一种扇形天线的制作方法

1.本发明涉及无线电天线的技术领域，具体为一种带有新型密封结构的扇形天线，其利用扇形阵元降低了毫米波雷达的天线面积，并且按照旁瓣电平抑制需求设置扇形阵元的圆心角，从而能够提高天线的增益，展宽天线的回波损耗，进而实现了对毫米波雷达的天线面积和雷达检测性能的兼顾。


背景技术：

2.天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
3.现有天线大多直接裸露于外侧，天线的密封性能是确保天线能在室外环境下使用时能正常运行的重要保障，是天线三防里面重要的组成部分，水蒸气的存在直接影响着天线的辐射特性，如果天线的馈电部分受水的影响，天线的实际传输性能将被很大的影响，存在诸多的不稳定性。扇形天线作为天线信号传输的一种形式，除了要求性能达到一定的指标外，天线的三防性能也要符合相关的标准。由于扇形天线的结构比较特殊，某些结构尺寸较小，传统的打胶工艺难以实现或者满足气密要求，如若采用先进的设备则天线的成本会大为增加，难以满足效益跟效率要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出一种带有新型简单密封结构、成本低、实用性和经济性强的扇形天线，同时还利用扇形阵元降低了毫米波雷达的天线面积，并且按照旁瓣电平抑制需求设置扇形阵元的圆心角，从而能够提高天线的增益，展宽天线的回波损耗，进而实现对毫米波雷达的天线面积和雷达检测性能的兼顾。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种扇形天线，包括防护本体，防护本体的底部安装有连接端子，防护本体的内部布设有与连接端子电性连接的扇形天线模块，扇形天线模块包括馈线、天线匹配端以及至少一个扇形阵元，扇形阵元串接于馈线上，扇形阵元的圆心角满足预设的旁瓣电平抑制需求，天线匹配端与馈线连接且馈线与连接端子电性连接，防护本体的根部可拆卸安装有防护副体，防护副体和防护本体通过螺纹连接有基座，基座上布设有与连接端子电性连接的电性连接头，防护副体和防护本体之间布设有密封结构，密封结构包括布设于防护本体上的密封槽，以及固定安装于防护副体上的密封体，密封体和密封槽适配后能够将防护副体和防护本体进行紧密配合。
7.在上述方案的基础上作出如下更进一步改进的方案，所述密封槽为t型槽且槽口
沿伸度方向开口逐步减小，密封体包括与防护副体固接的连接体，连接体内部布设有空腔且空腔内部布设有柔性支撑片，连接体内侧部均为薄片结构且连接体相对密封槽的一侧布设有柔性密封结构。
8.在上述方案的基础上作出如下更进一步改进的方案，所述柔性密封结构的连接结构为向外突出的弧形密封片一，且弧形密封片一的外侧还布设有弧形密封片二，弧形密封片一对应的半径小于弧形密封片二对应的半径，弧形密封片一和弧形密封片二端部通过弧形连接片三连接且弧形连接片三为向内凹陷布设，弧形密封片一和弧形密封片二之间通过连接薄片连接。
9.在上述方案的基础上作出如下更进一步改进的方案，所述柔性密封结构包括弧形结构体一以及一体布设于弧形结构体端部的弧形结构体二，弧形结构体二为外鼓的弧形结构状。
10.在上述方案的基础上作出如下更进一步改进的方案，当所述密封连接体和密封槽连接适配后，柔性支撑片由自然的弯曲状态受拉转为稳定地线性状态同时将弧形密封片一向密封槽外拉扯且连接体的侧部薄片结构在内部柔性支撑片状态改变的作用下由线性状态转为向外鼓起的弯曲状态。
11.在上述方案的基础上作出如下更进一步改进的方案，所述防护本体的内部布设有用于安置扇形天线模块的盛放槽且盛放槽内部布设有散热铝片且散热铝片的外侧均匀布设有若干个散热点，散热点延伸至防护本体的外侧。
12.在上述方案的基础上作出如下更进一步改进的方案，所述防护副体的顶部布设有连接钩部，防护本体上布设有与连接钩部相适配的连接钩槽，连接钩槽的根部为弧形结构布设且连接钩部以弧形结构的圆心为回转中心做旋转运动。
13.在上述方案的基础上作出如下更进一步改进的方案，位于密封槽外侧区域的所述防护本体上布设有限位槽，防护副体上布设有与限位槽相适配的限位体。
