一种超宽带天线双馈匹配器制造技术

本发明专利技术提供了一种超宽带天线双馈匹配器，它包括天线馈电系统的上馈匹配器装置和下馈匹配器装置。上馈匹配器装置包括顶部金属盘状基座１，绝缘体２，金属内芯３，下端金属基座４，金属接线座５；下馈匹配器装置包括顶部金属基座６，绝缘体７，金属内芯８，金属连接器９，金属接线座１０，金属套筒１１。本发明专利技术的实质是由于采用了渐变腔式等效延长结构的匹配器装置，同时采用了上下两个馈电结构系统，本发明专利技术应用在短波超短波通信天线上两路馈电，实现超宽带频带内阻抗匹配，使天线效率高、损耗小，能实现大功率工作。

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带天线双馈匹配器
本专利技术属于通信
，它特别涉及超宽带天线匹配器技术。
技术介绍
在现代通信技术中，为了实现保密通信，消除干扰，将广泛应用多频段、多功能电台和宽带跳频电台，跳频速率越来越高，跳频范围也越来越宽。原有的窄带天线已无法满足要求，即使可调谐天线也无法满足快速的跳频速率。另外，在一些场合，狭小的空间内若密布多副天线，相互之间的干扰较为严重，影响通信质量，这也要求研制宽带、超宽带天线，使多个电台共用一副天线来减少天线数量。在这种背景下，天线的宽带化和小型化就成为天线研究中的一个重要课题，而天线的超宽带匹配研究显得尤为重要。特别是工作在短波超短波波段上的天线，由于工作频率低，天线的物理尺寸都比较大，从而研发性能优良的超宽带匹配器，是小型化超宽带短波超短波通信收发共用天线工程实现的关键技术。从国内外工作在短波超短波波段的全向双馈天线的情况来看，与本专利技术技术双馈思路最为接近的，有西安电子科技大学徐良等人1998年在“电波科学学报”报道的“一种新型的舰用短波宽带天线”，其实质是一种宽带双鞭天线。如图1所示。此天线整个工作频带为3-30MHz，分别采用双馈的两个自立式结构天线来获得，但此天线在大宽带内的阻抗匹配首先只要依靠天线的大尺寸，同时在馈电点处应用了匹配网路电路，在天线辐射体上进行了加载，故此天线的效率和功率容量受到很大影响。美国人Law等人编著的“Shipboard Antenna”报道的一种discage天线，如图2所示。此天线垂直极化水平全向辐射，采用双馈点馈电，工作频带较宽，但是一方面尺寸较大，另一方面也采用了匹配网路电路，其效率和功率容量也会受到限制。在天线馈电系统中，要求天线的输入阻抗与传输线的特性阻抗相匹配。当两者相等时实现完全匹配，此时传输线上只有电压电流入射波，没有反射波，通过传输线的功率全部被天线吸收，此种情形为理想状况，驻波系数为1；如不匹配时，将有一部分功率在天线输入端反射回发射机，在传输线上出现驻波，这样一方面会造成能量的损失，而且会影响发射机和传输线的最大传输功率。除少数窄-->带天线和宽带结构天线外，一般要采用阻抗匹配器来实现天线与传输线的匹配。阻抗匹配方法有1/4波长阻抗变换器、支节调配器法和匹配网络电路法等。在现有技术中，如美国专利第6,239,765所公布的在接地端和馈电点用到了一段导电体用做传输线与天线输入阻抗之间的阻抗变换器，通过调节和测试，这种方法可以实现阻抗匹配，但其缺点在于阻抗变换器的尺寸严格的与天线的工作频率有关，这样实现匹配的带宽很有限。在授予黄建勋的中国专利CN 2519426Y“天线阻抗匹配装置”中，公布了一种在天线馈电处设置上下两块金属片形成电容来实现电抗补偿从而实现阻抗匹配的方法。主要是利用设置电容的纯容抗来补偿天线输入阻抗的感抗部分，当天线的输入电抗部分发生变化时，可以通过调节电容的大小来实现阻抗匹配。此匹配装置具有一定灵活性，但实际的操作会带来许多不便，而且只能实现天线的窄带匹配，在超宽带天线中应用显得无力。一副好的宽带天线往往需要一个好的宽带匹配器与之相接，才能在整个工作频带内实现良好匹配，满足工程要求。但传统的宽带匹配网络将造成显著的插入损耗，大大降低天线的效率；同时，当天线用于大功率发射时宽带匹配网络上的功耗将使匹配网络中各元器件温度急剧升高，导致诸如散热等更多的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是旨在克服现有同类型通信天线在超宽带阻抗匹配中的不足，提供一种超宽带天线双馈匹配器，由本专利技术超宽带天线双馈匹配器组成的短波超短波通信天线具有能够实现无宽带匹配网络、较小天线电尺寸条件下短波超短波通信工作任务，工作频带内电压驻波比VSWR＜3；天线效率高，损耗小，能承受较大的发射功率等特点。