【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于用于车辆的电学基本电气元件天线，具体涉及一种双频段大功率单端口全向车载天线。
技术介绍
1、vhf(30mhz～300mhz)和uhf(300mhz～3000mhz)频段由于有良好的信噪比和通信效率，在现代军事通信领域得到了广泛的应用。
2、天线的尺寸主要取决于工作波长，对于工作在vhf频段的天线，相对应的较长工作波长就决定了天线的尺寸大、质量笨重。
3、随着跳频、扩频的通信形式可提高通信的质量及保密性被广泛应用在军事通信中。目前，单根车载天线的工作频段已无法满足使用需求。
4、在车载平台的狭小空间中，所能利用的空间资源也变得愈益紧张，既无法放置大型的通讯天线，也无法避免由多副天线引起的相互干扰，使得电磁环境变得愈益繁杂，严重影响通讯的质量。
5、因此，需要对车载天线的小型化、超宽带、高增益、大功率提出了更严格的要求，对此，提出如下技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题：提供一种双频段大功率单端口全向车载天线，通过一副天线结构替代多个工作频带相近的窄带天线，解决现有车载天线数量众多、尺寸大、通信效率差、工作频段窄、耦合干扰大、功率容量小的技术问题。
2、本专利技术采用的技术方案：一种双频段大功率单端口全向车载天线，包括天线杆和天线座；天线杆包括辐射振子ⅰ、辐射振子ⅱ、辐射振子ⅲ、辐射振子ⅳ、辐射振子ⅴ、天线罩、支撑件、t字型阻抗接头、传输线变压器ⅰ、扼流器ⅰ、集总加载、同轴馈线ⅰ、阻抗接头和金
3、上述技术方案中，进一步地：辐射振子ⅰ和辐射振子ⅲ构成高频辐射单元偶极子的上下辐射振子，且辐射振子ⅰ和辐射振子ⅲ为双锥结构；辐射振子ⅱ作为偶极子的加载套筒；通过调节双锥结构的椎体角度和加载套筒的尺寸用于优化高频辐射单元的阻抗特性。
4、上述技术方案中，进一步地：辐射振子ⅳ和辐射振子ⅴ之间通过集总加载连接，用于优化集总加载位置和元器件从而改善天线方向图特性。
5、上述技术方案中，优选的：扼流器ⅰ由若干个高磁导率磁柱紧密地套在同轴馈线ⅰ上组成；扼流器ⅱ是由同轴馈线ⅱ在双层磁环上绕制若干圈组成。
6、上述技术方案中，进一步地：高频辐射单元通过t字型阻抗接头与同轴馈线ⅰ连接，t字型阻抗接头两端与辐射振子ⅰ、辐射振子ⅱ通过螺纹连接；t字型阻抗接头中间与同轴馈线ⅰ焊接连接；并使同轴馈线ⅰ始终位于高频辐射单元辐射振子组的中心位置。
7、上述技术方案中，进一步地：低频辐射单元匹配传输线变压器ⅱ连接在同轴馈线ⅱ外皮，并经同轴馈线ⅰ和同轴馈线ⅱ外皮给低频辐射单元馈电；低频辐射单元的同轴馈线ⅰ通过阻抗变换器与辐射振子ⅴ连接。
8、上述技术方案中，优选的：高频辐射单元匹配位于天线杆的天线罩中，并具有阻抗比为1:4的传输线变压器ⅰ；低频辐射单元匹配位于绝缘基座内，并具有阻抗比为1:9的传输线变压器ⅱ。
9、上述技术方案中，进一步地：传输线变压器ⅰ位于辐射振子ⅱ中部，并在辐射振子ⅱ中部中间位置开缺口，通过pmi零件将传输线变压器ⅰ固定在辐射振子ⅱ缺口处；并在天线封装时，使用薄铜箔将缺口处覆盖，用于保证全向方向图特性。
10、上述技术方案中，进一步地：双工器为圆形结构，双工器通过螺钉将其嵌入绝缘基座中间位置并固定；双工器与射频接头使用盲插式连接方式连接。
11、上述技术方案中，进一步地：双工器为采用滤波器并联形式，通过集总元件和分布元件相结合的形式；双工器充分利用椭圆函数滤波器的带外高截止特性，在仅有51mhz的过渡带下，将带外衰减做到30db以上。
12、上述技术方案中，优选的：天线杆与天线座通过螺纹连接；天线工作频段为30mhz～174mhz和225mhz～900mhz。
13、本专利技术与现有技术相比的优点：
14、1、本专利技术高频辐射单元的辐射振子ⅰ和辐射振子ⅲ设计成双锥结构，且辐射振子ⅱ作为偶极子的加载套筒，通过双锥锥角和套筒尺寸变化，可优化天线的阻抗特性，实现宽频带设计。
15、2、本专利技术低频辐射单元的辐射体通过耦合结构加长辐射体，实现良好的低频辐射特性；通过集总加载的方式改善方向图裂瓣问题，实现良好的水平面全向辐射；通过改变馈电点位置改变阻抗，实现良好的阻抗特性。
16、3、本专利技术辐射体的所有辐射振子均同轴竖直放置，结合使用高强度绝缘材料支撑连接，实现天线垂直极化的同时，也保证了天线的强度。
17、4、本专利技术传传输线变压器ⅰ、传输线变压器ⅱ有两种，包括阻抗比为1:4的传输线变压器ⅰ和阻抗比为1:9的传输线变压器ⅱ，材料均采用耐高温材料，可承受最大150w的功率。
