一種小型化低頻全向板狀天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超短波頻段板狀天線，屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種小型化低頻全向板狀天線。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國為飛機加裝或改裝的可分離式救生緊急定位系統(tǒng)，需要在飛機發(fā)生意外時被觸發(fā)并與機體分離，落向地面或水中，并向自由空間發(fā)射救生信號。因此，需要一種能夠工作在243MHz?248MHz頻段的全向天線。
[0003]由于可分離式救生緊急定位系統(tǒng)是在現(xiàn)役飛機上加裝或改裝的，因此體積受限，需要一種小型化、低剖面、垂直極化的全向天線，而國內(nèi)現(xiàn)有243MHz?248MHz頻段的全向天線以鞭狀天線為主，這種天線高度很高，無法垂直安裝在可分離式救生緊急定位系統(tǒng)內(nèi)部，如果橫向安裝，又無法滿足垂直極化和全向性的要求。而根據(jù)資料分析，國外可分離式救生緊急定位系統(tǒng)中均裝備的是小型化、低剖面的全向板狀天線，他們采用的是折疊貼片技術(shù)，可以制作出小型化、低剖面、垂直極化的全向天線，但帶寬較窄，只有1MHz左右(國外救生頻率體制只有243MHz，所以1MHz的帶寬可以滿足國外體制的需求)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足243MHz?248MHz頻段5MHz帶寬的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種小型化低頻全向板狀天線，該天線工作在243MHz?248MHz頻段，能夠滿足可分離式救生緊急定位系統(tǒng)全向性的使用需求，具有體積小、剖面低、垂直極化的特點。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種小型化低頻全向板狀天線，包括水平放置的輻射體1，輻射體1的四個角固定在殼體4上方，所述輻射體1是由微帶印制板7四臂螺旋開槽制成，微帶印制板7的金屬鍍層呈“卍”字平面分布，微帶印制板7下表面預(yù)留的空隙內(nèi)焊接有四個微調(diào)電阻5，微帶印制板7下表面金屬化部分的末端與四個短路支節(jié)6的一端焊接，四個短路支節(jié)6的另一端焊接在金屬地板2上，金屬地板2粘接在殼體4底面的內(nèi)表面，金屬地板2與外導(dǎo)體焊接固定，殼體4底面的外表面安裝有連接器8，連接器8的插針上焊接有饋電螺柱9，饋電螺柱9與饋電圓盤3垂直固定連接，饋電螺柱9與饋電圓盤3均設(shè)置在殼體4內(nèi)部，饋電圓盤3與輻射體1、金屬地板2平行。
[0007]所述殼體4內(nèi)部空隙填充滿低介電常數(shù)的發(fā)泡劑。
[0008]所述殼體4為長方體結(jié)構(gòu)，其長、寬、高尺寸為147mmX 120mm X 20mm。
[0009]所述微帶印制板7的長、寬、高尺寸為120mmX 120mmX 2mm。
[0010]所述四個短路支節(jié)6與金屬地板2相互垂直。
[0011 ] 所述金屬地板2與輻射體1的距離為38mm。
[0012]所述金屬地板2采用覆銅地板。
[0013]由于本發(fā)明采用微帶印制板制作成輻射體，輻射體的厚度僅為幾毫米，水平放置，可以滿足低剖面的要求；采用曲流技術(shù)，在輻射體的印制板金屬層進行開槽，使電流能夠曲向流動，在有限的體積空間內(nèi)，使其的有效電長度能夠達到四分之一波長，可以滿足天線工作在243MHz?248MHz頻段同時小型化的要求；輻射體采用四臂螺旋開槽，才能保證天線的電性能指標(biāo)，并且滿足天線的全向性；將微帶天線的金屬地板與輻射體拉開一定的距離，可以保證天線垂直極化；殼體內(nèi)部空隙再用發(fā)泡劑填充，可以保證天線的結(jié)構(gòu)強度。
[0014]傳統(tǒng)的微帶貼片天線相對帶寬較窄，一般在1 %左右，即制作諧振頻率245.5MHz左右的天線時，有效帶寬一般是2MHz?3MHz，本發(fā)明采用圓形饋電盤進行耦合饋電，增加了天線容性，并配合四個微調(diào)電阻，能夠有效擴展天線帶寬，滿足243MHz?248MHz頻段5MHz帶寬的需求。本發(fā)明填補了國內(nèi)低頻板狀天線的空白，與傳統(tǒng)的鞭狀天線相比，本發(fā)明體積小、剖面低，可以安裝在較小的空間內(nèi)，滿足分離式救生緊急定位系統(tǒng)特殊裝機要求。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2(a)是本發(fā)明天線輻射體1的主視圖，圖2(b)是本發(fā)明天線輻射體1的后視圖。
[0017]圖3是本發(fā)明天線微帶印制板7的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明天線殼體4的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明天線饋電圓盤3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6是本發(fā)明的仿真結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0021]下面對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理，工作原理作進一步說明。
[0022]參見圖1、圖2、圖3，本發(fā)明一種小型化低頻全向板狀天線，包括水平放置的輻射體1，輻射體1的四個角通過非金屬螺釘固定在殼體4上方，所述輻射體1是由微帶印制板7四臂螺旋開槽制成，以保證天線的電性能指標(biāo)，微帶印制板7的長、寬、高尺寸為120mmX 120mmX 2mm，微帶印制板7的金屬鍍層呈“FH”字平面分布，才能保證天線能夠在頻率范圍內(nèi)工作，微帶印制板7下表面預(yù)留的空隙內(nèi)焊接有四個微調(diào)電阻5，微帶印制板7下表面金屬化部分的末端與四個短路支節(jié)6的一端焊接，四個短路支節(jié)6的另一端焊接在金屬地板2上，所述四個短路支節(jié)6與金屬地板2相互垂直，金屬地板2與輻射體1的距離為38mm0
