CN107369879A - 一种天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线。所述天线通过可转动组件设置在天线支架上，所述天线先通过第一级传输线变压器实现宽带阻抗匹配和电路不平衡到平衡的转换，再通过第二级传输线变压器实现宽带阻抗匹配，使所述输入阻抗与平行线辐射器和终端分布式负载阻抗匹配，使所述天线各输入输出端口的阻抗达到匹配。所述平行线辐射器将来自第二级传输线变压器的输出信号转换后发射至自由空间。通过上述技术方案，解决了现有技术中当低频大功率信号输入到天线时，天线各输入输出端的阻抗匹配较差，驻波较大的问题，达到了使天线在低频大功率信号输入时，输入端阻抗匹配较好，驻波比减小技术效果。

Description

一种天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线。
背景技术
随着电气电子技术的发展，电磁环境日益复杂和恶化，使得电气电子产品的电磁兼容性问题也受到日益重视。电子产品的电磁兼容性不仅关系到产品本身的工作可靠性和使用安全性，而且还可能影响到其他设备和***的正常工作。
现有技术中，在进行电磁兼容性检测时，当低频大功率信号输入到天线时，天线各输入输出端的阻抗匹配不好，导致天线产生较大的反射，驻波比差异较大的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种天线，解决了现有技术中当低频大功率信号输入到天线时，天线各输入输出端的阻抗匹配不好，驻波比差异较大的问题，达到了使天线在低频大功率信号输入时，各输入输出端阻抗匹配，减小驻波比的技术效果。
本申请实施例提供一种天线，所述天线通过可转动组件设置在天线支架上，所述天线包括：输入端口，所述输入端口接收第一输入信号，将所述第一输入信号发送至第一级传输线变压器，其中，所述第一输入信号包括第一输入阻抗Ra1和第一输入电压，其中，Ra1大于0，第一输入电压为对地不平衡电压；第一级传输线变压器，所述第一级传输线变压器与所述输入端口连接，获得来自所述输入端口的所述第一输入信号，将所述第一输入信号转换为第二输入信号，将所述第二输入信号发送至第二级传输线变压器，其中，所述第一输入阻抗Ra1经转换后成为第二输入阻抗Ra2，所述第一输入电压经转换为第二输入电压，其中，所述Ra2是Ra1的m倍，所述m大于0，所述第二输入电压为两个大小相同、对地完全反相的电压；第二级传输线变压器，所述第二级传输线变压器与所述第一级传输变压器连接，获得来自所述第一级传输线变压器的所述第二输入信号，将所述第二输入信号转换为第一输出信号，将所述第一输出信号发送至平行线辐射器，其中，所述第二输入阻抗Ra2经转换后成为第一输出阻抗Ra0，所述第二输入电压经转换后成为两个第一输出电压，其中，所述Ra0是Ra2的n倍，所述n大于0，所述两个第一输出电压的和等于所述第二输入电压；平行线辐射器，所述平行线辐射器分别与所述第二级传输线变压器和终端分布式负载连接，接收来自所述第二级传输线变压器的所述第一输出信号，将所述第一输出信号转换为第二输出信号，将所述第二输出信号发射至自由空间；其中，所述平行线辐射器的阻抗为Rb1，所述终端分布式负载的阻抗为Rb2，所述Ra0的大小等于Rb1与Rb2之和，Rb1大于0，Rb2大于0。
进一步地，所述天线支架还包括:基底组件；垂直组件，所述垂直组件的一端通过固定基底与所述基底组件连接；可转动组件，所述可转动组件的一端与所述垂直组件的另一端连接，所述可转动组件的另一端与所述天线连接，用于调整所述天线的角度。
进一步地，所述天线支架的材质为陶瓷塑料。
进一步地，所述天线的工作频率范围为10KHz～100MHz。
进一步地，所述第一输入阻抗Ra1为50Ω。
进一步地，所述m为4，n为1.885，Ra0为377Ω。
进一步地，所述终端分布式负载的材质包括氮化钽薄膜。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
