專(zhuān)利名稱(chēng)：雙碟螺旋型發(fā)射天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種雙碟螺旋型發(fā)射天線，用于長(zhǎng)波、中波、短波廣播信號(hào)的發(fā)射，屬于無(wú)線電廣播、通訊技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，傳統(tǒng)的長(zhǎng)波、中波或短波無(wú)線電廣播發(fā)射的天線裝置，均屬于對(duì)地分布參數(shù)、諧振式天線，依據(jù)地面鏡像原理。其發(fā)射天線的高度和地網(wǎng)占有土地面積均與射頻電磁波長(zhǎng)是密切相關(guān)的。一般長(zhǎng)波的波長(zhǎng)可達(dá)3千米以上，中波的波長(zhǎng)為180-560米之間，短波的波長(zhǎng)也有幾十米。如直立塔式中波天線的高度設(shè)計(jì)為λ/4-λ/2(其λ為射頻電磁波的波長(zhǎng))。由此，中波發(fā)射天線有上百米的塔高、地網(wǎng)占地面積有幾十畝，多則幾百畝，可見(jiàn)地網(wǎng)和鐵塔架的費(fèi)用是高昂的。對(duì)于1MHZ頻率的發(fā)射天線，使用1/2λ波長(zhǎng)天線時(shí)，塔體高為150米；同時(shí)必須有以塔體為中心，半徑為150米的區(qū)域圓內(nèi)敷埋銅線，地網(wǎng)占用土地約110畝。由此，帶來(lái)維護(hù)難度是可想而知的。對(duì)于機(jī)房操作人員，在此天線設(shè)備中遭受連續(xù)大功率電磁輻射，一直是無(wú)法解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙碟螺旋型發(fā)射天線，用于長(zhǎng)波、中波、短波廣播信號(hào)的發(fā)射?？朔松鲜鋈秉c(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，天線高度低、占地面積小、架設(shè)維護(hù)方便，適合于安裝城市樓頂?shù)冉ㄖ镏?。同時(shí)，天線的底部方向輻射場(chǎng)強(qiáng)極低，從根本上解決對(duì)工作人員的有害電磁輻射問(wèn)題。
一種雙碟螺旋型發(fā)射天線，包括有輻射器和天線基座兩部分構(gòu)成，輻射器安裝在天線基座上；其特征在于輻射器是由上、下兩個(gè)碟型極板構(gòu)成的開(kāi)放電容型輻射器。在上、下兩個(gè)碟型極板之間有均布的3-8根防雨裙支柱支撐，螺旋型主振線圈垂直設(shè)置在上、下兩個(gè)碟型極板之間并在由防雨裙支柱圍成護(hù)圈的中心位置處，螺旋型主振線圈通過(guò)轉(zhuǎn)接卡具固定在防雨裙支柱上。螺旋型主振線圈上端與上碟型極板相連，螺旋型主振線圈下端穿過(guò)下碟型極板與調(diào)配箱輸出端相連接。
上、下兩個(gè)碟型極板間的平均高度為λ/40-λ/30；上、下兩個(gè)碟型極板外圓盤(pán)的直徑分別為λ/40-λ/30。其中，波長(zhǎng)λ為10-4600米。
上、下兩個(gè)碟型極板由角鋼構(gòu)成碟型骨架，骨架上鋪設(shè)有鋁、銅或不銹鋼的蒙皮材料。
防雨裙支柱的每一根支柱由2-8柱節(jié)構(gòu)成，柱節(jié)之間以及支柱和碟型板極間由上、下法蘭和螺栓連接。每節(jié)支柱的上端法蘭為裙式防雨結(jié)構(gòu)，支柱的造型為帶法蘭圓柱、竹節(jié)、花瓶及藝術(shù)造型。
防雨裙支柱的材料選為高強(qiáng)度高頻瓷、聚四氟乙烯、玻璃鋼等絕緣介質(zhì)材料。
螺旋型主振線圈的材料選為銅管或紫銅管，其表面鍍鉻處理。
天線基座為方形基座或圓形基座，方形基座的長(zhǎng)和寬應(yīng)大于碟型極板的大圓盤(pán)直徑的1.5倍。