14.在上述方案的基础上作出如下更进一步改进的方案，所述扇形天线包括多个扇形阵元，分布在馈线的不同位置上的扇形阵元的圆心角不同，其中，距离馈线中部位置越近的扇形阵元的圆心角越大。
15.在上述方案的基础上作出如下更进一步改进的方案，各个所述扇形阵元之间的圆心角的变化规律满足切比雪夫分布，或各个扇形阵元之间的圆心角的变化规律满足泰勒分布。
16.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
17.本发明通过采用新型的密封结构，密封结构具体包括相互适配的密封槽和密封体，防护副体和防护本体之间通过密封体和密封槽进行密封连接，同时还能利用其密封体的柔性密封结构在连接体的连接体侧部薄片结构的拉扯下，紧密贴合密封槽槽壁上形成紧密的密封结构，进而能够高效地实现防水处理，经过密封结构的紧密封合安装后，使得防护本体和防护副体完成紧密且相互拉扯的连接。同时经过限位体和限位槽实现防护本体和防护副体的错位防护，防止基座和防护副体、防护主体螺纹连接时发生膨胀错位，进而提高密封结构的可靠性和稳定性。
18.扇形阵元串接于馈线上，扇形阵元的圆心角满足预设的旁瓣电平抑制需求，天线匹配端与馈线连接且馈线与连接端子电性连接，扇形天线包括多个扇形阵元，分布在馈线
的不同位置上的扇形阵元的圆心角不同，距离馈线中部位置越近的扇形阵元的圆心角越大，各个扇形阵元之间的圆心角的变化规律满足切比雪夫分布，各个扇形阵元之间的圆心角的变化规律满足泰勒分布；利用扇形阵元降低了毫米波雷达的天线面积，并且按照旁瓣电平抑制需求设置扇形阵元的圆心角，从而能够提高天线的增益，展宽天线的回波损耗，进而实现对毫米波雷达的天线面积和雷达检测性能的兼顾。
附图说明
19.图1为本发明的整体结构示意图一；
20.图2为本发明的整体结构示意图二；
21.图3为本发明的内部结构示意图；
22.图4为本发明的天线模块的整体结构示意图；
23.图5为图3中a处的局部放大图；
24.图6为本发明的防护本体和防护副体连接后的剖面图；
25.图7为一实施例的图6中b处的局部放大图；
26.图8为图7中柔性密封体和密封槽适配后的关系图；
27.图9为图7中柔性密封体和密封槽适配前的关系图；
28.图10为一实施例的图6中b处的局部放大图；
29.图11为图9中柔性密封体和密封槽适配后的关系图；
30.图12为图9中柔性密封体和密封槽适配前的关系图；
31.图13为本发明中防护本体和防护副体的连接关系图。
32.图中：
33.10、防护本体；11、连接端子；12、扇形天线模块；121、馈线；122、天线匹配端；123、扇形阵元；13、密封槽；14、盛放槽；15、散热铝片；16、散热点；17、连接钩槽；18、限位槽；
34.20、防护副体；21、密封体；211、连接体；212、柔性支撑片；213、柔性密封结构；2131、弧形密封片一；2132、弧形密封片二；2133、弧形连接片三；2134、连接薄片；2135、弧形结构体一；2136、弧形结构体二；22、连接钩部；23、限位体；
35.30、基座；31、电性连接头。
具体实施方式
36.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。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
38.实施例1：如图1至图4所示，一种扇形天线，包括防护本体10，防护本体10的底部安装有连接端子11，防护本体10的内部布设有与连接端子11电性连接的扇形天线模块12，扇形天线模块12包括馈线121、天线匹配端122以及至少一个扇形阵元123，扇形阵元123串接于所述馈线121上，扇形阵元123的圆心角满足预设的旁瓣电平抑制需求，天线匹配端122与
