CN101527389B - 车载天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载天线，其包括：天线本体，基本平行于车体的顶部，其包括平行且等间隔地排列的第一长圆环、第二长圆环和第三长圆环，其中，第二长圆环在两侧与第一长圆环和第三长圆环都呈“8”型连接；固定支架，用于将天线本体绝缘地固定于车体的顶部；以及馈线，电连接至第三长圆环的馈电点。本发明车载天线相比较于竖立使用的半环天线和鞭形天线，其安装的牢固性大大提高，从而适于在快速行驶或者有大风的野战情况下使用。本发明三环天线被基本水平放置在车顶上，几乎可以达到无盲区的水准，在开阔地移动通信时，通信质量较好。

Description

车载天线

技术领域

本发明涉及一种车载短波电台所使用的车载天线。

背景技术

目前，随着大规模集成电路技术的不断出现，电台的体积将会进一步减小，因而通信车也逐渐向小型化发展，与电台配套的垂直直立天线(单鞭天线)或半环天线，几十年来变化不大，小型化通信车上虽然采用了许多良好解决方法，但仍存在以下几方面的问题：

(1)天线高度较高(3m左右)，在快速行驶过程中或者风力较大的环境下将承受较大的风阻，导致对天线本身的结构强度有较高要求，从而提高了制造成本；

(2)天线辐射效率较低(20％～40％)；

(3)工作频带内驻波系数较大(约为3)；

(4)近距离通信有“盲区”(约为0～80-100公里)；

这些问题致使在通信距离一定的情况下，电台的发射功率必须增加，以提高通信质量；所带来的后果是导致电台的可靠性下降，维修量加大等问题的出现。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种对天线结构强度要求较小的车载天线。

为此，本发明提供了一种车载天线，其包括：天线本体，置于车体的顶部，其包括平行且等间隔地排列的第一长圆环、第二长圆环和第三长圆环，其中，第二长圆环在两侧与第一长圆环和第三长圆环都呈“8”型连接；固定支架，用于将天线本体绝缘地固定于车体的顶部；以及馈线，电连接至第三长圆环的馈电点。

优选地，上述固定支架包括绝缘天线座，用于固定天线本体；安装支座，固定于车体顶部的行李架，其中，绝缘天线座固定于安装支座上。

优选地，上述天线主体由至少一根金属管弯折制成。

进一步优选地，上述天线主体包括两直管、与一直管形成第一长圆环的环接管和环接管、与另一直管构成第三长圆环的环接管和环接管，其中，环接管形成第二长圆环。

更优选地，上述两直管和环接管由铝管弯折而成。

优选地，上述天线主体的整个宽度D2与整个长度L2之比基本为0.5。

优选地，上述第一、第二、第三长圆环的两侧管之间的间隔距离相等，且间隔距离等于相邻两长圆环的管之间的间隔距离。

优选地，上述绝缘天线座由绝缘电阻为至少500兆欧姆的环氧树脂材料制成。

优选地，上述车体的顶部设有调谐装置。

优选地，上述天线主体由直径为25mm的铝管制成，长圆环的长度为2130mm、宽度为250mm，并且相邻两长圆环之间的设置距离为450mm。

本发明车载天线相比较于竖立使用的半环天线和鞭形天线，其安装的牢固性大大提高，从而适于在快速行驶或者有大风的野战情况下使用。

三环天线被基本水平放置在车顶上，几乎可以达到无盲区的水准，其主要原因是在近距离通信时，该天线利用高仰角的方向性，在远距离通信时，该天线利用低仰角的方向性。在特定地形定点通信时，通信的信号强度与半环天线信号强度基本相当，优越性不一定很明显；但在开阔地移动通信时，通信质量的优越性相当明显。

依据天线理论，半环天线和鞭形天线垂直面的方向图为半“8”型。即使鞭形天线采用弯曲方式使用，只是改变了方向图最大辐射方向与地面的夹角，并不能形成多个波束，因此，在利用天波通信时，这种使用方式有较为严重的“盲区”。在特定地形定点通信时，“盲区”表现并不一定很明显；但在开阔地移动通信中，这一现象表现相当明显。

本发明的车载天线采用了自动天调技术，驻波系数在整个工作频带内均可以小于3。

本发明的三环天线具有三个环，较半环天线的辐射面积大，辐射效率提高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明的其它的目的、特征和效果作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1示出了根据本发明的车载天线安装于车体顶部的示意图；

