專利名稱：交叉場天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電波與天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種交叉場天線。尤其適用于長波、中波、短波廣播電臺使用的發(fā)射天線。
我國人民廣播電臺擔(dān)負(fù)著宣傳黨和政府的政策、豐富人民群眾的文化生活等重要任務(wù)。大型的長波、中波、短波廣播電臺使用的發(fā)射天線遍布全國各地，這些天線是直立桅桿天線。天線長度為四分之一波長時，天線的輻射效率最高。因此，在長波、中波波段，天線的幾何高度很高，除用高塔(木桿或金屬)作為支架將天線吊起外，也可直接用鐵塔作為輻射體，即為鐵塔天線或桅桿天線。這種天線體積大、高度高、占地面積大以及價格昂貴等。并且，由于其輻射效率低，巨大的能量集中在感應(yīng)區(qū)，屬于不能輻射的部分，其對周圍的電子設(shè)備、生物的電磁輻射強，電磁干擾大。
本實用新型的目的在于避免上述已有天線的不足，提供一種交叉場天線。具有體積小、重量輕、帶寬寬、電磁兼容性好、占地面積小等優(yōu)點。
本實用新型是依靠下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種交叉場天線，其特征在于，它主要由電場板、電流板及地網(wǎng)部分所組成，其中，電場板上部為園錐形，下部為園柱形，電流板為平板，地網(wǎng)為網(wǎng)狀平板形。所述電場板是設(shè)置在上，電流板是設(shè)置在中間，地網(wǎng)是設(shè)置在下方。其中電場板高出電流板的高度約等于電流板高出地網(wǎng)的高度，此高度依據(jù)輻射頻率的變化而變化。
本交叉場天線的工作原理如下如圖1給出交叉場天線工作原理框圖。對于中波廣播交叉場天線，發(fā)射機輸出信號經(jīng)過功率分配器，生成相位差90度移相的兩路信號，分別經(jīng)過匹配網(wǎng)絡(luò)，一路饋送到電場板，另一路饋送到電流板，電場板與地網(wǎng)產(chǎn)生電場，而電流板與地網(wǎng)構(gòu)成一個電容器，產(chǎn)生位移電流，該位移電流產(chǎn)生磁場。由于電場板和電流板的尺寸均比發(fā)射波長小很多，使單元上的電荷很小，所以，磁場主要來自于位移電流。當(dāng)在電流板上加有隨時間變化的電壓時，位移電流產(chǎn)生的磁場相位超前于所加電壓90度，為使交互作用區(qū)內(nèi)H與E同相，加到電流板的電壓須移相90度，這樣在近區(qū)場就能產(chǎn)生坡印亭(Poynting)矢量，從而向外輻射。由于電場和磁場在交互作用區(qū)內(nèi)交叉加強，形成可以向外輻射的交變電磁場，因此叫做交叉場天線。
此外，交叉場天線在近區(qū)交互作用區(qū)內(nèi)就能得到普通天線遠區(qū)場空間阻抗匹配，即電場與磁場的比值等于120π(377Ω)，是個實數(shù)，因而可使電磁場有最大的能量轉(zhuǎn)移，電磁能量離開場源向空間輻射，不再返回。
長波、中波廣播主要以地波傳播為主，要求天線的輻射仰角低以減少天波，使地波覆蓋更遠與減少夜間天波反射引起的對遠距離其它同、鄰頻中波臺的干擾。為獲得這些特性，電場板上方有一個延長的圓錐部分。圓錐部分主要用于限制電場板的電場曲線以降低發(fā)射仰角和減少衰落與干擾，在減少天波的同時，地波輻射也相應(yīng)增強。
本實用新型的積極效果是1.本交叉場天線主要由電場板、電流板及地網(wǎng)部分所組成，結(jié)構(gòu)簡潔，體積小、重量輕、帶寬寬、電磁兼容性好。
2.占地面積小，安裝時無須大量征地和建設(shè)高大的鐵塔，只要放在市內(nèi)建筑物的屋頂上，接上發(fā)射機，即可對所覆蓋的區(qū)域內(nèi)全天播出高質(zhì)量的廣播信號，從而大大降低了中波臺站的建設(shè)、使用以及管理費用。