馈线121连接且天线匹配端122与连接端子11电性连接，如图4所示，扇形天线包括多个扇形阵元123，分布在馈线121的不同位置上的扇形阵元123的圆心角不同，距离馈线121中部位置越近的扇形阵元123的圆心角越大，馈线121两侧的扇形阵元123，各个扇形阵元123之间的圆心角的变化规律满足切比雪夫分布，或各个扇形阵元123之间的圆心角的变化规律满足泰勒分布。此处涉及到本发明解决的另一个问题：目前一些毫米波雷达的天线结构，包括交错排列于馈线两侧的矩形辐射贴片。该种天线结构所采用的矩形辐射贴片，增加了相邻辐射贴片之间的电磁耦合长度，从而影响了天线的带宽和旁瓣抑制，进而降低了毫米波雷达的性能。另外的一些毫米波雷达的天线结构为串馈阵列天线结构，通过将n个线阵结构并联成一个面阵，使波束变窄，从而提高了毫米波雷达的性能。但这种串馈阵列的各阵列单元之间间隔较大，从而增大了天线的面积，增加了生产成本。
39.基于上述问题能够将对扇形天线的改进能够利用扇形阵元123降低了毫米波雷达的天线面积，并且按照旁瓣电平抑制需求设置扇形阵元123的圆心角，从而能够提高天线的增益，展宽天线的回波损耗，进而实现对毫米波雷达的天线面积和雷达检测性能的兼顾。
40.如图1至图3所示，防护本体10的根部可拆卸安装有防护副体20，防护副体20和防护本体10通过螺纹连接有基座30，基座30上布设有与连接端子11电性连接的电性连接头31，防护副体20和防护本体10之间布设有密封结构，密封结构包括布设于防护本体10上的密封槽13，以及固定安装于防护副体20上的密封体21，密封体21和密封槽13适配后能够将防护副体20和防护本体10进行紧密配合并同时还存在一个相互拉扯的作用力。
41.如图8和图9所示，密封槽13为t型槽且槽口沿伸度方向开口逐步减小，密封体21包括与防护副体20固接的连接体211，连接体211内部布设有空腔且空腔内部布设有柔性支撑片212，连接体211内侧部均为薄片结构且连接体211相对密封槽13的一侧布设有柔性密封结构213。自然状态下柔性支撑片212处于弯曲状态且薄片结构和连接体211为矩形结构，在柔性密封结构213和密封槽13连接适配后，柔性支撑片212由弯曲状态转变为稳定地线性状态，同时薄片结构会向外侧鼓起并将柔性密封结构213向槽外进行拉扯，将柔性密封结构213紧密抵接于密封槽13的槽壁上，进而实现防护本体10和防护副体20的相互拉扯，同时还能满足二者间的密封处理，且密封处理的过程简单高效、实用性强，由于密封结构的整体结构简单、成本低致使经济性好。
42.如图7至图9所示，柔性密封结构213的连接结构为向外突出的弧形密封片一2131，且弧形密封片一2131的外侧还布设有弧形密封片二2132，弧形密封片一2131对应的半径小于弧形密封片二2132对应的半径，弧形密封片一2131和弧形密封片二2132端部通过弧形连接片三2133连接且弧形连接片三2133为向内凹陷布设，弧形密封片一2131和弧形密封片二2132之间通过连接薄片2134连接，当密封连接体211和密封槽13连接适配后，柔性支撑片212由自然的弯曲状态受拉转为稳定地线性状态同时将弧形密封片一2131向密封槽13外拉扯且连接体211的侧部薄片结构在内部柔性支撑片212状态改变的作用下由线性状态转为向外鼓起的弯曲状态。
43.弧形密封片一2131和弧形密封片二2132在进入到密封槽13内部后，在其自身的作用下能够自由展开，当防护副体20向防护本体10的一侧继续运动时，弧形密封片一2131会接触到密封槽13的底部后会施压展开，同时还将连接体211侧部的薄片结构施压，由于内部有柔性支撑片212的作用，薄片结构施压会向外侧展开并将弧形密封片一2131、弧形密封片
二2132和弧形连接片三2133向槽口处回收，使得其弧形密封片一2131的端部抵接于槽壁上，同时由于弧形密封片二2132在外侧将变形后的弧形密封片一2131经弧形密封片三2133更进一步地压紧于槽壁上，使得密封效果进一步提高，弧形密封片一2131在薄片结构向外侧拉扯进一步变形后，经弧形密封片三2133作用使得弧形密封片二2132的端部外展抵接于槽壁上形成双重密封防护结构，同时连接薄片2134对弧形密封片二2132进行拉扯来保证弧形密封片二2132的端部外展动作。当连接体211的薄片结构向外鼓起并弯曲达到稳定状态后，内部的柔性支撑片212由弯曲状态转变为稳定地线性状态，使得防护本体10和防护副体20能够在实现密封后二者间仍能存在一个相互拉扯的作用力，使得二者密封处理后的结构更为稳定。