图2示出了根据本发明优选实施例的车载天线的俯视结构示意图；

图3示出了图2所示车载天线的侧视结构示意图；

图4示出了图2所示车载天线的B向视图；

图5示出了图2所示车载天线的A-A视图；

图6示出了图2所示车载天线的A向视图；

图7示出了图2所示车载天线的E-E视图；以及

图8示出了图2所示车载天线的C-C视图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例，对本发明进行详细描述。

图1示出了根据本发明的车载天线安装于车体顶部的示意图。如图所示，在车体30的顶部设有呈三环状的天线本体10(或简称为“三环天线”)，天线本体10基本平行于车体30的顶面，并且通过固定支架20与车体相互绝缘地固定在一起，三环天线10上连接有馈线40，并且在车顶上还设有天线本体的调谐装置50。

相比较于竖立使用的半环天线和鞭形天线，其安装的牢固性大大提高，从而适于在快速行驶或者有大风的野战情况下使用。三环天线被水平放置在车顶上，通过调谐装置顶部调谐，可以产生垂直仰角辐射，天波垂直落地与地波衔接，基本没有盲区。三环天线与车体绝缘，将车体噪声源彻底隔离，净化了信道背景，通信质量明显提高。三环天线的表面积大，使得接受信号好。

由于本发明的三环天线基本平行于车顶布置，可以利用现有的行李架平台，通过固定支架20使得三环天线10固定地固定于车体30的行李架，同时，通过该固定支架20实现三环天线与车体的绝缘，实施起来比较容易，只需要将固定支架20的与三环天线接触的那部分结构由绝缘材料制作即可。

下面结合图2至图8，对本发明的优选实施例的三环天线的结构及其参数设置进行详细说明。

如图2所示，天线本体10包括平行且等间隔地排列的第一长圆环10A、第二长圆环10B和第三长圆环10C，其中，第二长圆环10B在两侧与第一长圆环10A和第三长圆环10A都呈“8”型连接；馈线40电连接至第三长圆环10C的馈电点P。

上述第一、第二、第三长圆环10A、10B、10C可以多根管连接而成，这些管包括直管11、直管16、环接管12、13、14、15，其中，环接管12和环接管13的形状对称、与直管11形成第一长圆环10A，并且环接管12和环接管13还交叉延伸至第二长圆环10B所在的位置；环接管14和环接管15的形状对称，与直管16构成第三长圆环10C，并且，环接管14、15还交叉延伸至第二长圆环10B所在的位置、并与环接管12、13的端部连接在一起形成第二长圆环10B。其连接位置为S1、S2、S3、S4、S5、S6。

上述的环接管12、13、14、15分别具有半圆形弯管和交叉延伸的弯折部分，这些部分的制作可以通过折弯机和相应的模具来实现，从而使得过渡圆滑。

上述直管11、16和环接管12、13、14、15由优质的铝管弯折而成。然而，相比较于现有技术的用于制造半环天线的高强度的铝合金材料而言，对本发明的三环天线的铝管的结构强度没有要求，因为铝管本身并不承重。

发明人发现，使天线本体的整个宽度D2(即直管11和直管16之间的间距)与整个长度L2(即每个长圆环的长度)之比基本保持在0.5时，接收信号较好。此时，天线本体的长度和车体的长度方向通常保持一致，以便于三环天线不超出车体而妨碍交通。

另外，使各长圆环的内外两侧的管之间的间隔距离与相邻两长圆环之间的平行间隔距离相等即按宽度方向6等分设计时，此时接收信号最好，而且美观。

下面给出了根据宽度方向6等分设计、宽度和长度方向尺寸之比大约为0.5的三环天线的一优选实施例，天线主体10由直径为25mm的铝管制成，天线主体10的总长度L2为2130mm、宽度D2为1150mm；相邻两长圆环之间的设置距离D1为450mm，长圆环的长度L2为2130mm、宽度为250mm，每个长圆环的两端为半圆环形过渡(半径100mm)，溃电点P距离半圆环形中心的垂直距离L3为400mm。

下表一、表二、表三是对上述优选实施例的三环天线通过常规实验方法测得的数据。

表一：

通过表一可以看出，本发明三环天线在近距离通信时未出现通信盲区。

表二

通过表二的数据可以看出，本发明三环天线在机动时可正常语音通信。

表三：

通过表三的数据可以看出，本发明车载天线在远距离时可语音通信质量较好。

上述三环天线的其它性能如下：驻波比为1.5～2，通信质量好；频率范围为1.5～30MHz，比市售的ML-90型的半环天线的工作频段宽；通信范围为0～1000Km，通信范围广。温度范围为-45～55摄氏度(这主要取决于环氧树脂材料的有效温度范围)，可满足野外作战环境；可在每秒26m的风速下可正常工作，抗风能力强，易于行驶过程中使用；与常用的125W功率的短波电台非常匹配；与半环天线的高强度铝合金材料相比，对管材的结构强度没有特别要求，重量14.5公斤，大约为市售ML-90型半环天线的重量(27公斤)的一半；另外，与半环天线或鞭形天线相比，其增益至少比半环天线高2dB。