[0023]參見圖4、圖5，金屬地板2采用覆銅地板，金屬地板2粘接在殼體4底面的內(nèi)表面，金屬地板2與外導(dǎo)體焊接固定，殼體4底面的外表面安裝有連接器8，連接器8的插針上焊接有饋電螺柱9，饋電螺柱9通過鎖緊螺母與饋電圓盤3垂直固定連接，可以調(diào)節(jié)饋電圓盤3與輻射體1之間的間隙，饋電螺柱9與饋電圓盤3均設(shè)置在殼體4內(nèi)部，饋電圓盤3與輻射體1、金屬地板2平行。
[0024]所述殼體4為長方體結(jié)構(gòu)，其長、寬、高尺寸為147_X 120_X20mm。殼體4內(nèi)部空隙填充滿低介電常數(shù)的發(fā)泡劑，以提高天線的抗振性及抗沖擊性。
[0025]參見圖6，本發(fā)明采用Ansoft HFSS仿真軟件進行輔助設(shè)計，在確定微帶貼片天線形式后，在軟件中建立模型，通過調(diào)節(jié)微帶印制板7的開槽尺寸、饋電盤圓盤3與微帶印制板7的間隙、微調(diào)電阻5的阻值這三個參數(shù)，達到系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)。
[0026]本發(fā)明的工作原理是:
[0027]天線理論指出，當(dāng)天線的有效電長度達到四分之一波長時，天線才能有效地向自由空間輻射相應(yīng)頻率的電磁波，或接收相應(yīng)頻率的電磁波。本發(fā)明采用對微帶印制板7金屬層進行開槽，使電流能夠曲向流動，路徑達到四分之一波長，在邊長遠(yuǎn)小于四分之一波長的殼體4內(nèi)部空間內(nèi)，達到小型化設(shè)計的目的，采用圓形饋電盤3耦合饋電，增加天線容性，配合四個微調(diào)電阻5，可以有效擴展天線帶寬，使本發(fā)明達到5MHz的帶寬，滿足243MHz?248MHz頻段5MHz帶寬的需求。
[0028]本發(fā)明的天線經(jīng)過實測，在243MHz?248MHz頻段內(nèi)，天線電壓駐波比小于2，增益大于_6dB，優(yōu)于仿真結(jié)果，符合系統(tǒng)指標(biāo)要求。
【主權(quán)項】
1.一種小型化低頻全向板狀天線，包括水平放置的輻射體(1)，輻射體(1)的四個角固定在殼體(4)上方，其特征在于，所述輻射體(1)是由微帶印制板(7)四臂螺旋開槽制成，微帶印制板(7)的金屬鍍層呈“卍”字平面分布，微帶印制板(7)下表面預(yù)留的空隙內(nèi)焊接有四個微調(diào)電阻(5)，微帶印制板(7)下表面金屬化部分的末端與四個短路支節(jié)(6)的一端焊接，四個短路支節(jié)出)的另一端焊接在金屬地板(2)上，金屬地板(2)粘接在殼體(4)底面的內(nèi)表面，金屬地板(2)與外導(dǎo)體焊接固定，殼體(4)底面的外表面安裝有連接器(8)，連接器⑶的插針上焊接有饋電螺柱(9)，饋電螺柱(9)與饋電圓盤(3)垂直固定連接，饋電螺柱(9)與饋電圓盤(3)均設(shè)置在殼體⑷內(nèi)部，饋電圓盤(3)與輻射體(1)、金屬地板(2)平行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化低頻全向板狀天線，其特征在于，所述殼體(4)內(nèi)部空隙填充滿低介電常數(shù)的發(fā)泡劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種小型化低頻全向板狀天線，其特征在于，所述殼體(4)為長方體結(jié)構(gòu)，其長、寬、高尺寸為147_X120_X20mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化低頻全向板狀天線，其特征在于，所述微帶印制板⑵的長、寬、高尺寸為120mmX 120mmX 2mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化低頻全向板狀天線，其特征在于，所述四個短路支節(jié)(6)與金屬地板(2)相互垂直。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化低頻全向板狀天線，其特征在于，所述金屬地板(2)與輻射體⑴的距離為38mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1、5或6所述的一種小型化低頻全向板狀天線，其特征在于，所述金屬地板(2)采用覆銅地板。
【專利摘要】一種小型化低頻全向板狀天線，包括水平放置的輻射體，輻射體的四個角固定在殼體上方，輻射體是由微帶印制板四臂螺旋開槽制成，微帶印制板的金屬鍍層呈“卍”字平面分布，微帶印制板下表面預(yù)留的空隙內(nèi)焊接有四個微調(diào)電阻，微帶印制板下表面金屬化部分的末端與四個短路支節(jié)的一端焊接，四個短路支節(jié)的另一端焊接在金屬地板上，金屬地板粘接在殼體底面的內(nèi)表面，金屬地板與外導(dǎo)體焊接固定，殼體底面的外表面安裝有連接器，連接器的插針上焊接有饋電螺柱，饋電螺柱與饋電圓盤垂直固定連接，采用饋電圓盤耦合饋電，增加了天線容性，通過四個微調(diào)電阻有效擴展天線帶寬，使本發(fā)明滿足243MHz～248MHz頻段5MHz帶寬的需求，具有體積小、剖面低、垂直極化的特點。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q1/36, H01Q1/50
【公開號】CN105428795
【申請?zhí)枴緾N201510956577
【發(fā)明人】于汶濤, 張志云, 李凱, 趙艷, 高蕾
【申請人】寶雞烽火諾信科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月18日