CN103346404A - 一种谐振式宽频带短波天线 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子通信技术领域，是一种谐振式宽频带短波天线，包括固定天线、谐振式加载电路和同轴线接口。固定天线为单极子天线，用于增强接收外界空间短波信号的能力，并将外界空间的短波信号直接输入给谐振式加载电路；谐振式加载电路由一个加载电感和并联的多个加载电容组成，并将该信号发送到同轴线接口；最终所有的信号通过同轴线接口输出。本发明利用谐振式加载的方式，实现不同的谐振频点，从而展宽短波天线的工作频带，同时设计结构简单，成本较低，大大拓展了短波天线的应用领域。本发明可以应用于要求宽频带、小尺寸的短波天线微波系统中。

Description

一种谐振式宽频带短波天线

技术领域

本发明属于电子通信技术领域，涉及一种短波天线，具体的说是可用于短波信号的接收与发射以及宽频带短波电台等微波系统应用的一种谐振式宽频带短波天线。

背景技术

谐振式宽频带短波天线是一种利用宽频带的LC谐振电路和单极子天线实现短波天线宽带化的技术。该技术作为一种工作频带宽、结构相对简单的天线技术，在各种短波、宽频带的微波系统中都能够广泛应用。

按照电尺寸的大小，可以将短波天线分为“谐振”天线、“加载”天线和“电小”天线。“谐振”天线的尺寸至少为谐振频点的1/4波长，才能使天线工作于谐振的状态，所以“谐振”天线是一种窄带天线，例如：1/4波长单极子天线。“加载”天线是利用在天线结构的不同位置上加载的电感、电容或电阻，实现天线工作频带的展宽，例如：盘锥天线。“电小”天线是利用合适的匹配网络，实现天线宽带化的。综合上述三种形式，“谐振”天线的物理尺寸较大；“加载”天线的小型化与宽频带特点不易同时实现；“电小”天线的带宽和天线效率较小。

现有的短波天线技术已经得到了广泛的应用，但随着技术的进步和生产生活的需要，对短波天线的工作频带要求越来越宽、体积尺寸的要求也越来越高，然而利用现有技术同时满足上述两项指标仍然存在较大的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有短波天线频带不够宽、体积尺寸大的不足，提出一种谐振式宽频带短波天线，结构简单，工作频带宽，可手动设定频带宽度，同时以单极子天线的方式工作，体积尺寸小，能够同时满足宽频带与体积尺寸限制的应用要求。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种谐振式宽频带短波天线，包括固定天线、谐振式加载电路和同轴线接口，同轴线接口的输出端口单向连接谐振式加载电路的输入端口，谐振式加载电路的输出端口单向连接固定天线的输入端口；

谐振式加载电路为LC并联谐振电路，包括加载电感和若干并联的加载电容，用于展宽短波天线的工作带宽，并将该信号发送到同轴线接口；

固定天线是一个单极子天线，其输入端口与加载电感的输出端口连接，其（固定天线）另外一端悬空放置，用于增强接收外界空间短波信号的能力，并将外界空间的短波信号直接输入给谐振式加载电路；

同轴线接口包括内导体和外导体，内导体与加载电感的输入端口连接，谐振式加载电路的并联的加载电容的两端分别连接加载电感的体部分和外导体，内外导体与谐振式加载电路连接形成回路，将固定天线与谐振式加载电路接收的短波信号与外电路连接。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的谐振式宽频带短波天线，其中所述的若干个并联的加载电容与加载电感体连接时，通过调节不同容值的加载电容在加载电感上的连接位置，来控制每一个LC谐振电路实际接入的电感值，从而控制谐振频率，形成多个LC谐振回路，实现了谐振电路的宽带性能。

前述的谐振式宽频带短波天线，其中所述的加载电感的感值与若干个并联加载电容的容值相互配合，使不同的电容与电感构成了多个具有不同谐振频率的谐振电路，其形成的谐振区域相互毗邻，从而构成更宽的谐振频带，展宽天线的工作带宽，保证了短波天线的宽频带工作特性。

前述的谐振式宽频带短波天线，其中所述同轴线接口的阻抗为50欧姆。

本发明谐振式加载电路包括一个加载电感构成的电感的加载，通过调整不同的加载量，实现多个不同谐振的频点，展宽天线在短波频段的带宽。谐振式加载电路包括若干个并联的加载电容构成的电容的加载，实现多个不同谐振的频点，展宽天线在短波频段的带宽。谐振式加载电路的谐振式工作模式特点，用以展宽天线在短波频段的带宽。

本发明的谐振式宽频带短波天线基于普通LC谐振电路加载技术，没有使用结构相对复杂、价格相对高昂的集成电路或者硅芯片，因此简化了短波天线的结构，降低了生产成本，并且充分利用谐振式加载电路的特点，从而大大提升了带宽性能；同时由于本发明使用的是单极子短波天线，故结构体积可以大幅度减小，扩展了短波天线的应用领域；另外，控制谐振式加载电路的频带特性就可以控制短波天线的频带性能，简单灵活，可适用于多种应用场合。下面举出两个应用领域：

⑴超宽带短波信号便携式通信接收天线：通过外部附加接收机等设备，根据所需要的工作频带，调整谐振电路的电感值和电容值，实现宽频带的工作特性。短波通信天线在通信系统中的大量应用，必然要求覆盖越来越宽的工作频段，并且体积小、易携带。

⑵低成本超宽带短波天线：随着超宽带短波天线的普遍应用，民用领域对其的需求变得越来越大。一般情况下，带宽越宽，成本越高，市场上急需要一种价格成本可控的宽带短波天线。本发明解决了这样的问题，仅需在实际工程应用中安装合适的电感电容元件即可。本发明的出现将会促使结构简单、成本低廉的短波宽带天线的规模化生产，易于推广应用。

