阅读说明：本技术 一种超宽带小型化全向鞭状天线 (Miniaturized omnidirectional whip antenna with ultra wide band ) 是由 王灿 魏耀德 梅艳伟 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超宽带小型化全向鞭状天线,包括工程塑料管套和防尘帽,所述工程塑料管套内从上到下依次设有钢缆、PCB板、射频连接器,所述PCB板焊接有同轴线和对应的绕线线圈,本发明采用了一种增加全向天线带宽的方法,通过加载匹配元件,分为集总加载和分布加载两大类,集总加载主要是加载LC匹配电路和传输线变换器,分布加载是将天线分成好多段,然后用匹配电路连接,通过加载匹配电路使天线上的电流均匀分布,从而实现天线的宽带阻抗匹配,本发明为VHF/UHF超宽带单极子天线,通过天线集总加载LC匹配电路后天线工作带宽大大增加,且体积较小,能够满足宽频带、便携性的需求。(The invention discloses an ultra-wideband miniaturized omnidirectional whip antenna, which comprises an engineering plastic pipe sleeve and a dustproof cap, wherein a steel cable, a PCB (printed Circuit Board) and a radio frequency connector are sequentially arranged in the engineering plastic pipe sleeve from top to bottom, a coaxial line and a corresponding winding coil are welded on the PCB, the method for increasing the bandwidth of the omnidirectional antenna is adopted, the method is divided into two categories of lumped loading and distributed loading through loading a matching element, the lumped loading mainly comprises loading a L C matching circuit and a transmission line converter, the distributed loading is to divide the antenna into a plurality of sections, then the sections are connected by using a matching circuit, and the current on the antenna is uniformly distributed by loading the matching circuit, so that the broadband impedance matching of the antenna is realized.)

一种超宽带小型化全向鞭状天线

技术领域

本发明涉及电子通信领域，具体为一种超宽带小型化全向鞭状天线。

背景技术

随着科学技术的发展，电子通信系统中的各种器件都需要小型化集成化，天线作为通信系统中不可缺少的部件也需要实现小型化和便携化。目前一个设备可能需要接收多个频段的信号，如果一个设备同时安装好几个天线，不仅会加大设备的尺寸和重量，还会对各个天线之间的隔离度有很高的要求。所以一个天线同时可以接收好几个频段的信号已经成为一种需求，宽带和超宽带天线可以很好地解决这一难题。

在己经公开的成果中，国内外在宽带天线的研究已经取得了大量成果，目前宽带全向天线带宽的展宽方法主要有：改变天线的形状，比如双锥天线就是把偶极子天线的上下辐射体换成了圆锥体；亦或盘锥天线，一种变形的双锥天线，把双锥天线的一半换成圆盘，另外，增加天线的直径也可以展宽天线的带宽。

以上两种种结构复杂且制造成本高，另外，其工作带宽也不能满足较大带宽的需求。另外这两种展宽天线带宽的方法都是以牺牲天线的尺寸为代价的，在一些要求天线实现小型化的场合，就会有很大的局限性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种超宽带小型化全向鞭状天线，为了解决现有技术的带宽窄和尺寸大的问题采用了一种增加全向天线带宽的方法，通过加载匹配元件，分为集总加载和分布加载两大类，集总加载主要是加载LC匹配电路和传输线变换器，分布加载是将天线分成好多段，然后用匹配电路连接，通过加载匹配电路使天线上的电流均匀分布，从而实现天线的宽带阻抗匹配，本发明为VHF/UHF超宽带单极子天线，通过天线集总加载LC匹配电路后天线工作带宽大大增加，且体积较小，能够满足宽频带、便携性的需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超宽带小型化全向鞭状天线，包括工程塑料管套和防尘帽，所述工程塑料管套内从上到下依次设有钢缆、PCB板、射频连接器，所述PCB板焊接有同轴线和对应的绕线线圈。

优选的，所述同轴线包括第一同轴线、第二同轴线和第三同轴线；所述绕线线圈包括第一绕线线圈、第二绕线线圈和第三绕线线圈。

优选的，所述PCB板正面焊接有第一同轴线、第二同轴线，反面焊接有第三同轴线；所述第一同轴线、第二同轴线、第三同轴线与第一绕线线圈、第二绕线线圈和第三绕线线圈组成加载到天线的LC电路。

优选的，所述同轴线的长度可调节；所述绕线线圈的线圈圈数可调节。

优选的，所述钢缆可自由弯折后并复位。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明采用了一种增加全向天线带宽的方法，通过加载匹配元件，分为集总加载和分布加载两大类，集总加载主要是加载LC匹配电路和传输线变换器，分布加载是将天线分成好多段，然后用匹配电路连接，通过加载匹配电路使天线上的电流均匀分布，从而实现天线的宽带阻抗匹配，本发明为VHF/UHF超宽带单极子天线，通过天线集总加载LC匹配电路后天线工作带宽大大增加，且体积较小，能够满足宽频带、便携性的需求。