44.如图13所示，防护副体20的顶部布设有连接钩部22，防护本体10上布设有与连接钩部22相适配的连接钩槽17，连接钩槽17的根部为弧形结构布设且连接钩部22以弧形结构的圆心为回转中心做旋转运动。通过连接钩部22先承插于连接钩槽17内部，使得连接钩部22的钩体部分先位于连接钩槽17根部的弧形结构处，通过旋转防护副体20能够将密封体21和密封槽13进行适配安装，同时适配安装后防护本体10和防护副体20之间存在相互拉扯的力，连接钩槽17和连接钩部22能够以为稳定地状态维持现有状态。
45.在使用时，首先将连接钩部22的钩体部分先位于连接钩槽17根部的弧形结构处，随后以弧形结构的圆心为旋转中心，将防护副体20向靠近防护本体10的一侧转动，弧形密封片一2131和弧形密封片二2132在进入到密封槽13内部后，在其自身的作用下能够自由展开，当防护副体20向防护本体10的一侧继续运动时，弧形密封片一2131会接触到密封槽13的底部后会施压展开，同时还将连接体211侧部的薄片结构施压，由于内部有柔性支撑片212的作用，薄片结构施压会向外侧展开并将弧形密封片一2131、弧形密封片二2132和弧形连接片三2133向槽口处回收，使得其弧形密封片一2131的端部抵接于槽壁上，同时由于弧形密封片二2132在外侧将变形后的弧形密封片一2131经弧形密封片三2133更进一步地压紧于槽壁上，使得密封效果进一步提高，当连接体211的薄片结构向外鼓起并弯曲达到稳定状态后，内部的柔性支撑片212由弯曲状态转变为稳定地线性状态，使得防护本体10和防护副体20能够在实现密封后二者间仍能存在一个相互拉扯的作用力，使得二者密封处理后的结构更为稳定。
46.实施例2，与上述实施例不同的是：如图10至图12所示，所述柔性密封结构213包括弧形结构体一2135以及一体布设于弧形结构体端部的弧形结构体二2136，弧形结构体二2136为外鼓的弧形结构状。
47.在柔性密封结构213进入到密封槽13后，当连接体211侧部的薄片结构向外鼓起将弧形结构体一2135向外侧拉扯时，会对其弧形结构体二2136进行施压，使得弧形结构体二2136紧密的贴合于槽壁(槽壁的转角处)上，经弧形结构体二2136也能实现双重密封处理。
48.实施例3，在上述实施例的基础上做出如下改进：如图1和图2所示，所述防护本体10的内部布设有用于安置扇形天线模块12的盛放槽14且盛放槽14内部布设有散热铝片15且散热铝片15的外侧均匀布设有若干个散热点16，散热点16延伸至防护本体10的外侧。
49.通过盛放槽14能够便于将扇形天线模块12安装于防护本体10的内部，且通过内部的散热铝片15将扇形天线模块12进行散热处理，防止内部出现局部高温影响扇形天线模块12的信号收发性能。
50.实施例4，在上述实施例的基础上做出如下改进：如图3、图5、图6、图7所示，位于密封槽13外侧区域的所述防护本体10上布设有限位槽18，防护副体20上布设有与限位槽18相适配的限位体23。经过限位体23和限位槽18实现防护本体10和防护副体10的错位防护，防止基座30和防护副体20、防护主体10螺纹连接时发生膨胀错位，进而提高密封结构的可靠性和稳定性。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。所述替代可以是部分结构、器件、方法步骤的替代，也可以是完整的技术方案。根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种扇形天线，其特征在于，包括防护本体(10)，防护本体(10)的底部安装有连接端子(11)，防护本体(10)的内部布设有与连接端子(11)电性连接的扇形天线模块(12)，扇形天线模块(12)包括馈线(121)、天线匹配端(122)以及至少一个扇形阵元(123)，扇形阵元(123)串接于所述馈线(121)上，扇形阵元(123)的圆心角满足预设的旁瓣电平抑制需求，天线匹配端(122)与馈线(121)连接且天线匹配端(122)与连接端子(11)电性连接，防护本体(10)的根部可拆卸安装有防护副体(20)，防护副体(20)和防护本体(10)通过螺纹连接有基座(30)，基座(30)上布设有与连接端子(11)电性连接的电性连接头(31)，防护副体(20)和防护本体(10)之间布设有密封结构，密封结构包括布设于防护本体(10)上的密封槽(13)，以及固定安装于防护副体(20)上的密封体(21)，密封体(21)和密封槽(13)适配后能够将防护副体(20)和防护本体(10)进行紧密配合。