CN101916917A - 利用弯曲折合振子结构的短波直立单极子测向天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用自相似弯曲折合振子结构制作的短波直立单极子测向天线。它包括一根包裹在非金属材料内的自相似弯曲金属线；在天线顶部、底部和天线末端分别串联加载高Q电感；在天线的末端中部位置再串联一个吸收电阻；在弯曲金属线中部接匹配馈电网络。同已有技术相比，本发明克服了小于1/4波长的电小天线在低频工作，效率低、辐射电阻小、不防雷、易受盐碱腐蚀、占用空间大，建设成本高的缺点。

Description

利用弯曲折合振子结构的短波直立单极子测向天线

(一)技术领域：本发明涉及一种天线，特别涉及小于1/4波长的(电小)短波直立的单极子测向天线的振子结构。

(二)背景技术：目前，国内外用于短波段测向和侦测接收天线普遍采用单极子直立直线结构天线或以直线辐射体(天线振子)形式制作的其他形式短波天线，即上述这类天线的振子均采用直线结构金属导体做天线辐射体。这些天线在短波工作频率下，至少需要1/4波长的振子长度才能满足天线谐振工作的电长度所需的技术指标。由于现有的短波测向天线、短波对数周期天线、短波骨天线根据天线理论均按三维立体安装结构，，由于所占空间大，安装复杂通常不能按大于或等于1/4波长设计和制作短波天线。

采用数学原理和曲线的自相似性及共性原则，将直线天线的直线辐射体设计和制作成规律弯曲的天线辐射体，使这类短波天线大大缩短了几何尺寸，有效的增加工作频带宽度和辐射体电流幅度，在等效长度情况下，天线的物理长度可达到：1∶3；根据天线的实际需要还可以根据这个原理对天线辐射体进行变形，节省了占地空间和建设成本，且具有防盐碱腐蚀和防雷的作用，天线安装方便等优点。

目前，国、内外竞相研究的小于1/4波长的短波测向天线、短波对数周期天线、短波骨天线，如23所、57所等电小短波天线和美国Unisys公司、德国德国普拉特公司等这些国外知名公司生产的短波测向与侦测天线都是直线振子结构天线。

这类短波天线目前广泛应用于民航、气象、无线电监测、航海、水文和军事部们。

所以，目前使用的这类短波天线由于受架设高度，占地面积等环境因素的影响，短波天线均小于1/4波长，且均没有采用弯曲结构来缩短短波天线的振子长度，而是采用天线加载和匹配的方法来获得相应的工作频率范围，这种天线在低频宽带工作时不能满足短波天线的技术指标，不能满足社会的需要。因此研制一种高效率、低成本而且能满足防雷、盐碱腐蚀的短波测向与侦测天线有重要的经济效益和现实意义

(三)发明内容：

1、发明目的：本发明的目的在于针对原有技术方案的不足，提供一种利用弯曲折合振子结构制作的小型化短波直立单极子测向天线，解决低于1/4波长短波天线的物理电长度，缩短了短波天线的几何尺寸，有效的增加工作频带宽度和辐射体电流幅度，在等效长度情况下，天线的物理长度可达到：1∶3；根据天线的实际需要还可以根据这个原理对天线辐射体进行变形，以满足电小短波天线测向与侦测天线的技术指标，可以提高短波天线效率，使短波天线体积变小或长度变短或等高时的长度变长，能降低成本和达到易于推广应用的目的。

2、技术方案本发明的技术方案是：为实现上述目的，本发明采用数学原理将现有直线金属辐射体(天线振子)按照工程数学方法设计和制作成规律的、自相似的弯曲天线振子结构。

具体技术方案是：一种利用弯曲折合振子结构的短波直立单极子测向天线，它包括一根包裹在高介电常数的玻璃钢管1内的弯曲振子金属导线2和另一条直线金属导线3，折合组成一种框形天线；在天线的顶部、底部和天线的直线振子一侧，分别串联一个高Q电感4、5、6；在天线直线振子中心位置串联一个吸收电阻7；在弯曲金属导线中部加入匹配馈电网络8。

上述天线振子结构称为分型几何结构；来源于自然界的滕蔓几何形式，滕蔓植物为了吸收阳光采用曲折攀爬的自然现象。这种形式用于短波天线不仅可增加天线的辐射电阻，而且能缩短天线的几何尺寸。

本发明所述的弯曲金属线是采用蚀刻的方法将金属带按照几何尺寸腐蚀或刻蚀而成的；所述的玻璃钢管采用的高介电常数和高强度环氧树脂合成材料制作；弯曲金属线和直线制成短波测向天线振子。

3、有益效果：本发明天线因为采用了弯曲振子结构和非金属高介电常数、低损耗的非金属材料包裹天线振子，克服了小于1/4波长的电小天线在低频工作效率低、辐射电阻小、不防雷、易受盐碱腐蚀、占用空间大，建设成本高的缺点，可作为军、民两用短波通信、测向和侦测天线推广。

(四)附图说明  本发明还可结合实施实例作进一步说明。说明书附图是本发明的实施例。图1是弯曲线原理结构；图2是有玻璃钢管包裹弯曲振子结构的短波测向天线结构图；图中1为玻璃钢管；2为弯曲折合型金属线；3为直线金属导线；4、5、6为串联的加载的电感；7为吸收电阻；8为该天线的匹配馈电网络。

(五)具体实施方式：

说明书附图是本发明的一个实施例，它是用蚀刻的方法将金属带按照几何尺寸腐蚀或刻蚀成弯曲曲线结构并将其包裹在高介电常数、低耗损的环氧树脂合成材料制作的管内，它包括一根包裹在非金属管1内的弯曲金属线2和直线金属线3；在天线顶部4、底部5和直线金属线中部6串联一个加载高Q电感；直线金属线中部(即与弯曲振子对称的管壁另一侧的直线金属导线)位置再串联一个吸收电阻7；弯曲金属线中部为天线匹配馈电网络8。

利用本发明的原理，还可以用弯曲折合振子结构制作成短波对数周期天线或鱼骨短波天线。

本发明不限于上述实施例。对于本行业的一般技术人员来说，根据本发明的原理作出具体结构上的改变是显而易见的。

Claims (1)

1.一种利用弯曲折合振子结构的短波直立单极子测向天线，它包括一根包裹在高介电常数的玻璃钢管(1)内的弯曲振子金属导线(2)和另一条直线金属导线(3)，折合组成一种框形天线；在天线的顶部、底部和天线的直线振子一侧分别串联一个高Q电感(4)、(5)、(6)；在天线直线振子中心位置串联一个吸收电阻(7)；在弯曲金属导线中部加入匹配馈电网络(8)。

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