調(diào)配箱設(shè)置于天線基座的中間，也可設(shè)置于天線基座的側(cè)旁位置。在調(diào)配箱內(nèi)設(shè)有屏蔽層，它與天線基座和碟形下極板由銅帶接地連接。
在雙頻共用時(shí)，中波天線主振線圈變更為雙頻主振線圈，雙頻主振線圈是由匝距較大的高頻線圈和匝距較小的低頻線圈組成，其中間設(shè)有連接點(diǎn)。
本發(fā)明的雙碟螺旋型發(fā)射天線所依據(jù)的是經(jīng)典電磁場(chǎng)理論和傳統(tǒng)用集中參數(shù)的原理，目的是減小天線的尺寸。但此前該經(jīng)典理論和傳統(tǒng)方法多用于超短波段和線形輻射器或電感輻射器。本發(fā)明提出的雙碟螺旋型發(fā)射天線，其創(chuàng)新點(diǎn)在于使用集中參數(shù)、諧振式、開(kāi)放電容輻射器的天線裝置，且應(yīng)用于長(zhǎng)、中、短波段的發(fā)射。它的結(jié)構(gòu)尺寸就可以大大減小，天線的發(fā)射效率優(yōu)于傳統(tǒng)天線裝置。
本發(fā)明提供一種雙碟螺旋型發(fā)射天線，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，天線輻射器的高度低、占地面積小、架設(shè)維護(hù)方便，適合于安裝在城市樓頂?shù)冉ㄖ镏?。同時(shí)，輻射器的底部方向輻射場(chǎng)強(qiáng)極低，從根本上解決了對(duì)工作人員的有害電磁輻射問(wèn)題，它是廣播通訊領(lǐng)域內(nèi)的一次變革。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-上碟形極板，2-下碟形極板，3-螺旋型主振線圈，4-支柱，5-轉(zhuǎn)接卡具，6-輻射器 7-天線基座，8-調(diào)配箱。
圖2為本發(fā)明集中參數(shù)電路圖。其中Lo為螺旋型主振線圈的電感，Co為開(kāi)放電容型輻射器的電容。
圖3為螺旋型主振線圈與防雨裙支柱固定的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中9-防雨裙式上法蘭，10-上法蘭孔，11-下法蘭，12-支柱卡，13-線圈卡與支柱卡間連接螺栓，14-支柱卡固緊螺栓，16-線圈卡。
圖4為圖3的A-A剖視圖。圖中15-線圈卡固緊螺栓。
圖5為中波雙頻螺旋型主振線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中30-雙頻線圈，31-高頻線圈，32-低頻線圈，節(jié)點(diǎn)-33。
圖6為中波高頻端設(shè)置在高樓頂?shù)氖疽鈭D。圖中17-樓房，101-平板型極板。
輻射器6是由上碟型極板1和下碟型極板2構(gòu)成開(kāi)放電容型輻射器。上、下兩個(gè)碟型極板1、2之間的平均高度為λ/40--λ/30(波長(zhǎng)λ＝10-4600米)；上、下兩個(gè)碟型極板外圓盤(pán)的直徑分別為λ/40-λ/30。上、下兩個(gè)碟型極板1、2由角鋼構(gòu)成碟型骨架，骨架上鋪設(shè)有鋁、銅或不銹鋼的蒙皮材料。
在上、下兩個(gè)碟型極板1、2之間均布有3-8根絕緣的防雨裙支柱4支撐，螺旋型主振線圈3垂直設(shè)置于上、下兩個(gè)碟型極板1，2之間并由防雨裙支柱4圍成護(hù)圈的中心位置處。螺旋型主振線圈3通過(guò)轉(zhuǎn)接卡具5固定在防雨裙支柱4上。螺旋型主振線圈3的上端與上碟型極板1相連，螺旋型主振線圈3的下端穿過(guò)下碟型極板2與調(diào)配箱8的輸出端相連接。從附圖2的電路示意圖可以看出，圖中的Lo為螺旋型主振線圈的電感，它是本發(fā)明螺旋型主振線圈3；Co為開(kāi)放電容型輻射器的電容極板，它是由上碟型極板1和下碟型極板2構(gòu)成的開(kāi)放電容型輻射器。螺旋型主振線圈3的材料選為銅管或紫銅管，其表面為鍍鉻處理。
