是辐射体开孔图(4)，图6e是辐射体开孔图(5)，图6f是辐射体开孔图(6)，图6g是辐射体开孔图(7)，图6h是辐射体开孔图(8)，图7a是辐射单元的结构图(1)，图7b是辐射单元的结构图(2)，图8a是移相功分器与辐射体之间的安装示意图(1)，图8b是移相功分器与辐射体之间的安装示意图(2)，图9a是无低噪声放大器天线结构图，图9b是有低噪声放大器天线结构图，图10a是移相功分器外形结构图(1)，图10b是移相功分器外形结构图(2)，图10c是移相功分器外形结构图(3)，图11a是移相功分器开孔图(1)，图11b是移相功分器开孔图(2)，图11c是移相功分器开孔图(3)，图11d是移相功分器开孔图(4)，图11e是移相功分器开孔图(5)，图11f是移相功分器开孔图(6)，图11g是移相功分器开孔图(7)，图11h是移相功分器开孔图(8)，图11i是移相功分器开孔图(9)，图12是1268MHz天线结构图，图13是1268MHz增益方向图，图14是1561MHz天线结构图，图15是1561MHz增益方向图，图16是1616MHz天线结构图，图17是1616MHz增益方向图，图18是2000MHz天线结构图，图19是2000MHz增益方向图，图20是2492MHz天线结构图，图21是2492MHz增益方向图，附图标记说明：1.中心支架，2.辐射体，3.辐射单元，4.馈电结构，5.移相功分器，6.低噪声放大器，7.多路射频同轴连接器。具体实施方式下面结合实施例并参照附图对本专利技术作进一步描述。请参见图1-图3。一种多频段共口径复合的小型化云塔天线，包括若干天线单元，天线单元从1到n依次呈塔式层叠，天线的工作频率F0到Fn为任意频率，n为不小于1的任意常数，天线单元包括依次安装在一起的辐射体、馈电结构和移相功分器，其辐射体采用多臂结构，辐射体的材质为非导电介质材料制成，辐射体上设有辐射单元，辐射单元为含有“h”形或者形的任意曲线形状的金属导体，h形的长臂端接馈电口，短臂端为短路端，馈电结构内置移相功分器，该移相功分器的输出端口的相位差依次为90°，其采用中心开孔结构，各频段的天线分别有一根独立的馈线，该馈线依次穿过下方的所有辐射体、移相功分器，最终多个频段的馈线经过天线底部的多路射频同轴连接器输出。见图5a、5b、5c，作为具体实施例，同一层的辐射单元为一个频率的4臂结构或者多个频率的4*n臂结构。见图4a、4b、4c，作为具体实施例，所述辐射体为多边形或者圆形；见图6a-6h，所述辐射体为实心开孔或者空心开孔，开孔为圆
形或者多边形，所述开孔为一个开孔或者规则排列的多个开孔。见图7a、7b，作为具体实施例，所述辐射单元的金属导体为一条或者分叉的多条曲线。作为具体实施例，所述辐射单元直接制作在辐射体表面或者加工好后绕制在辐射体表面。作为具体实施例，所述辐射单元在辐射体表面或者辐射体内部。见图8a、8b，作为具体实施例，所述移相功分器直接焊接在辐射体上或者通过转接电路板与辐射体连接在一起。见图9a、9b，作为具体实施例，所述移相功分器总端口连接低噪声放大器或者功率放大器，或者直接经馈线输出；移相功分器为集成芯片结构，或者多层微带电路结构。见图10a-10c，作为具体实施例，所述移相功分器外形为多边形结构或者圆形结构，见图11a-11f，移相功分器中心开孔为圆形孔或者多边形孔，见图11g-11i，开孔为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频段共口径复合的小型化云塔天线，其特征在于，包括若干天线单元，天线单元从1到n依次呈塔式层叠，n为不小于1的任意常数，天线单元包括依次安装在一起的辐射体、馈电结构和移相功分器，其辐射体采用多臂结构，辐射体的材质为非导电介质材料制成，辐射体上设有辐射单元，辐射单元为含有“h”形或者形的任意曲线形状的金属导体，h形的长臂端接馈电口，短臂端为短路端，馈电结构内置移相功分器，该移相功分器的输出端口的相位差依次为90°，其采用中心开孔结构，各频段的天线分别有一根独立的馈线，该馈线依次穿过下方的所有辐射体、移相功分器，最终多个频段的馈线经过天线底部的多路射频同轴连接器输出。

【技术特征摘要】
1.一种多频段共口径复合的小型化云塔天线，其特征在于，包括若干天线单元，天线单元从1到n依次呈塔式层叠，n为不小于1的任意常数，天线单元包括依次安装在一起的辐射体、馈电结构和移相功分器，其辐射体采用多臂结构，辐射体的材质为非导电介质材料制成，辐射体上设有辐射单元，辐射单元为含有“h”形或者形的任意曲线形状的金属导体，h形的长臂端接馈电口，短臂端为短路端，馈电结构内置移相功分器，该移相功分器的输出端口的相位差依次为90°，其采用中心开孔结构，各频段的天线分别有一根独立的馈线，该馈线依次穿过下方的所有辐射体、移相功分器，最终多个频段的馈线经过天线底部的多路射频同轴连接器输出。2.根据权利要求1所述的一种多频段共口径复合的小型化云塔天线，其特征在于，同一层的辐射单元为一个频率的4臂结构或者多个频率的4*n臂结构。3.根据权利要求1所述的一种多频段共口径复合的小型化云塔天线，其特征在于，所述辐射体为多边形或者圆形；所述辐射体为实心开孔或者空心开孔，开孔为圆形或者多边形。4.根据权利要求3所述的一种多频段共口径复合的小型化云塔天线，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，
申请(专利权)人：王博，
类型：发明
国别省市：陕西;61