总之，本发明的谐振式宽频带短波天线的主要优点在于工作频带宽，可手动设定频带宽度；同时以单极子天线的方式工作，体积尺寸小。本发明利用谐振式加载电路宽频带的特点，结合单极子天线的优点，完成了谐振式宽频带短波天线的设计，使其能够同时满足宽频带与体积尺寸限制的应用要求。

附图说明

图1是本发明的整体结构图。

图2是本发明的固定天线结构示意图。

图3是本发明的谐振式加载电路的连接示意图。

图4是本发明的同轴线接口的内外导体的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种谐振式宽频带短波天线，整体结构如图1所示，包括固定天线11、谐振式加载电路12和同轴线接口13，同轴线接口13的输出端口单向连接谐振式加载电路12的输入端口，谐振式加载电路12的输出端口单向连接固定天线11的输入端口。

如图2所示，固定天线11是一个单极子天线111。如图3所示，谐振式加载电路12包括加载电感12L1和若干并联的加载电容12C1、12C2、…、12Cn；如图4所示，同轴线接口13的阻抗为50欧姆，包括内导体131和外导体132。

固定天线11用于增强接收外界空间短波信号的能力，并将外界空间的短波信号直接输入给谐振式加载电路12，固定天线11的输入端口与加载电感12L1的输出端口直接连接，另外一端悬空放置。

谐振式加载电路12为LC并联谐振电路，用于展宽短波天线的工作带宽，并将该信号发送到同轴线接口13。

同轴线接口13的内外导体与的加载电路12连接形成回路，并将固定天线11与谐振式加载电路12接收的短波信号与外电路连接。

谐振式加载电路12的加载电感12L1的两端分别连接单极子天线111和同轴线接口13的内导体131。

谐振式加载电路12的并联的加载电容12C1、12C2、…、12Cn的两端分别连接加载电感12L1的体部分和同轴线接口13的外导体132。

若干个个并联的加载电容12C1、12C2、…、12Cn与加载电感12L1连接时，通过调节不同容值的加载电容12C1、12C2、…、12Cn在加载电感12L1上的连接位置，来控制每一个LC谐振电路实际接入的电感值，从而控制谐振频率，这样就形成了多个LC谐振回路，实现了谐振电路的宽带性能。

加载电感12L1的感值与若干个并联加载电容12C1、12C2、…、12Cn的容值相互配合，使不同的电容与电感构成了多个具有不同谐振频率的谐振电路，其形成的谐振区域相互毗邻，从而构成更宽的谐振频带，展宽天线的工作带宽，保证了短波天线的宽频带工作特性。

谐振式加载电路12包括一个加载电感12L1构成的电感的加载，通过调整不同的加载量，实现多个不同谐振的频点，展宽天线在短波频段的带宽。谐振式加载电路12包括若干个并联的加载电容12C1、12C2、…、12Cn构成的电容的加载，实现多个不同谐振的频点，展宽天线在短波频段的带宽。谐振式加载电路12的谐振式工作模式特点，用以展宽天线在短波频段的带宽。

本实施例的谐振式宽频带短波天线基于普通LC谐振电路加载技术，没有使用结构相对复杂、价格相对高昂的集成电路或者硅芯片，因此简化了短波天线的结构，降低了生产成本，并且充分利用谐振式加载电路的特点，从而大大提升了带宽性能；同时由于本发明使用的是单极子短波天线，故结构体积可以大幅度减小，扩展了短波天线的应用领域；另外，控制谐振式加载电路的频带特性就可以控制短波天线的频带性能，简单灵活，可适用于多种应用场合。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种谐振式宽频带短波天线，其特征在于：包括固定天线（11）、谐振式加载电路（12）和同轴线接口（13），所述同轴线接口（13）的输出端口单向连接谐振式加载电路（12）的输入端口，所述谐振式加载电路（12）的输出端口单向连接固定天线（11）的输入端口；

所述谐振式加载电路（12）为LC并联谐振电路，包括加载电感（12L1）和若干并联的加载电容（12C1、12C2、…、12Cn），用于展宽短波天线的工作带宽，并将该信号发送到同轴线接口（13）；

所述固定天线（11）是一个单极子天线（111），其输入端口与所述加载电感（12L1）的输出端口连接，其另外一端悬空放置，用于增强接收外界空间短波信号的能力，并将外界空间的短波信号直接输入给谐振式加载电路（12）；

所述同轴线接口（13）包括内导体（131）和外导体（132），所述内导体（131）与所述加载电感（12L1）的输入端口连接，所述谐振式加载电路（12）的并联的加载电容（12C1、12C2、…、12Cn）的两端分别连接加载电感（12L1）的体部分和所述外导体（132），所述内外导体与所述谐振式加载电路（12）连接形成回路，将固定天线（11）与谐振式加载电路（12）接收的短波信号与外电路连接。

2.如权利要求1所述的谐振式宽频带短波天线，其特征在于：所述的若干个并联的加载电容（12C1、12C2、…、12Cn）与加载电感（12L1）体连接时，通过调节不同容值的加载电容（12C1、12C2、…、12Cn）在加载电感（12L1）上的连接位置，来控制每一个LC谐振电路实际接入的电感值，从而控制谐振频率，形成多个LC谐振回路。

3.如权利要求1或2所述的谐振式宽频带短波天线，其特征在于：所述的加载电感（12L1）的感值与若干个并联加载电容（12C1、12C2、…、12Cn）的容值相互配合，使不同的电容与电感构成了多个具有不同谐振频率的谐振电路。

4.如权利要求1或2所述的谐振式宽频带短波天线，其特征在于：所述同轴线接口（13）的阻抗为50欧姆。

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