防雨裙支柱4的每一根支柱由2-8柱節(jié)構(gòu)成，柱節(jié)之間以及支柱和上、下碟型極板1、2之間由防雨裙上法蘭9和下法蘭11，并有螺栓通過(guò)上、下法蘭孔10及螺栓相連接。防雨裙支柱4的造型為帶法蘭的圓柱、竹節(jié)、花瓶及其它藝術(shù)柱造型。每節(jié)支柱的上端法蘭9為裙式防雨結(jié)構(gòu)，其目的在于雨季中，支柱4上的防雨裙部分免被雨水侵濕，保持干燥，以免造成上、下兩個(gè)碟型極板1、2的導(dǎo)通短路，發(fā)生故障。支柱4的材料選為高強(qiáng)度高頻瓷、聚四氟乙烯、玻璃鋼或其它絕緣介質(zhì)材料。
螺旋型主振線圈3依靠若干個(gè)轉(zhuǎn)接卡具5固定在防雨裙支柱4上。轉(zhuǎn)接卡具5包括有線圈卡16和支柱卡14。線圈卡16通過(guò)線圈卡固緊螺栓15夾緊螺旋型主振線圈3，支柱卡14通過(guò)支柱卡固緊螺栓14壓緊在防雨裙支柱4，線圈卡13與支柱卡14之間通過(guò)螺栓13，使螺旋型主振線圈3與防雨裙支柱4連接，使螺旋型主振線圈3牢固地固定在防雨裙支柱4上。
天線基座7為方形基座或圓形基座；方形基座的長(zhǎng)和寬應(yīng)大于碟型極板外圓盤(pán)直徑的1.5倍。天線基座7先用角鋼焊接成珩架結(jié)構(gòu)的方形骨架，然后在上面鋪設(shè)鋼板，下碟型極板2由螺栓與天線基座7相連接并由銅帶接地，天線基座7四邊由銅帶規(guī)范接地。
調(diào)配箱8的主要功能是擔(dān)負(fù)該天線的阻抗變換任務(wù)，通過(guò)調(diào)節(jié)電感及電容的匹配值，確保天線的正常工作。調(diào)配箱8設(shè)置于天線基座7的中間，也可設(shè)置于天線基座7的側(cè)旁位置。調(diào)配箱8的箱體(調(diào)配箱體可設(shè)計(jì)為調(diào)配室)的外殼或者在調(diào)配箱內(nèi)設(shè)有屏蔽層并保證有良好的接地。目的是為避免干擾并使工作人員免于遭受電磁場(chǎng)的輻射，況且本天線裝置的磁場(chǎng)輻射很低，從根本上解決工作人員的電磁輻射問(wèn)題。
在中波頻率的高端(頻率大于1.3兆赫)的天線架設(shè)于高于50米的建筑物17頂上時(shí)，上碟形極板1改為平板型極板101。目的是以減少“天波”發(fā)射強(qiáng)度，增強(qiáng)“地波”輻射能力。
在雙頻共用時(shí)，中波天線主振線圈變更為雙頻主振線圈。雙頻主振線圈30。雙頻主振線圈30由匝距較大的高頻線圈31和匝距較小的低頻線圈32組成，中間設(shè)有連接點(diǎn)33。低頻線圈32輸出端及連接節(jié)點(diǎn)33分別與調(diào)配箱8輸出端相連接。使用時(shí)，高頻線圈31經(jīng)其節(jié)點(diǎn)33構(gòu)成主振線圈進(jìn)行高頻發(fā)射；當(dāng)使用中波的發(fā)射時(shí)，高頻線圈31+低頻線圈32構(gòu)成主振線圈進(jìn)行發(fā)射。由此一機(jī)兩用，節(jié)約資金。
本發(fā)明給出的天線發(fā)射功率為0.1KW～1000KW，輻射器的高度為0.6米-150米，占地面積對(duì)中波天線來(lái)說(shuō)僅有100平方米左右。
權(quán)利要求
