專利名稱：短波寬帶全向天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種短波寬帶全向天線。
技術(shù)背景眾所周知，短波是0-3000km近、遠(yuǎn)距離通信的主要形式，而短波頻 段的寬頻帶全向天線是保證短波通信質(zhì)量的關(guān)鍵部件之一。已有的覆蓋 3-30MHZ整個(gè)短波頻段的寬頻帶全向天線主要有兩大類， 一類是傘錐， 扇錐，寬帶同相水平天線等；另外一類是加載寬帶天線，即在原有的天線 上用R-L-C電路元件加載來(lái)實(shí)現(xiàn)寬頻帶，例如，到V形寬帶天線，直立 加載寬帶天線等。由于傘錐，扇錐，寬帶同相水平這類天線的寬頻帶性能 主要其靠本身龐大的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而占地面積和空間比較大，不宜在空 間相對(duì)狹小的場(chǎng)地安裝，例如不能在艦船上安裝。而加載寬帶天線，以單 鞭天線為例，雖然具有相對(duì)尺寸小和寬帶的優(yōu)點(diǎn)，但是天線的效率卻較低。 目前，在有些設(shè)備上廣泛使用的雙鞭天線均為不用R-L-C網(wǎng)絡(luò)加載 的雙鞭天線，頻帶窄，只能覆蓋4:1的帶寬，不能覆蓋整個(gè)短波頻段。因 此實(shí)際中為了覆蓋整個(gè)3-30MHZ的短波頻段，往往需要使用兩副雙鞭天 線配合使用，即一副覆蓋3-12MHZ，另一副覆蓋9-30MHZ，但由于設(shè)備 只有一個(gè)輸出端，因而無(wú)法使用。 實(shí)用新型的內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述己有短波全向天線的缺點(diǎn)，提供一 種能承受2KW功率，體積相對(duì)小，能夠覆蓋整個(gè)3-30MHZ的短波頻段的寬帶全向天線。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)思路是不用R-L-C加載技術(shù)，也不 用像傘錐那樣靠天線本身龐大的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)寬頻帶，而是采用對(duì)三個(gè)鞭天 線的不同設(shè)置和分別降低高、低頻端的措施構(gòu)成短波寬帶全向天線。其具 體結(jié)構(gòu)如下技術(shù)方案1:短波寬帶全向天線的構(gòu)成，包括輻射體、同軸線，其中輻射體采用三個(gè)等高為Ho的鞭天線，均勻設(shè)置在半徑為R的圓周上，同軸線內(nèi)導(dǎo)體與三個(gè)鞭天線底部的饋線相連，且交匯于圓心點(diǎn)O，構(gòu)成并聯(lián)底饋饋電點(diǎn)； 該饋電點(diǎn)處同時(shí)設(shè)置第四個(gè)鞭天線和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),以降低高頻段天線駐 波比和兼顧整個(gè)頻段的低VSWR特性。 技術(shù)方案2:短波寬帶全向天線的構(gòu)成，包括輻射體、同軸線，其特征在于輻射體采用三個(gè)等高為Ho的鯁天線，設(shè)置在等腰三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、 B、 C， 同軸線內(nèi)導(dǎo)體與三個(gè)鞭天線底部饋線相連的交點(diǎn)O連接，構(gòu)成并聯(lián)底饋 饋電點(diǎn)；在該饋電點(diǎn)處同時(shí)設(shè)置第四個(gè)鞭天線和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，以降低高 頻段天線駐波比和兼顧整個(gè)頻段的低VSWR特性。所述的三個(gè)等高為HQ的鞭天線的上端開路或者通過金屬管連接為一 個(gè)整體。所述的第四個(gè)小鯁天線的高度H2為高頻段的A74。 本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于采用三個(gè)等高為H的鞭天線作為一個(gè)整體不僅體積小，而且 可滿足一個(gè)輸出端口的使用要求；2. 由于在三個(gè)鞭天線的并聯(lián)饋電點(diǎn)處附加一個(gè)高度為Ho的小鞭天 線，故使高頻段的駐波比VSWR明顯降低；3. 由于在同軸線中串聯(lián)由L-C元件構(gòu)成的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，可降低低 頻段的駐波比VSWR。4. 仿真結(jié)果表明本實(shí)用新型在3-30MHZ頻段，90%頻點(diǎn)的駐波 比VSWR^3.0，其余頻點(diǎn)的駐波比VSWRS3.5，增益G^4dB;在3-30MHZ 頻段，駐波比VSWR^3.0，增益G^3dB。。


圖1是本實(shí)用新型圓形布局結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型圓形布局的底饋結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型三角形布局結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的仿真VSWR-f特性曲線圖。以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述。 參照?qǐng)D1和圖2，本實(shí)用新型的輻射體1包括第一個(gè)鞭天線2、第二 個(gè)鞭天線3、第三個(gè)鞭天線4構(gòu)成，該三個(gè)鞭天線的高度相同，其高度 Ho為最低工作頻率的0.17X，且按均勻分布在半徑為R的圓周上的位置排 列，底部通過金屬管或饋線5、 6、 7相互連接交互于圓心0點(diǎn)，該圓心 0點(diǎn)與同軸饋線12的內(nèi)導(dǎo)體13相連，構(gòu)成并聯(lián)底饋饋電點(diǎn)，同軸線12 的外導(dǎo)體14接地，圓周半徑R為最低工作頻率的0.025人。該三個(gè)等高鞭天線分別通過高頻絕緣材料8、 9、 10固定在地面或其 它使用載體11上，與地面或其它使用載體的距離H!最低為lm。