本专利技术提供的一种超宽带天线双馈匹配器，其技术方案如下：一种超宽带天线双馈匹配器，它包括天线馈电系统的上馈匹配器装置和下馈匹配器装置，上、下匹配器装置通过金属中心支柱9内外螺纹连接从而构成一整体，其特征是上馈匹配器装置包括顶部金属基座13、绝缘体14、金属内芯15、下端金属基座16、金属接线座17，如图3所示；其特征是下馈匹配器装置包括顶部金属基座18、绝缘体19、金属内芯15、金属连接器20、金属接线座17、金属套筒21，如图4所示。上面所述的上馈匹配器装置顶部金属基座13侧壁有用于连接辐射振子的内-->槽22，内槽22的轴向平行于顶部金属基座13的上表面，顶部金属基座13下端中心有连接金属内芯15的内槽23，内槽的轴向平行于顶部金属基座13侧壁，上馈匹配器装置顶部金属基座13的直径为D1，高度为H1，如图5所示；上面所述的上下馈匹配器装置金属内芯15由上部最大直径的圆柱24、中部较大直径的圆柱25、下部最小直径的圆柱26构成，上部最大直径的圆柱24的长度和直径分别为H2和D2，中部较大直径的圆柱25的长度和直径分别为H3和D3，下部最小直径的圆柱26的长度和直径分别为H4和D4，如图6所示；上面所述的上馈匹配器装置下端金属基座16包括上部内径和高度分别为D5和H5的圆筒29和下部内径和高度分别为D6和H6的圆筒30，其中D5大于D6，上部圆筒29的上端为三角形截面28，三角形截面28的下侧壁上有轴向平行于三角形截面28上侧壁边的内槽27，如图7所示；上面述的上下馈匹配器装置金属接线座17包括上端厚度为T1、内径为D7、高度与金属内芯15中部较大直径的圆柱25长度H3相同的金属圆筒31，下端为厚度为T2、内径为D8、高度与金属内芯15中部较小直径的圆柱26长度H4相同的金属圆筒32，金属圆筒31厚度T1大于金属圆筒32厚度T2；金属圆筒31内径D7大于金属圆筒32内径D8，如图8所示；上面述的下馈匹配器装置顶部金属基座18包括上端用于与上馈匹配器装置连接的中心支柱9连接的内槽33，在顶部金属基座18外壁中三角形截面上边有连接辐射振子的内槽34，内槽34的轴向与顶部金属基座18外壁中三角形截面下边平行，在顶部金属基座18下部中心有一个连接金属内芯15的内槽35，在顶部金属基座18下部中心内槽35的对称两侧有两个内槽36，内槽36轴向与内槽35轴向平行，内槽36用于连接绝缘体19，如图9所示；上面的所述部件的连接方式是：(如图3、图4所示)上馈匹配器装置顶部金属基座13下端外侧与绝缘体14采用内外螺纹相接，顶部金属基座13下端中心内槽23与穿过绝缘体14中心的金属内芯15下相连，采用内外螺纹的连接方式；上馈匹配器装置绝缘体14上部与顶部金属基座13下端通过内外螺纹相连，绝缘体14下部与下端金属基座16上端内侧内外螺纹连接，金属内芯15穿过结缘体14中心，绝缘体14起到顶部金属基座13和下端金属基座16绝缘的作用；-->上馈匹配器装置下端金属基座16上部内侧与绝缘体14外侧采用内外螺纹相接，下端金属基座16的下端内侧与金属接线座17的上部圆筒31外侧通过内外螺纹相连；上馈匹配器装置的金属接线座17的上部圆筒31外侧与下端金属基座16的下部圆筒30上端内侧通过内外螺纹相接，金属接线座17的上部圆筒31和金属内芯15的中间金属圆柱25长度对应相一致，下部圆筒32与金属内芯15的下部金属圆柱26的长度对应相一致。这样通过上述的连接关系构成了上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超宽带天线双馈匹配器，它包括天线馈电系统的上馈匹配器装置和下馈匹配器装置，上、下匹配器装置通过金属中心支柱（９）内外螺纹连接从而构成一整体，其特征是上馈匹配器装置包括顶部金属基座（１３）、绝缘体（１４）、金属内芯（１５）、下端金属基座（１６）、金属接线座（１７）；下馈匹配器装置包括顶部金属基座（１８）、绝缘体（１９）、金属内芯（１５）、金属连接器（２０）、金属接线座（１７）、金属套筒（２１）；　　　　上面所述的上馈匹配器装置顶部金属基座（１３）侧壁有用于连接辐射振子的内槽（２２），内槽（２２）的轴向平行于顶部金属基座（１３）的上表面，顶部金属基座（１３）下端中心有连接金属内芯（１５）的内槽（２３），内槽的轴向平行于顶部金属基座（１３）侧壁，上馈匹配器装置顶部金属基座（１３）的直径为Ｄ１，高度为Ｈ１；　　　　