18、5、本专利技术扼流结构有两种，包括在同轴馈线上紧密地套扼流磁柱的扼流器ⅰ和在双层磁环上绕同轴线圈的扼流器ⅱ；扼流器ⅰ不仅充当了高频辐射单元的巴伦，抑制因不平衡馈电而产生的反向电流，还可减弱同轴馈线与低频辐射体之间的耦合影响；扼流器ⅱ位于天线座中，可吸收馈线与传输线变压器之间的杂散电流，提高天线的抗干扰能力；实现了良好的全向特性和抗干扰特性。
19、6、本专利技术t字型阻抗接头在保证同轴馈线与高频辐射单元的辐射体之间可靠连接的同时，也将同轴馈线ⅰ固定在辐射体中间，保证了阻抗的平滑过渡，实现良好的宽带特性。
20、7、本专利技术减震弹簧为天线在使用过程中遇到振动和冲击时提供缓冲，而且也充当了低频辐射单元一部分的辐射振子，实现天线小型化。
21、8、本专利技术印制板设计成可嵌入绝缘基座的圆形，便于双工器调试和安装；采用具有高截止特性的椭圆函数滤波器并联形式设计，在仅有51mhz的过渡带下，带外衰减达到30db以上；实现了双端口合并为单端口输入输出，并且通过滤波器原理降低两个辐射单元之间的耦合干扰。
22、9、本专利技术高频辐射单元和低频辐射单元通过共用同一段辐射振子ⅲ，在保证天线增益的同时，减短天线整体长度，实现小型化；减震弹簧为天线在使用过程中遇到振动和冲击时提供缓冲，而且也充当了低频辐射单元一部分的辐射振子，进一步实现天线小型化。
23、10、本专利技术天线工作在30mhz～174mhz和225mhz～900mhz频段，实现双频带单端口的同时，还具有小型化、高增益、大功率等特点。
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1.一种双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：包括天线杆和天线座；所述天线杆包括辐射振子Ⅰ(1)、辐射振子Ⅱ(2)、辐射振子Ⅲ(3)、辐射振子Ⅳ(4)、辐射振子Ⅴ(5)、天线罩(6)、支撑件(7)、T字型阻抗接头(8)、传输线变压器Ⅰ(9)、扼流器Ⅰ(10)、集总加载(11)、同轴馈线Ⅰ(12)、阻抗接头(13)和金属接头(15)；所述辐射振子Ⅰ(1)、辐射振子Ⅱ(2)和辐射振子Ⅲ(3)组成高频辐射单元的辐射体；所述辐射振子Ⅲ(3)、辐射振子Ⅳ(4)、辐射振子Ⅴ(5)组成低频频辐射单元的辐射体；其中低辐射振子Ⅲ(3)为高频辐射单元和低频辐射单元的共用辐射体，用于减小天线杆长度；所述天线座包括弹簧上端接头(14)、阻抗变换器(16)、同轴馈线Ⅱ(17)、减震弹簧(18)、弹簧下端接头(19)、绝缘基座(20)、扼流器Ⅱ(21)、传输线变压器Ⅱ(22)、双工器(23)、底盖(24)和射频接头(25)。
2.根据权利要求1所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述辐射振子Ⅰ(1)和辐射振子Ⅲ(3)构成高频辐射单元偶极子的上下辐射振子，且辐射振子Ⅰ(1)和辐射
3.根据权利要求1所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述辐射振子Ⅳ(4)和辐射振子Ⅴ(5)之间通过集总加载(11)连接，用于优化集总加载位置和元器件从而改善天线方向图特性。
4.根据权利要求1所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述扼流器Ⅰ(10)由若干个高磁导率磁柱紧密地套在同轴馈线Ⅰ(12)上组成；所述扼流器Ⅱ(21)是由同轴馈线Ⅱ(17)在双层磁环上绕制若干圈组成。
5.根据权利要求1或2所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述高频辐射单元通过T字型阻抗接头(8)与同轴馈线Ⅰ(12)连接，所述T字型阻抗接头(8)两端与辐射振子Ⅰ(1)、辐射振子Ⅱ(2)通过螺纹连接；所述T字型阻抗接头(8)中间与同轴馈线Ⅰ(12)焊接连接；并使所述同轴馈线Ⅰ(12)始终位于高频辐射单元辐射振子组的中心位置。
6.根据权利要求1或2所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述低频辐射单元匹配传输线变压器Ⅱ(22)连接在同轴馈线Ⅱ(17)外皮，并经同轴馈线Ⅰ(12)和同轴馈线Ⅱ(17)外皮给低频辐射单元馈电；所述低频辐射单元的同轴馈线Ⅰ(12)通过阻抗变换器(16)与辐射振子Ⅴ(5)连接。