1、本申请实施例通过提供一种天线，所述天线通过可转动组件设置在天线支架上，所述天线先通过第一级传输线变压器实现宽带阻抗匹配和电路不平衡到平衡的转换，再通过第二级传输线变压器实现宽带阻抗匹配，使所述输入阻抗与平行线辐射器和终端分布式负载的阻抗之和匹配，使所述天线各输入输出端口的阻抗达到匹配。所述平行线辐射器将来自第二级传输线变压器的输出信号转换后发射至自由空间。通过上述技术方案，解决了现有技术中当低频大功率信号输入到天线时，天线各输入输出端的阻抗匹配不好，驻波比差异较大的问题，具有使天线在低频大功率信号输入时，各输入输出端阻抗匹配，减小驻波比差异的技术效果。
2、本申请实施例通过使用所述天线支架，具有满足用户调整天线角度的需求的技术效果。
3、本申请实施例的天线支架的材质为陶瓷塑料作为材质，具有使天线***信号稳定的技术效果。
4、本申请实施例的终端分布式负载的材质为氮化钽薄膜，具有保持天线***工作状态稳定的技术效果。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种天线结构示意图；
图2为本申请提供的一种天线支架结构示意图；
图3为本申请提供的一种第一级传输线变压器阻抗变换电路图；
图4为本申请提供的一种第二级传输线变压器阻抗变换电路图；
图中：1-天线，2-天线支架，11-输入端口，12-第一级传输线变压器，13-第二级传输线变压器，14-平行线辐射器，15-终端分布式负载，21-基底组件，22-垂直组件，23-固定基底，24-可转动组件。
具体实施方式
本申请实施例提供一种天线，解决了现有技术中当低频大功率信号输入到天线时，天线各输入输出端的阻抗匹配不好，驻波比差异较大的问题，达到了使天线在低频大功率信号输入时，各输入输出端阻抗匹配，减小驻波比差异的技术效果。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本申请实施例通过提供一种天线，所述天线通过可转动组件设置在天线支架上，所述天线先通过第一级传输线变压器实现宽带阻抗匹配和电路不平衡到平衡的转换，再通过第二级传输线变压器实现宽带阻抗匹配，使所述输入阻抗与平行线辐射器和终端分布式负载的阻抗匹配，使所述天线各输入输出端口的阻抗达到匹配。所述平行线辐射器将来自第二级传输线变压器的输出信号转换后发射至自由空间。通过上述技术方案，解决了现有技术中当低频大功率信号输入到天线时，天线各输入输出端的阻抗匹配不好，驻波比差异较大的问题，达到了使天线在低频大功率信号输入时，各输入输出端阻抗匹配，减小驻波比差异的技术效果。
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例1：
图1为本申请实施例提供的一种天线的结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种天线支架的示意图。所述天线1通过可转动组件24设置在天线支架2上，所述天线1包括：输入端口11，第一级传输线变压器12，第二级传输线变压器13，平行线辐射器14，终端分布式负载15；所述天线支架2包括：基底组件21，垂直组件22，固定基底23，可转动组件24。
下面一一介绍所述天线1的构成元件。
输入端口11，所述输入端口11接收第一输入信号，将所述第一输入信号发送至第一级传输线变压器12，其中，所述第一输入信号包括第一输入电压和第一输入阻抗Ra1，Ra1大于0，第一输入电压为对地不平衡电压；
具体来说，所述第一输入信号是指待测的EMC(电磁兼容)信号，从功率放大器输入至所述输入端口11，包括频率，功率、第一输入阻抗Ra1和第一输入电压等信息。所述第一输入阻抗Ra1在天线***中为50Ω，与功率放大器相匹配，第一输入电压为对地不平衡电压。所述输入端口11将所述第一输入信号发送至第一级传输线变压器12。
第一级传输线变压器12，所述第一级传输线变压器12与所述输入端口11连接，获得来自所述输入端口11的所述第一输入信号，将所述第一输入信号转换为第二输入信号，将所述第二输入信号发送至第二级传输线变压器13，其中，所述第一输入阻抗Ra1经转换后成为第二输入阻抗Ra2，所述第一输入电压经转换后成为第二输入电压，其中，所述Ra2是Ra1的m倍,所述m大于0，所述第二输入电压为两个大小相同、对地完全反相的电压；
