CN106711592A - 一种无线电信号转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线电信号转换器装置。它设由卷积体构成的转换器主体，并在所述卷积体的卷积末端经串联电阻接地，而将卷积体中的导电金属轴经引线分别与输入输出设备相连接。它可将交变电磁波转成频率信号、又可将电磁功率转换成辐射电磁波，实现超宽带全频段工作即所有频段天线功能。它不受工作极化方式影响接收任意极化波，且全段工作频率灵敏度均匀增益均衡。具有体积小、重量轻、耐温宽、易伪装特点。可替代现有传统各类天线，减少安装数量、配套成本、架设难度、占用空间和维护费用。便于架设与撤收，尤其适合各类宽频带便携仪表和搬移式监测设备配套使用，具有广泛应用市场和较大的社会效益。

Description

一种无线电信号转换装置

技术领域

本发明涉及一种信号转换装置，特别是涉及一种无线电传输与侦测技术领域中，将无线电电磁波与电信号相互转换既可接收又可发射的信号转换装置。

背景技术

以往无线电收发传输技术应用中，人们一直是用常规的各种对应形式的天线来完成收发转换任务的；由于天线的体积是由工作频率的波长来决定的，因此天线的体积、工作带宽受到波长范围限制，不同频段的设备需架设不同频段的天线。即使差几十兆也需另配天线。既增加了设施成本多占用了宝贵空间，又增加了施工难度和维修成本和工作量。尤其是无线设备多的国家专项业务部门，仅是接收从短波、超短波至微波频段（涵盖全部米波2MHZ-30-300MHZ、分米波300--3000MHZ，毫米波3GHZ--30GHZ）就需架设各种天线10副之多。其结构通常由线型组合（双极、全向、定向、八木、对数周期天线）与面型（赛伦格、PC印制板）和喇叭腔体型或隙缝定向天线配套工作。由于工作极化不同，即使同一个频率也需要水平和垂直两副天线才能胜任，这就是八木天线的由来。

由于天线振子长度是由工作波长来决定的，因此工作频段越低天线尺寸就越大。以短波30MHZ频率为例，其对应波长为10米，半波波长的振子就是5米，可见天线体积和架设空间增加了架设难度。即使改用四分之一振子，改用自动天线调整器也是以牺牲增益为代价。得不偿失。因此，若能研制一种体积小、占用空间少，架设方便又能实现从高频、超高频以及低频涵盖全频段的无线电信号转换，便成为该领域长期以来一直渴望解决却尚未解决的技术难题。

发明内容

本发明在于提供一种无线电信号转换装置，主要是为了解决上述现有天线在使用和架设过程中存在的诸多弊端，从而实现在单个转换器上对所有波段的无线电信号进行超带宽跨波段的信号接收与发射之目的。使该领域长期以来一直渴望解决却尚未解决的技术难题得到彻底解决。

本发明包括电阻，通过设置由卷积体构成的转换器主体，并在所述卷积体的卷积末端经串联电阻接地，而将卷积体中的导电金属轴经引线分别与输入输出设备相连接实现的。

所述的卷积体由直角三角形金属板、与该金属板相对应的高频绝缘胶板为衬板、将套有高频绝缘管的导电金属轴与直角三角形金属板的水平直角边连接固定并沿所述导电金属轴以轴心为中心将衬板与金属板叠层均匀卷绕。

所述的直角三角形金属板其纵向直角边长与本装置最低工作频率的二分之一波长相对应；其斜边与水平直角边的夹角由本装置最高工作频率的二分之一波长与最低工作频率的二分之一波长之间连线的延长线与水平方向形成的夹角确定。

本发明根据物理同频谐振原理和高频趋肤效应特性，使用整块金属板根据所需工作频段最高与最低截止波长之差长度选料，以卷绕方式获取由卷积体构成的转换器主体，具备可实现超宽带全频段工作（1MHZ至30GHZ），即在1个装置上完成所有频段天线功能。不仅不受工作极化方式的影响接收任意极化波，而且全段工作频率灵敏度均匀增益均衡。可在12级风力下连续工作。具有体积小（小于常规天线十分之一）、重量轻（不超1.5公斤）、耐温宽（-45至75摄氏度）、易伪装的特点。可替代现有传统各类天线，减少安装数量及配套成本、架设难度、占用空间和维护保养费用。便于架设与撤收，尤其适合各类宽频带便携仪表和搬移式监测设备配套使用，具有广泛的应用市场和较大的社会效益。

