CN104577305A - 自动调谐背负式短波环天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动调谐背负式短波环天线，包括有辐射环、匹配环、支撑杆、调谐网络、检测及控制模块，辐射环和匹配环固定在支撑杆上，匹配环嵌套在辐射环内部且辐射环和匹配环的环面位于同一平面内，辐射环的下端断口处通过同轴线缆与调谐网络连接，匹配环的下端断口处通过同轴线缆与检测及控制模块连接，检测及控制模块通过射频线缆与电台的输出端连接。本发明的环天线输入阻抗呈感性，调谐网络回路引入的是电容，损耗极低，其效率要明显高于同类用途的鞭天线；本发明为高仰角辐射和高Q值天线，能够很好地弥补短波通信的盲区，同时具有一定的方向性和窄带选频特性，能够明显地提高信噪比。

Description

自动调谐背负式短波环天线

技术领域

本发明属于通讯设备技术领域，涉及一种自动调谐背负式短波环天线。

背景技术

短波通信由于其固有的特点不论目前还是将来在军事通信中都占据十分重要的地位。现有的短波通讯主要有鞭天线、半环天线以及双极天线等天线形式，其整体信噪比差、效率偏低，通信距离受到很大限制。鞭天线体积较小，结构简单，可用于近距离(地波)或较远距离(天波)通信，如常用的单兵背负的2.4米或10米鞭天线，其有效地波通信距离为10公里左右，而天波的通信距离则在一百多公里以上，从而在20到100公里之间形成了鞭天线短波通信的“寂静区”，也称为盲区。双极天线则要好一些，但是其天线的结构限制了它的灵活性，不能很好地用于短波单兵背负移动通信。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种自动调谐背负式短波环天线，解决现有的短波天线信噪比差、效率偏低、通信距离受到限制、天线结构不适于单兵背负移动通信应用的缺陷。

为了实现发明目的，本发明所采用的技术方案是，一种自动调谐背负式短波环天线，包括有辐射环、匹配环、支撑杆、调谐网络、检测及控制模块，辐射环和匹配环固定在支撑杆上，匹配环嵌套在辐射环内部且辐射环和匹配环的环面位于同一平面内，辐射环的下端断口连接有调谐网络，调谐网络与检测及控制模块连接，匹配环的下端断口处通过同轴线缆直接与检测及控制模块连接，检测及控制模块通过射频线缆与电台的输出端连接。

本发明的特征还在于，辐射环与匹配环的直径比为4：1～6：1，匹配环设置在辐射环内部偏上的位置。

检测及控制模块包含驻波检测模块、频率偏移检测模块、阻抗检测模块以及单片机。

调谐网络为二进制可调电容调谐网络。

本发明的有益效果是：

1)本发明的环天线输入阻抗呈感性，调谐网络回路引入的是电容，损耗极低，其效率要明显高于同类用途的鞭天线；

2)本发明的环天线为高仰角辐射天线，能够很好地弥补短波通信的盲区，在中近距离内达到无盲区通信；

3)本发明的环天线为高Q值天线，具有一定的方向性和窄带选频特性，能够明显地提高信噪比。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的功能实现框图；

图3是本发明的匹配环与同轴线缆连接处放大结构示意图。

图中，1.辐射环，2.匹配环，3.支撑杆，4.调谐网络，5.检测及控制模块，6.驻波检测模块，7.频率偏移检测模块，8.阻抗检测模块，9.单片机，10.电台，11.同轴线缆，12.芯线，13.外皮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供一种自动调谐背负式短波环天线，如图1所示，包括有辐射环1、匹配环2、支撑杆3、调谐网络4、检测及控制模块5，辐射环1和匹配环2固定在支撑杆3上，匹配环2嵌套在辐射环1内部且辐射环1和匹配环2的环面位于同一平面内，辐射环1的下端断口连接有调谐网络4，调谐网络4与检测及控制模块(5)连接，匹配环2的下端断口处通过同轴线缆直接与检测及控制模块5连接，检测及控制模块5通过射频线缆与电台10的输出端连接。

实施例1：辐射环1与匹配环2的直径比为5：1，匹配环2设置在辐射环1内部偏上的位置采用耦合方式进行馈电，天线工作在中频段6MHz～10MHz。如图1所示，辐射环1通过调谐网络4连接到检测及控制模块5上，调谐网络4为二进制可调电容调谐网络，可调电容两端与辐射环1下部断口的两端连接，如图2所示，匹配环2的下部断口两端分别与同轴线缆11的芯线12和外皮13连接，同轴线缆另一端直接连接到检测及控制模块5上。如图3所示，检测及控制模块5包含驻波检测模块6、频率偏移检测模块7、阻抗检测模块8以及单片机9。通过单片机9控制继电器调节调谐网络4，在调谐过程中，由驻波检测模块6检测磁环天线驻波(SWR)，通过比较每点驻波大小找到最小的点，频率偏移检测模块7用于检测发送信号的频率，阻抗检测模块8用于检测天线的阻抗变化，由单片机9对参数信号进行处理并控制谐振网络4，从而完成自动调谐。

实施例2：辐射环1与匹配环2的直径比为4：1，其他结构与实施例1相同，此时天线可以在低频段2MHz～5MHz正常工作。

实施例3：辐射环1与匹配环2的直径比为6：1，其他结构与实施例1相同，此时天线可以在高频段15MHz～30MHz正常工作。

为了验证本发明的实际工作性能，将本发明的优选实施例1的环天线与车载半环天线以及双极天线组合作为内场和外场的收发天线进行短波通讯试验，通讯距离约80公里，发射功率为20W，内场分别采用车载半环天线(#1)和本发明的环天线(#2)进行发射，外场用车载半环天线(#1)、本发明的环天线(#2)和双极天线(#3)进行接收，每次测量三组数据，实际接收信噪比测试结果如下表所示。

根据上表数据，以内场的两个发射端进行纵向比较，随着频率的增高，本发明的环天线的所测得的信噪比越来越高，其通信质量要好于车载半环天线；再以外场的三个接收端进行横向比较，在各频率点上，本发明的环天线的所测得信噪比要明显高于车载半环天线，与双极天线性能相当，而本发明的环天线体积要远小于双极天线，甚至要比车载半环天线小很多，非常适合单兵背负情况下的短波通信。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，上述实施方式和说明书只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种自动调谐背负式短波环天线，其特征在于，包括有辐射环(1)、匹配环(2)、支撑杆(3)、调谐网络(4)、检测及控制模块(5)，所述辐射环(1)和匹配环(2)固定在支撑杆(3)上，匹配环(2)嵌套在辐射环(1)内部且辐射环(1)和匹配环(2)的环面位于同一平面内，辐射环(1)的下端断口连接有调谐网络(4)，调谐网络(4)与检测及控制模块(5)连接，匹配环(2)的下端断口处通过同轴线缆直接与检测及控制模块(5)连接，检测及控制模块(5)通过射频线缆与电台(10)的输出端连接。

2.如权利要求1所述的一种自动调谐背负式短波环天线，其特征在于，所述辐射环(1)与匹配环(2)的直径比为4：1～6：1，匹配环(2)设置在辐射环(1)内部偏上的位置。

3.如权利要求1所述的一种自动调谐背负式短波环天线，其特征在于，所述检测及控制模块(5)包括有驻波检测模块(6)、频率偏移检测模块(7)、阻抗检测模块(8)以及单片机(9)。

4.如权利要求1所述的一种自动调谐背负式短波环天线，其特征在于，所述调谐网络(4)为二进制可调电容调谐网络。