具体来说，所述第一级传输线变压器12与所述输入端口11连接，接收来自所述输入端口11的第一输入信号，将所述第一输入信号转换为第二输入信号。其中，所述第一输入阻抗Ra1经转换后成为第二输入阻抗Ra2，所述m为4，也就是说，第二输入阻抗为200Ω，所述第一输入电压经所述第一级传输线变压器的转换，输出第二输入电压，所述第二输入电压为两个大小相同、对地完全反相的电压。如图3所示为所述第一级传输线变压器的阻抗变换原理电路图，输入端为点1和点7，输出端分别为2和4、6和8，其中1和2、3和4、5和6、7和8之间的传输线电阻相等为R，实现了输入输出阻抗1:4和电路不平衡到平衡的转换。进一步地，所述第一级传输线变压器将所述第二输入信号发送至第二级传输线变压器13。
第二级传输线变压器13，所述第二级传输线变压器13与所述第一级传输变压器12连接，获得来自所述第一级传输线变压器12的所述第二输入信号，将所述第二输入信号转换为第一输出信号，将所述第一输出信号发送至平行线辐射器14，其中，所述第二输入阻抗Ra2经转换后成为第一输出阻抗Ra0，所述第二输入电压经转换后成为两个第一输出电压，其中，所述Ra0是Ra2的n倍，所述n大于0，所述两个第一输出电压的和等于所述第二输入电压；
具体来说，所述第二级传输线变压器13与所述第一级传输线变压器12连接，接收来自所述第一级传输线变压器12的所述第二输入信号，将所述第二输入信号转换为第一输出信号，将所述第一输出信号发送至平行线辐射器14。其中，所述第二输入阻抗Ra2为200Ω，所述Ra2经转换后为所述第一输出阻抗Ra0，所述第一输出阻抗的大小等于自由空间的阻抗，与自由空间的阻抗相匹配，所述自由空间的阻抗值为377Ω。如图4所示为所述第二级传输线变压器的阻抗变换原理电路图，点1和点4为输入端接口，点1和点6为输出端接口。输入电压V，根据欧姆定律，输出电压为3V/2。电阻为R，根据电路图原理可得，输入阻抗与输出阻抗的比值为1:2.25。为了使第一输出阻抗Ra0的值达到377Ω，与所述第二输入阻抗Ra2的比值为377/200＝1.885，则在图4中，调节点5和点6之间的传输线长度，使输出阻抗达到377Ω即可。
平行线辐射器14，所述平行线辐射器14分别与所述第二级传输线变压器13和终端分布式负载15连接，接收来自所述第二级传输线变压器13的所述第一输出信号，将所述第一输出信号转换为第二输出信号，将所述第二输出信号发射至自由空间；
具体来说，所述平行线辐射器14分别与所述第二级传输线变压器13和终端分布式负载15连接。所述平行线辐射器14的阻抗为Rb1，所述终端分布式负载15的阻抗为Rb2。所述第一输出阻抗Ra0为377Ω，所述Rb1与Rb2之和也为377Ω。所述第二级传输线变压器输出的阻抗377Ω与平行线辐射器和终端分布式负载的阻抗之和377Ω相匹配。平行线辐射器和终端分布式负载阻抗匹配，使所述天线各输入输出端口的阻抗达到匹配。所述平行线辐射器将来自第二级传输线变压器的所述第一输出信号转换为第二输出信号，将所述第二输出信号发射至自由空间。
如图2所示，所述天线支架2还包括:基底组件21；垂直组件22，所述垂直组件22的一端通过固定基底23与所述基底组件21连接，所述固定基地23为长方形片状结构；可转动组件23，所述可转动组件23的一端与所述垂直组件22的另一端连接，所述可转动组件23的另一端与所述天线1连接，以调整所述天线1的角度，达到了满足用户调整天线角度的需求的技术效果。
进一步地，所述天线支架2的材质为陶瓷塑料，所述陶瓷塑料耐高温且绝缘，不易影响天线信号，具有使天线***信号稳定的技术效果。
进一步地，所述天线1的工作频率范围为10KHz～100MHz，频带范围宽。
进一步地，所述终端分布式负载15的材质为氮化钽薄膜，所述氮化钽薄膜熔点高，电阻温度系数小，稳定性高，具有保持天线***工作状态稳定的技术效果。
本申请实施例中提供的一种天线，至少具有如下技术效果：