1.一種雙碟螺旋型發(fā)射天線，包括有輻射器和天線基座兩部分構(gòu)成，輻射器安裝在天線基座上；其特征在于輻射器是由上、下兩個(gè)碟型極板構(gòu)成的開(kāi)放電容型輻射器，在上、下兩個(gè)碟型極板之間有均布的3-8根支柱支撐，螺旋型主振線圈垂直設(shè)置在上、下兩個(gè)碟型極板之間并在由支柱圍成護(hù)圈的中心位置處，螺旋型主振線圈通過(guò)轉(zhuǎn)接卡具固定在防雨裙支柱上；螺旋型主振線圈上端與上碟型極板相連，螺旋型主振線圈下端穿過(guò)下碟型極板與調(diào)配箱輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙碟螺旋型發(fā)射天線，其特征在于上、下兩個(gè)碟型極板間的高度以及上、下兩個(gè)碟型極板外圓盤(pán)的直徑分別為λ/40-λ/30，波長(zhǎng)λ為10-4600米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙碟螺旋型發(fā)射天線，其特征在于上、下兩個(gè)碟型極板由角鋼構(gòu)成碟型骨架，骨架上鋪設(shè)有鋁、銅或不銹鋼的蒙皮材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙碟螺旋型發(fā)射天線，其特征在于每一根支柱由2-8柱節(jié)構(gòu)成，柱節(jié)之間以及支柱與碟型極板之間由上、下法蘭及螺栓連接，每節(jié)支柱的上端法蘭為裙式防雨結(jié)構(gòu)，支柱的造型為帶法蘭圓柱、竹節(jié)、花瓶造型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙碟螺旋型發(fā)射天線，其特征在于防雨裙支柱的材料選為高強(qiáng)度高頻瓷、聚四氟乙烯、玻璃鋼絕緣介質(zhì)材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙碟螺旋型發(fā)射天線，其特征在于螺旋型主振線圈的材料選為銅管或紫銅管，其表面鍍鉻處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙碟螺旋型發(fā)射天線，其特征在于方形基座的長(zhǎng)和寬應(yīng)大于碟型極板的大圓盤(pán)直徑的1.5倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙碟螺旋型發(fā)射天線，其特征在于天線主振線圈設(shè)計(jì)成雙頻主振線圈，它是由匝距較大的高頻線圈和匝距較小的低頻線圈組成，其中間設(shè)有連接點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙碟螺旋型發(fā)射天線，其特征在于上碟形極板可為平板型。
全文摘要
一種雙碟螺旋型發(fā)射天線屬于無(wú)線電廣播、通訊技術(shù)領(lǐng)域。它有輻射器和天線基座兩部分構(gòu)成，輻射器安裝在天線基座上。輻射器有上、下兩個(gè)碟型極板，在上、下極板之間有防雨裙支柱，螺旋型主振線圈設(shè)置在極板之間通過(guò)轉(zhuǎn)接卡固定在支柱上。主振線圈上端與上極板相連，下端穿過(guò)下極板與調(diào)配箱相連接。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于使用集中參數(shù)、諧振式、開(kāi)放電容輻射器，該輻射器尺寸減小為λ/40－λ/30(波長(zhǎng)λ＝10－4600米)，它適用于長(zhǎng)、中、短波段的發(fā)射。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，天線的高度低、占地面積小、架設(shè)維護(hù)方便，適合于安裝在城市樓頂?shù)冉ㄖ镏?。該天線對(duì)底置機(jī)房的輻射場(chǎng)強(qiáng)低，從根本上解決對(duì)工作人員的有害電磁輻射問(wèn)題，它是廣播通訊領(lǐng)域內(nèi)的一次變革。
文檔編號(hào)H01Q19/18GK1481049SQ03146149
公開(kāi)日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者何根生, 崔志民, 李濤 申請(qǐng)人:何根生