7.根据权利要求1或2所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述高频辐射单元匹配位于天线杆的天线罩(6)中，并具有阻抗比为1:4的传输线变压器Ⅰ(9)；所述低频辐射单元匹配位于绝缘基座(20)内，并具有阻抗比为1:9的传输线变压器Ⅱ(22)。
8.根据权利要求7所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述传输线变压器Ⅰ(9)位于辐射振子Ⅱ(2)中部，并在辐射振子Ⅱ(2)中部中间位置开缺口，通过PMI零件将传输线变压器Ⅰ(9)固定在辐射振子Ⅱ(2)缺口处；并在天线封装时，使用薄铜箔将缺口处覆盖，用于保证全向方向图特性。
9.根据权利要求7所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述双工器(23)为圆形结构，所述双工器(23)通过螺钉将其嵌入绝缘基座(20)中间位置并固定；所述双工器(23)与射频接头(25)使用盲插式连接方式连接。
10.根据权利要求1或9所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述双工器(23)为采用滤波器并联形式，通过集总元件和分布元件相结合的形式；所述双工器(23)充分利用椭圆函数滤波器的带外高截止特性，在仅有51MHz的过渡带下，将带外衰减做到30dB以上。
11.根据权利要求1所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述天线杆与天线座通过螺纹连接；所述天线工作频段为30MHz～174MHz和225MHz～900MHz。
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1.一种双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：包括天线杆和天线座；所述天线杆包括辐射振子ⅰ(1)、辐射振子ⅱ(2)、辐射振子ⅲ(3)、辐射振子ⅳ(4)、辐射振子ⅴ(5)、天线罩(6)、支撑件(7)、t字型阻抗接头(8)、传输线变压器ⅰ(9)、扼流器ⅰ(10)、集总加载(11)、同轴馈线ⅰ(12)、阻抗接头(13)和金属接头(15)；所述辐射振子ⅰ(1)、辐射振子ⅱ(2)和辐射振子ⅲ(3)组成高频辐射单元的辐射体；所述辐射振子ⅲ(3)、辐射振子ⅳ(4)、辐射振子ⅴ(5)组成低频频辐射单元的辐射体；其中低辐射振子ⅲ(3)为高频辐射单元和低频辐射单元的共用辐射体，用于减小天线杆长度；所述天线座包括弹簧上端接头(14)、阻抗变换器(16)、同轴馈线ⅱ(17)、减震弹簧(18)、弹簧下端接头(19)、绝缘基座(20)、扼流器ⅱ(21)、传输线变压器ⅱ(22)、双工器(23)、底盖(24)和射频接头(25)。
2.根据权利要求1所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述辐射振子ⅰ(1)和辐射振子ⅲ(3)构成高频辐射单元偶极子的上下辐射振子，且辐射振子ⅰ(1)和辐射振子ⅲ(3)为双锥结构；所述辐射振子ⅱ(2)作为偶极子的加载套筒；通过调节双锥结构的椎体角度和加载套筒的尺寸用于优化高频辐射单元的阻抗特性。
3.根据权利要求1所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述辐射振子ⅳ(4)和辐射振子ⅴ(5)之间通过集总加载(11)连接，用于优化集总加载位置和元器件从而改善天线方向图特性。
4.根据权利要求1所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述扼流器ⅰ(10)由若干个高磁导率磁柱紧密地套在同轴馈线ⅰ(12)上组成；所述扼流器ⅱ(21)是由同轴馈线ⅱ(17)在双层磁环上绕制若干圈组成。
5.根据权利要求1或2所述双频段大功率单端口全向车载天线，其特征在于：所述高频辐射单元通过t字型阻抗接头(8)与同轴馈线ⅰ(12)连接，所述t字型阻抗接头(8)两端与辐...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢攀，史智慧，冯安康，张雄伟，张振宇，焦亮，方炜强，
申请(专利权)人：陕西烽火诺信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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