1、本申请实施例通过提供一种天线，所述天线通过可转动组件设置在天线支架上，所述天线先通过第一级传输线变压器实现宽带阻抗匹配和电路不平衡到平衡的转换，再通过第二级传输线变压器实现宽带阻抗匹配，使所述输入阻抗与平行线辐射器和终端分布式负载的阻抗匹配，使所述天线各输入输出端口的阻抗达到匹配。所述平行线辐射器将来自第二级传输线变压器的输出信号转换后发射至自由空间。通过上述技术方案，解决了现有技术中当低频大功率信号输入到天线时，天线各输入输出端的阻抗匹配不好，驻波比差异较大的问题，达到了使天线在低频大功率信号输入时，各输入输出端阻抗匹配，减小驻波比差异的技术效果。
2、本申请实施例通过使用所述天线支架，具有满足用户调整天线角度的需求的技术效果。
3、本申请实施例的天线支架的材质为陶瓷塑料作为材质，具有使天线***信号稳定的技术效果。
4、本申请实施例的终端分布式负载的材质为氮化钽薄膜，具有保持天线***工作状态稳定的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种天线，所述天线通过可转动组件设置在天线支架上，其特征在于，所述天线包括：
输入端口，所述输入端口接收第一输入信号，将所述第一输入信号发送至第一级传输线变压器，其中，所述第一输入信号包括第一输入阻抗Ra1和第一输入电压，其中，Ra1大于0，第一输入电压为对地不平衡电压；
第一级传输线变压器，所述第一级传输线变压器与所述输入端口连接，获得来自所述输入端口的所述第一输入信号，将所述第一输入信号转换为第二输入信号，将所述第二输入信号发送至第二级传输线变压器，其中，所述第一输入阻抗Ra1经转换后成为第二输入阻抗Ra2，所述第一输入电压经转换为第二输入电压，其中，所述Ra2是Ra1的m倍，所述m大于0，所述第二输入电压为两个大小相同、对地完全反相的电压；
第二级传输线变压器，所述第二级传输线变压器与所述第一级传输变压器连接，获得来自所述第一级传输线变压器的所述第二输入信号，将所述第二输入信号转换为第一输出信号，将所述第一输出信号发送至平行线辐射器，其中，所述第二输入阻抗Ra2经转换后成为第一输出阻抗Ra0，所述第二输入电压经转换后成为两个第一输出电压，其中，所述Ra0是Ra2的n倍，所述n大于0，所述两个第一输出电压的和等于所述第二输入电压；
平行线辐射器，所述平行线辐射器分别与所述第二级传输线变压器和终端分布式负载连接，接收来自所述第二级传输线变压器的所述第一输出信号，将所述第一输出信号转换为第二输出信号，将所述第二输出信号发射至自由空间；
其中，所述平行线辐射器的阻抗为Rb1，所述终端分布式负载的阻抗为Rb2，所述Ra0的大小等于Rb1与Rb2之和，Rb1大于0，Rb2大于0。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线支架还包括:
基底组件；
垂直组件，所述垂直组件的一端通过固定基底与所述基底组件连接；
可转动组件，所述可转动组件的一端与所述垂直组件的另一端连接，所述可转动组件的另一端与所述天线连接，用于调整所述天线的角度。
3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线支架的材质为陶瓷塑料。
4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线的工作频率范围为10KHz～100MHz。
5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一输入阻抗Ra1为50Ω。
6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述m为4，n为1.885，Ra0为377Ω。
7.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述终端分布式负载的材质包括氮化钽薄膜。
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