2.根据权利要求1所述的一种扇形天线，其特征在于，所述密封槽(13)为t型槽且槽口沿伸度方向开口逐步减小，密封体(21)包括与防护副体(20)固接的连接体(211)，连接体(211)内部布设有空腔且空腔内部布设有柔性支撑片(212)，连接体(211)内侧部均为薄片结构且连接体(211)相对密封槽(13)的一侧布设有柔性密封结构(213)。3.根据权利要求2所述的一种扇形天线，其特征在于，所述柔性密封结构(213)的连接结构为向外突出的弧形密封片一(2131)，且弧形密封片一(2131)的外侧还布设有弧形密封片二(2132)，弧形密封片一(2131)对应的半径小于弧形密封片二(2132)对应的半径，弧形密封片一(2131)和弧形密封片二(2132)端部通过弧形连接片三(2133)连接且弧形连接片三(2133)为向内凹陷布设，弧形密封片一(2131)和弧形密封片二(2132)之间通过连接薄片(2134)连接。4.根据权利要求2所述的一种扇形天线，其特征在于，所述柔性密封结构(213)包括弧形结构体一(2135)以及一体布设于弧形结构体端部的弧形结构体二(2136)，弧形结构体二(2136)为外鼓的弧形结构状。5.根据权利要求3或4所述的一种扇形天线，其特征在于，当所述密封连接体(211)和密封槽(13)连接适配后，柔性支撑片(212)由自然的弯曲状态受拉转为稳定地线性状态同时将弧形密封片一(2131)向密封槽(13)外拉扯且连接体(211)的侧部薄片结构在内部柔性支撑片(212)状态改变的作用下由线性状态转为向外鼓起的弯曲状态。6.根据权利要求1所述的一种扇形天线，其特征在于，所述防护本体(10)的内部布设有用于安置扇形天线模块(12)的盛放槽(14)且盛放槽(14)内部布设有散热铝片(15)且散热铝片(15)的外侧均匀布设有若干个散热点(16)，散热点(16)延伸至防护本体(10)的外侧。7.根据权利要求1所述的一种扇形天线，其特征在于，所述防护副体(20)的顶部布设有连接钩部(22)，防护本体(10)上布设有与连接钩部(22)相适配的连接钩槽(17)，连接钩槽(17)的根部为弧形结构布设且连接钩部(22)以弧形结构的圆心为回转中心做旋转运动。8.根据权利要求1所述的一种扇形天线，其特征在于，位于密封槽(13)外侧区域的所述防护本体(10)上布设有限位槽(18)，防护副体(20)上布设有与限位槽(18)相适配的限位体(23)。9.根据权利要求1所述的一种扇形天线，其特征在于，所述扇形天线包括多个扇形阵元(123)，分布在馈线(121)的不同位置上的扇形阵元(123)的圆心角不同，距离馈线(121)中部位置越近的扇形阵元(123)的圆心角越大。
10.根据权利要求9所述的一种扇形天线，其特征在于，各个所述扇形阵元(123)之间的圆心角的变化规律满足切比雪夫分布，或各个扇形阵元(123)之间的圆心角的变化规律满足泰勒分布。

技术总结
本发明公开了一种带有新型简单密封结构、成本低、实用性和经济性强的扇形天线，包括防护本体，防护本体的底部安装有连接端子，防护本体的内部布设有与连接端子电性连接的扇形天线模块，防护本体的根部可拆卸安装有防护副体，防护副体和防护本体通过螺纹连接有基座，基座上布设有与连接端子电性连接的电性连接头，防护副体和防护本体之间布设有密封结构，密封结构包括布设于防护本体上的密封槽，以及固定安装于防护副体上的密封体，密封体和密封槽适配后能够将防护副体和防护本体进行紧密配合，经过密封结构的紧密封合安装后，使得防护本体和防护副体完成紧密且相互拉扯的连接。护本体和防护副体完成紧密且相互拉扯的连接。护本体和防护副体完成紧密且相互拉扯的连接。


技术研发人员：王丁 张园 王帅 苏雅 甄丛杉 王丹丹 杨玉曼 姚亮 柳春
受保护的技术使用者：人天通信集团有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/25