3.本交叉場天線的尺寸和高度可以做得很小，一般高度小于波長的3％，輻射功率小，即可達到很好的收聽效果。但為滿足大功率電平的工程要求，有一個與功率有關(guān)的最低高度。
4.普通垂直天線是一種諧振結(jié)構(gòu)，在近區(qū)，電場滯后于磁場90度，因而坡印亭矢量是個虛數(shù)，電磁能量在源與場之間來回振蕩，有很大的感應(yīng)場，而交叉場天線的電場與磁場同相，且在交互作用區(qū)內(nèi)就直接與空間阻抗匹配并參與輻射，留給感應(yīng)耦合的場很小，這樣兩副交叉場天線即使靠得很近也不會互相干擾。交叉場天線工作正常時，對附近的電子設(shè)備、人體等，不會有感應(yīng)耦合。
以下結(jié)合說明書附圖，對本實用新型的結(jié)構(gòu)特征和實施方案作進一步說明。


圖1給出本實用新型的工作原理圖。
圖2給出本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
由圖2給出實施例，它主要由電場板(1)、電流板(2)及地網(wǎng)(3)部分所組成，其中電場板(1)上部為園錐形(1.1)下部為園柱形(1.2)，電流板(2)為平板，地網(wǎng)(3)為網(wǎng)狀平板形。而電場板(1)是設(shè)置在上，電流板(2)是設(shè)置在中間，地網(wǎng)(3)是沒置在下方。其中電場板(1)高出電流板(2)的高度約等于電流板高出地網(wǎng)(3)的高度，此高度依據(jù)輻射頻率的變化而變化。在電場板(1)上方有一個延長的圓錐(1.1)部分，主要用來限制電場板(1)的電場曲線以降低發(fā)射仰角和減少衰落與干擾，在減少天波的同時，地波輻射也相應(yīng)增強。上述圖中4為發(fā)射機、5為功率移相器、6為位移電流、7為坡印亭矢量。
本交叉場天線的尺寸和高度可以做得很小，一般高度小于波長的3％，輻射功率小，即可達到很好的收聽效果。但為滿足大功率電平的工程要求，有一個與功率有關(guān)的最低高度。占地面積小，安裝時無須大量征地和建設(shè)高大的鐵塔，只要放在市內(nèi)的建筑物的屋頂上，接上發(fā)射機，即可投入正常的廣播使用狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種交叉場天線，其特征在于，它主要由電場板(1)、電流板(2)及地網(wǎng)(3)部分所組成，其中，電場板(1)上部為園錐形(1.1)，下部為園柱形(1.2)，電流板(2)為平板，地網(wǎng)(3)為網(wǎng)狀平板形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交叉場天線，其特征在于，所述電場板(1)是設(shè)置在上，電流板(2)是設(shè)置在中間，地網(wǎng)(3)是設(shè)置在下方，其中電場板(1)高出電流板(2)的高度約等于電流板(2)高出地網(wǎng)(3)的高度，此高度依據(jù)輻射頻率的變化而變化。
專利摘要一種交叉場天線,主要由電場板、電流板及地網(wǎng)部分所組成,電場板設(shè)置在上,電流板設(shè)置在中間,地網(wǎng)設(shè)置在下方。發(fā)射機輸出信號經(jīng)過90度移相,一路饋送到電場板,另一路饋送到電流板,電場板與地網(wǎng)產(chǎn)生電場,而電流板與地網(wǎng)構(gòu)成一個電容器,產(chǎn)生位移電流,該位移電流產(chǎn)生磁場。由于電場和磁場在交互作用區(qū)內(nèi)交叉加強,形成可以向外輻射的交變電磁場。具有體積小、重量輕、帶寬寬、電磁兼容性好、占地面積小等優(yōu)點。
文檔編號H01Q9/04GK2482743SQ0121988
公開日2002年3月20日 申請日期2001年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月20日
發(fā)明者楊靖, 崔為兵, 彭國選, 黃迎君, 黃志林, 馬鵬翀, 趙讓元 申請人:河南信息廣播電臺, 新鄉(xiāng)三端電子技術(shù)有限公司