在三個(gè) 鞭天線的并聯(lián)饋電點(diǎn)處附加一個(gè)高度為H2的小鞭天線15，用于改善天線在短波高頻段的VSWR特性，該小粳天線的高度H2為高頻段的V4，在 同軸饋線12中串聯(lián)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)16，該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)由L-C元件構(gòu)成, 用來(lái)改善天線在低頻段的VSWR特性。該三個(gè)等高鞭天線的頂端開路， 也可以用金屬管連在一起，以提高機(jī)械強(qiáng)度。參照?qǐng)D3，本實(shí)用新型的輻射體l由第一個(gè)鞭天線2、第二個(gè)鞭天線 3、第三個(gè)鞭天線4構(gòu)成，該三個(gè)鞭天線的高度相同，其高度Ho為最低工 作頻率的0.17、按照等腰三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、 B、 C排列，等腰三角 形的底邊AC與兩腰頂點(diǎn)高度h的比例為5: 3。三個(gè)鞭天線的底部通過 金屬管或饋線5、 6、 7相互連接交互于圓心0點(diǎn)，同軸線內(nèi)導(dǎo)體與該交 點(diǎn)0連接，構(gòu)成并聯(lián)底饋饋電點(diǎn)，該饋電點(diǎn)處設(shè)置有第四個(gè)小鯁天線(15), 該鞭天線的高度H2為高頻段的A74。在同軸饋線12中串聯(lián)有阻抗匹配網(wǎng) 絡(luò)16(圖中未畫出)，該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)由L-C元件構(gòu)成，用來(lái)改善天線在 低頻段的VSWR特性。所述的三個(gè)等高鞭天線分別通過高頻絕緣材料8、 9、 IO固定在地面 或其它使用載體ll上，與地面或其它使用載體的距離H,最低為lm。由 于鞭天線的高度比較高，為了提高天線的機(jī)械強(qiáng)度，減少拉線的數(shù)量，該 三個(gè)等高鞭天線的頂端部用金屬管17、 18、 19連接成一個(gè)整體。本實(shí)用新型安裝后的總高度為H二Ho+H,，其性能可通過圖4仿真 圖顯示，除了個(gè)別頻點(diǎn)的VSWRS3.5以外，其余VSWRS3.0，符合短波 寬帶天線的要求。
權(quán)利要求1. 一種短波寬帶全向天線，包括輻射體、同軸線，其特征在于輻射體采用三根等高為H0的鞭天線(2、3、4)，均勻設(shè)置在半徑為R的圓周上，同軸線內(nèi)導(dǎo)體與三根鞭天線底部的饋線相連，且交匯于圓心點(diǎn)(O)，構(gòu)成并聯(lián)底饋饋電點(diǎn)；該饋電點(diǎn)處同時(shí)設(shè)置第四根鞭天線(15)和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(16)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波寬帶全向天線，其特征在于三根等 高鞭天線(2、 3、 4)的頂端部開路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波寬帶全向天線，其特征在于三根等 高鯁天線(2、 3、 4)的底部分別用高頻絕緣材料(8、 9、 10)固定在 地面或使用載體(11)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的短波寬帶全向天線，其特征在于三個(gè)鞭 天線(2、 3、 4)底部與地面或使用載體(11)的高度H,至少為lm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波寬帶全向天線，其特征在于第四根 鞭天線(15)的高度H2為高頻段的A/4。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波寬帶全向天線，其特征在于阻抗匹 配網(wǎng)絡(luò)(16)由與同軸饋線串聯(lián)的L-C網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波寬帶全向天線，其特征在于圓周半 徑R為最低工作頻率的
8、 一種短波寬帶全向天線，包括輻射體、同軸線，其特征在于輻 射體采用三根等高為HQ的粳天線(2、 3、 4)，設(shè)置在等腰三角形的三 個(gè)頂點(diǎn)，同軸線內(nèi)導(dǎo)體與三根鞭天線底部饋線相連的交點(diǎn)(O)連接，構(gòu)成并聯(lián)底饋饋電點(diǎn)；在該饋電點(diǎn)處同時(shí)設(shè)置第四根鞭天線(15)和阻 抗匹配網(wǎng)絡(luò)(16)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的短波寬帶全向天線，其特征在于三根等 高鞭天線(2、 3、 4)的頂端部用金屬管(17、 18、 19)連接成一個(gè)整 體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的短波寬帶全向天線，其特征在于等腰三 角形的底邊AC與兩腰頂點(diǎn)高度h的比例為5: 3。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種體積相對(duì)小的寬帶高增益大功率全向短波天線。該天線主要由位于半徑為R的圓周上的總高度為H的三個(gè)并聯(lián)底饋鞭天線2、3、4組成。為了使天線在3-30MHz短波整個(gè)頻段內(nèi)有較平坦的VSWR曲線，在饋電點(diǎn)處附加了一個(gè)高度為H₂，小鞭天線15，以降低高頻段的VSWR，并在同軸饋線上串聯(lián)由L-C元件構(gòu)成的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)16來(lái)減少天線在f＝3MHz的VSWR。仿真結(jié)果表明，在3-30MHz頻段內(nèi)，在80％頻段VSWR≤2.0，個(gè)別頻點(diǎn)VSWR小于3.5，增益在5-8dBi，水平面增益方向圖呈全向，垂直面增益方向圖呈8字型。
文檔編號(hào)H01Q3/00GK201126858SQ20072003277
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者俱新德, 張培團(tuán), 徐云學(xué), 王玉玨, 趙玉軍, 靳建新 申請(qǐng)人:陜西海通天線有限責(zé)任公司