2、本发明通过加载LC匹配电路后，天线工作带宽明显改善，在VHF/UHF部分频段可满足驻波比小于3.5，实现宽带需求，且尺寸减小实现小型化需求。

3、本发明的天线经过匹配后的史密斯圆图如图5所示，各频点的分布密集，并围绕中心匹配点绕圈分布，天线阻抗分布良好。

附图说明

图1为本发明一种超宽带小型化全向鞭状天线的外部结构图；

图2、图3分别为本发明一种超宽带小型化全向鞭状天线的内部不同方向的结构图；

图4为本发明一种超宽带小型化全向鞭状天线在210MHz-690MHz频段内天线驻波比的示意图；

图5为本发明一种超宽带小型化全向鞭状天线经过匹配后的史密斯圆图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图5所示，本发明提供的一种超宽带小型化全向鞭状天线，包括工程塑料管套1和防尘帽2，工程塑料管套1内从上到下依次设有钢缆3、PCB板4、射频连接器5，PCB板焊接有同轴线和对应的绕线线圈。本发明通过工程塑料管套和防尘帽构成用以保护天线本体，通过外套保护天线本体从而可以在一些比较恶劣的环境下使用，钢缆3下部与PCB板4上部连接，PCB板下部与射频连接器5连接，PCB板正反面焊接同轴线，和绕线线圈组成加载到天线的LC电路，通过调节线圈圈数和同轴线的长度实现天线宽带阻抗匹配；参照图4，通过加载LC匹配电路后，天线工作带宽明显改善，在VHF/UHF部分频段可满足驻波比小于3.5，实现宽带需求，且尺寸减小实现小型化需求；天线本体采用钢缆，可自由弯折后回位，满足便携的需求；采用在天线上加载LC匹配电路的形式，拓展带宽，减小尺寸。匹配电路元件采用绕线电感和采用同轴线代替电容的形式，从而提高了天线的功率容量。

本发明一优选而非限制性的实施例中，同轴线包括第一同轴线6、第二同轴线7和第三同轴线8；绕线线圈包括第一绕线线圈9、第二绕线线圈10和第三绕线线圈11；进一步优选，参照图2、图3所示，PCB板正面焊接有第一同轴线、第二同轴线，反面焊接有第三同轴线；第一同轴线、第二同轴线、第三同轴线与第一绕线线圈、第二绕线线圈和第三绕线线圈组成加载到天线的LC电路。本发明采用在天线上加载LC匹配电路的形式，拓展带宽，减小尺寸。匹配电路元件采用绕线电感和采用同轴线代替电容的形式，从而提高了天线的功率容量。

在本发明中，同轴线的长度可调节；所述绕线线圈的线圈圈数可调节，从而实现通过调节线圈圈数和同轴线的长度实现天线宽带阻抗匹配。

在本发明中，钢缆可自由弯折后并复位，满足便携的需求。

以下提供本发明一具体的实施方式

实施例1

参照图1-图5所示，为了解决现有技术的带宽窄和尺寸大的问题，通过加载匹配电路使天线上的电流均匀分布，从而实现天线的宽带阻抗匹配，本发明为VHF/UHF超宽带单极子天线，通过天线集总加载LC匹配电路后天线工作带宽大大增加，且体积较小，能够满足宽频带、便携性的需求；具体如下：

包括工程塑料管套1和防尘帽2构成用以保护天线本体，内部主体主要由钢缆3、PCB板4、射频连接器5、同轴线、绕线线圈组成。天线实施方式，其中钢缆下部与PCB上部连接，PCB下部与射频连接器连接，PCB正反面面依次焊接同轴线，和绕线线圈组成加载到天线的LC电路，通过调节线圈圈数和同轴线的长度实现天线宽带阻抗匹配；

本发明经过匹配后的史密斯圆图如图5所示，各频点的分布密集，并围绕中心匹配点绕圈分布，天线阻抗分布良好。采用在天线上加载LC匹配电路的形式，拓展带宽，减小尺寸。匹配电路元件采用绕线电感和采用同轴线代替电容的形式，从而提高了天线的功率容量。通过加载LC匹配电路后，天线工作带宽明显改善，在VHF/UHF部分频段可满足驻波比小于3.5，实现宽带需求，且尺寸减小实现小型化需求。

在本发明中，天线本体采用钢缆，可自由弯折后回位，满足便携的需求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。