附图说明

图1是本发明的转换装置整体结构示意图；

图2是直角三角形金属板的确定及对应频率谐振区域示意图；

图3是直角三角形金属板与导电金属轴连接卷绕示意图。

具体实施方式

本发明的无线电信号转换装置是对现有技术的形状、构造、体积、工作范围等做出重大改革与创新所获的新型信号转换装置。该装置主要是设置转换器主体1，即是卷积体的制作，它使用直角三角形金属板（采用银或铜）2，直角三角形金属板 2具体尺寸大小的确定由两个条件来保障，一个是纵向直角边的边长，再一个是斜边与水平直角边之间的夹角。本发明其纵向直角边的边长与最低工作频率的1/2波长相对应；如选择最低频率30MHZ其半波谐振长度即最低工作频率的1/2波长是5m，纵向直角边的边长即是5000 mm ；而最高频率30GHZ其半波谐振长度最高工作频率的1/2波长是5mm,将所述两半波谐振长度的两终点连线，即在竖直线段5mm和5m之间连线并延长，该延长线与水平直角边相交形成的夹角成是83°，由所述角度就可确定直角三角形金属板2的水平直角边与斜边的长度分别是160mm、5002.5mm（如图2所示）。在此需说明一点的是在直角三角形金属板 2上其水平直角边（相当于导电金属轴轴线）距斜边的任意高度均与工作频率的1/2波长相对应，斜边的斜率即是频率谐振转换的曲率。斜边所对应的区域是频率动态谐振区C，1/2波长5mm、5000mm所对应的区域分别为频率上限谐振区A、频率下限谐振区B。所述上限谐振区A或频率下限谐振区B以及上限谐振区A和频率下限谐振区B均不同的话，对应的1/2波长就不同，延长线与水平直角边相交形成的夹角也不同，导致三角形金属板形状均不同。

按尺寸截取一定厚度的直角三角形金属板2，在一外套高频绝缘管3的导电金属轴4上与直角三角形金属板2的水平直角边对应处开一条槽，将水平直角边插入所述条槽内同导电金属轴4轴向连接固定形成一体（详见图3）。然后将高频绝缘胶板附在直角三角形金属板2的后面作为衬板，高频绝缘胶板形状与直角三角形金属板2完全相同，厚度是直角三角形金属板的30-35倍。本实施方式选择1：30以导电金属轴4的轴心为中心进行卷绕形成卷积体，所述卷积体各卷积层间由高频绝缘胶板进行隔离并绝缘。导电金属轴4轴心为输入、输出信号的正极，经引线分别与输入输出设备相连接。同时，在转换器主体1卷积体的卷积末端还经串联电阻5接地为输入、输出信号的负极（详见图1）。

本装置工作时，靠自身卷积体内部感应谐振，全部能量集中在卷积体的同一导体上，凡频率上限、频率下限谐振区乃至频率动态谐振区域内工作频率的1/2波长所对应频段的电磁信号均可转换成电信号由输入设备接收，同时也可通过输出设备将电信号转换成电磁信号发送。其体积、重量只有原天线的十分之一。可扮配各种外形，体积小巧易于伪装，使用方便灵活。工作性能可靠。

Claims (4)

1.一种无线电信号转换装置，包括电阻（5），其特征在于：设置由卷积体构成的转换器主体（1），并在所述卷积体的卷积末端经串联电阻（5）接地，而将卷积体中的导电金属轴（4）经引线分别与输入输出设备相连接。

2.根据权利要求1所述的无线电信号转换装置，其特征在于：所述的卷积体由直角三角形金属板（2）、与该金属板相对应的高频绝缘胶板为衬板、将套有高频绝缘管（3）的导电金属轴（4）与直角三角形金属板（2）的水平直角边连接固定并沿所述导电金属轴（4）以轴心为中心将衬板与金属板叠层均匀卷绕。

3.根据权利要求1所述的无线电信号转换装置，其特征在于：所述的直角三角形金属板（2）其纵向直角边长与本装置最低工作频率的二分之一波长相对应；其斜边与水平直角边的夹角由本装置最高工作频率的二分之一波长与最低工作频率的二分之一波长之间连线的延长线与水平方向形成的夹角确定。

4.根据权利要求2所述的无线电信号转换装置，其特征在于：所述衬板的形状与直角三角形金属板（2）完全相同，厚度是直角三角形金属板（2）的30-35倍。