图3示出了图2所示车载天线的侧视结构示意图。如图所示，固定支架20包括：用于固定天线本体10的绝缘天线座和固定于车体30顶部的行李架的供安装支座固定于其上的安装支座。其中，绝缘天线座由间隔距离为L1的固定杆21A和21B构成，天线本体10的转接管14通过固定件22A、22B固定于固定杆21A的上方(如图7所示)，固定杆21A、21B由环氧树脂材料制成，绝缘电阻大于500兆欧姆。安装支座由多个立柱23A、23B(通常为四个)构成，这些立柱23A、23B通过转接件固定于行李架上，而无需破坏车体本身的结构。

如图4和图5所示，环接管13在环接管12的上方，这样则实现客跨接，即在图2所示的俯视图中，三环天线在相互交叉的位置两转接管并不会搭接在一起。

如图6所示，在馈电位置P上设有螺纹连接件17，以便馈线和管体16实现稳固地电连接，在该位置，管体是裸露的，馈线与管体之间还可以再焊接，从而起到减少接触电阻的作用，对于本三环天线，馈电电阻小于0.1欧姆最好。

如图8所示，相邻接的两管12、15之间通过销19A、19B和转接件18连接以形成稳固连接，该转接件18可以是管套和/或棒体。

本领域技术人员可以理解，上述天线主体10不局限于6根金属管形成，也可以由一根、两根或其它件数的金属管弯折制成。三环天线的尺寸参数和材质不局限于本发明的优选实施例，其可以作适当修改或优化，例如改变长度或宽度、改变管和支撑架的材质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载天线，其特征在于，包括：

天线主体(10)，基本平行于车体(30)的顶部，其包括平行且等间隔地排列的第一长圆环(10A)、第二长圆环(10B)和第三长圆环(10C)，其中，所述第二长圆环(10B)在两侧与所述第一长圆环(10A)和所述第三长圆环(10C)都呈“8”型连接，其中，第一长圆环(10A)、第二长圆环(10B)和第三长圆环(10C)基本处于同一个平面；

固定支架(20)，用于将所述天线主体(10)绝缘地固定于所述车体(30)的顶部；以及

馈线(40)，电连接至所述第三长圆环(10C)的馈电点(P)。

2.根据权利要求1所述的车载天线，其特征在于，所述固定支架(20)包括：

绝缘天线座(21A、21B)，用于固定所述天线主体(10)；

安装支座(23A、23B)，固定于所述车体(30)顶部的行李架，其中

所述绝缘天线座(21A、21B)固定于所述安装支座(23A、23B)上。

3.根据权利要求2所述的车载天线，其特征在于，所述天线主体(10)由至少一根金属管弯折制成。

4.根据权利要求3所述的车载天线，其特征在于，所述天线主体(10)包括：第一直管(11)、第二直管(16)、与所述第一直管(11)形成所述第一长圆环(10A)的第一环接管(12)和第二环接管(13)、与所述第二直管(16)构成所述第三长圆环(10C)的第三环接管(14)和第四环接管(15)，其中，所述第一环接管(12)、第二环接管(13)、第三环接管(14)、第四环接管(15)形成所述第二长圆环(10B)。

5.根据权利要求4所述的车载天线，其特征在于，所述第一直管(11)、第二直管(16)、所述第一环接管(12)、第二环接管(13)、第三环接管(14)和第四环接管(15)由铝管弯折而成。

6.根据权利要求3所述的车载天线，其特征在于，所述天线主体(10)的整个宽度(D2)与整个长度(L2)之比为0.5。

7.根据权利要求3所述的车载天线，其特征在于，所述第一、第二、第三长圆环的两侧管之间的间隔距离相等，且所述间隔距离等于相邻两长圆环的管之间的间隔距离。

8.根据权利要求3所述的车载天线，其特征在于，所述绝缘天线座(21A、21B)由绝缘电阻为至少500兆欧姆的环氧树脂材料制成。

9.根据权利要求3所述的车载天线，其特征在于，所述车体(30)的顶部设有调谐装置(50)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的车载天线，其特征在于，所述天线主体(10)由直径为25mm的铝管制成，所述长圆环的长度(L2)为2130mm、宽度为250mm，并且相邻两长圆环之间的设置距离D1为450mm。

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