上面所述的上下馈匹配器装置金属内芯（１５）由上部最大直径的圆柱（２４）、中部较大直径的圆柱（２５）、下部最小直径的圆柱（２６）构成，上部最大直径的圆柱（２４）的长度和直径分别为Ｈ２和Ｄ２，中部较大直径的圆柱（２５）的长度和直径分别为Ｈ３和Ｄ３，下部最小直径的圆柱（２６）的长度和直径分别为Ｈ４和Ｄ４；　　　　上面所述的上馈匹配器装置下端金属基座（１６）包括上部内径和高度分别为Ｄ５和Ｈ５的圆筒（２９）和下部内径和高度分别为Ｄ６和Ｈ６的圆筒（３０），其中Ｄ５大于Ｄ６，上部圆筒（２９）的上端为三角形截面（２８），三角形截面（２８）的下侧壁上有轴向平行于三角形截面（２８）上侧壁边的内槽（２７）；　　　　上面述的上下馈匹配器装置金属接线座（１７）包括上端厚度为Ｔ１、内径为Ｄ７、高度与金属内芯（１５）中部较大直径的圆柱（２５）长度Ｈ３相同的金属圆筒（３１），下端为厚度为Ｔ２、内径为Ｄ８、高度与金属内芯（１５）中部较小直径的圆柱（２６）长度Ｈ４相同的金属圆筒（３２），金属圆筒（３１）厚度Ｔ１大于金属圆筒（３２）厚度Ｔ２；金属圆筒（３１）内径Ｄ７大于金属圆筒（３２）内径Ｄ８；　　　　上面述的下馈匹配器装置顶部金属基座（１８）包括上端用于与上馈匹配器装置连接的中心支柱（９）连接的内槽（３３），在顶部金属基座（１８）外壁中三角形截面上边有连接辐射振子的内槽（３４），内槽（３４）的轴向与顶部金属基座（１８）外壁中三角形截面下边平行，在顶部金属基座（１８）下部中心有一个连接金属内芯（１５）的内槽（３５），在顶部金属基座（１８）下部...

【技术特征摘要】
1、一种超宽带天线双馈匹配器，它包括天线馈电系统的上馈匹配器装置和下馈匹配器装置，上、下匹配器装置通过金属中心支柱(9)内外螺纹连接从而构成一整体，其特征是上馈匹配器装置包括顶部金属基座(13)、绝缘体(14)、金属内芯(15)、下端金属基座(16)、金属接线座(17)；下馈匹配器装置包括顶部金属基座(18)、绝缘体(19)、金属内芯(15)、金属连接器(20)、金属接线座(17)、金属套筒(21)；上面所述的上馈匹配器装置顶部金属基座(13)侧壁有用于连接辐射振子的内槽(22)，内槽(22)的轴向平行于顶部金属基座(13)的上表面，顶部金属基座(13)下端中心有连接金属内芯(15)的内槽(23)，内槽的轴向平行于顶部金属基座(13)侧壁，上馈匹配器装置顶部金属基座(13)的直径为D1，高度为H1；上面所述的上下馈匹配器装置金属内芯(15)由上部最大直径的圆柱(24)、中部较大直径的圆柱(25)、下部最小直径的圆柱(26)构成，上部最大直径的圆柱(24)的长度和直径分别为H2和D2，中部较大直径的圆柱(25)的长度和直径分别为H3和D3，下部最小直径的圆柱(26)的长度和直径分别为H4和D4；上面所述的上馈匹配器装置下端金属基座(16)包括上部内径和高度分别为D5和H5的圆筒(29)和下部内径和高度分别为D6和H6的圆筒(30)，其中D5大于D6，上部圆筒(29)的上端为三角形截面(28)，三角形截面(28)的下侧壁上有轴向平行于三角形截面(28)上侧壁边的内槽(27)；上面述的上下馈匹配器装置金属接线座(17)包括上端厚度为T1、内径为D7、高度与金属内芯(15)中部较大直径的圆柱(25)长度H3相同的金属圆筒(31)，下端为厚度为T2、内径为D8、高度与金属内芯(15)中部较小直径的圆柱(26)长度H4相同的金属圆筒(32)，金属圆筒(31)厚度T1大于金属圆筒(32)厚度T2；金属圆筒(31)内径D7大于金属圆筒(32)内径D8；上面述的下馈匹配器装置顶部金属基座(18)包括上端用于与上馈匹配器装置连接的中心支柱(9)连接的内槽(33)，在顶部金属基座(18)外壁中三角形截面上边有连接辐射振子的内槽(34)，内槽(34)的轴向与顶部金属基座(18)外壁中三角形截面下边平行，在顶部金属基座(18)下部中心有一个连接金属内芯(15)的内槽(35)，在顶部金属基座(18)下部中心内槽(35)的对称两侧有两个内槽(36)...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂在平，宗显政，文武丰，杨学恒，杨德强，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]