CN111342218B - 一种短波天线及使用方法 - Google Patents

一种短波天线及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种短波天线及使用方法，包括支撑杆和一端固定在其上的天线面，所述天线面至少设有两个，且天线面之间相互耦合；每个天线面至少设有三根振子线，每个振子线之间保持一定距离，且远离支撑杆的振子线一端向两侧展开以使得天线面呈三角形，每个振子线另一端汇聚在一起构成三角形定点，三角形定点固定在支撑杆上；所述天线面的三角形定点处设有与各个振子线保持电连接的天线面跳线，本发明针对现有技术的弊端进行设计，不仅可以对天线的频段进行调节还不会牺牲效率，整体重量较轻，安全性得到了保证，也方便了收纳和运输，实用性强。

Description

一种短波天线及使用方法
技术领域
本发明涉及天线设备技术领域，具体是一种短波天线及使用方法。
背景技术
天线之所以能够向外辐射能量，主要是因为天线振子能够产生谐振，这些产生谐振的振子对应一种频段的天线，虽然在该谐振点的频点效率接近百分之百，但是此时的天线只能匹配一种频段，天线的带宽是最窄的，因此天线的实用价值就会大大降低。
出于扩大天线带宽的考虑，一般要利用天线谐振点左右两侧各延长一定的频段，使天线的带宽扩大，但是由于天线振子无法在天线的带宽频段内产生谐振，就会产生容抗或感抗，因此牺牲掉天线的效率。
带宽的增加一般有三种方式，第一，天线谐振点左右两侧延长的宽度主要由电压驻波比决定，如果通过提高电压驻波比的方式扩大延长的宽度来扩大天线的带宽，但是电压驻波比的提高会随着所需带宽的增加使天线的效率逐渐降低，直至天线无法正常工作。
第二，通过提高天线振子的宽度或直径来降低天线的Q值，进而提高天线的带宽，比如盘锥天线等都是通过这种做法来提高天线的带宽。此种方法虽然没有牺牲天线的效率，但是天线振子均为金属材质，导致天线整体重量的增加，并且天线大多都采用高架的形式，重量的增加会降低天线的安全性。
第三，通过在天线振子上增加负载即给天线振子加阻抗来吸收反射回来的能量，增加了负载在需要匹配较低频段的带宽时，实际上延长了天线的电长度，降低了天线的整体尺寸。在不提高电压驻波比的前提下，提高了天线的带宽，虽然也会牺牲掉天线的效率，但是，天线不至于像提高电压驻波比的方式影响到天线的正常工作。
第四，通过采用多根不同长度的天线振子，使不同长度的天线振子在天线的工作频段内的不同频点产生谐振，因此，在没有牺牲掉天线效率的前提下提高天线的带宽，比如对数周期天线等。此种方法对于高频的频段能够适用，因为天线振子的长度对应较短，但是对于低频段，对应就要使用较长的天线振子，因此会造成天线整体尺寸过大，给天线的架设造成极大的麻烦，特别是对于需要快速装拆的场合极其不适用。
针对现有需求，现在提供一种改进的短波天线及使用方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种短波天线及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种短波天线，包括支撑杆和一端固定在其上的天线面，所述天线面至少设有两个，且天线面之间相互耦合；
每个天线面至少设有三根振子线，每个振子线之间保持一定距离，且远离支撑杆的振子线一端向两侧展开以使得天线面呈三角形，每个振子线另一端汇聚在一起构成三角形定点，三角形定点固定在支撑杆上；
所述天线面的三角形定点处设有与各个振子线保持电连接的天线面跳线；
各个振子线末端均装有绝缘子和与振子线一一对应的振子跳线，绝缘子另一端装有与振子线一一对应的振子尾线，每个天线面均包括用于将天线面悬拉成形的成形线及连接成形线两端并固定在地面上的中心地钉及成形地钉；
成形线上设有与每个振子线一一对应设置的连接点，各个振子尾线远离绝缘子的一端分别与对应的连接点连接；
其中一个最外侧的振子线的振子尾线与中心地钉固定连接，另一个最外侧的振子线的振子尾线与成形地钉连接，为了天线面的整体悬拉成形；
与中心地钉固定连接振子线对应的振子尾线上设有用于调整振子尾线长度的调整结构，当该振子线的垂度过大或者过小时，通过调整振子尾线的调整结构调整振子尾线的长度，以改变该振子线的垂度；
成形线上也设有用于调整成形线长度以改变中间振子线垂度的调整结构；
每个天线面还包括一个与其配套的负载，与中心地钉对应的振子线电连接的负载跳线，成形地钉上电连接有接地线，接地线与负载跳线分别与负载的两个接线柱连接；
每个天线面还包括一根短路线，短路线上设有与振子线一一对应的跳线接口，短路线上的跳线接口分别与各个振子线上的对应的振子跳线电连接。
作为本发明进一步的方案：还包括用于给天线馈电的平行馈线及用于阻抗匹配的匹配器，平行馈线包括两根平行间隔设置的电缆线及用于使电缆线间隔设置的馈线隔板，匹配器包括两个接线柱和用于与馈线电连接的馈线接口，平行馈线上端分别与每个天线面上的天线面跳线电连接，下端分别连接在匹配器的两个接线柱上。
作为本发明进一步的方案：所述天线面端部设有用于连接支撑杆的固定环。
作为本发明进一步的方案：每个天线面的振子线数量五根。
作为本发明进一步的方案：所述支撑杆上设有匹配器，两根天线面跳线分别与匹配器上的两个接线柱电连接。
作为本发明进一步的方案：将支撑杆可以替换为通信车上的升降杆，将天线面挂在升降杆顶端之后，升降杆上升直接将天线面拉起。
作为本发明再进一步的方案：所述调整结构包括调整板，所述调整板呈长条状，两端均设有穿线孔，成形线朝向成形地钉的一端穿过调整板其中一个开孔，并从成形地钉上的固定位置穿出，再传入成形地钉另一个开孔，穿过之后打结，在调整时，只需拉动调整板沿成形线的长度方向移动，即可调整成形线的长度。
作为本发明再进一步的方案：所述调整结构为花篮螺丝，通过旋拧花篮螺丝改变成形线或振子尾线的长度。
一种短波天线的使用方法，首先将两付天线面上的振子线汇聚点挂设在支撑杆的顶端，并将连接在匹配器接线柱上的平行馈线的两端分别与两付天线面跳接线电连接，接着立起支撑杆，天线面被吊起，接着通过支撑杆位置分别确定两付天线面上的中心地钉及成形地钉的位置，完全松开调整结构，使成形线长度达到最长，然后将成形线一端挂在中心地钉上，另一端挂设在成形地钉上，调整成形线上的调整结构使天线面悬拉成形，接着将天线面振子线上的跳线与负载上的接线柱连接，成形地钉上的接地线与负载上的另一个接线柱连接，取出两根短路线，分别将天线面上的振子跳线串联在一起，将各个振子之间短接，天线面展开完毕。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请针对现有技术的弊端进行设计，不仅可以对天线的频段进行调节还不会牺牲效率，整体重量较轻，安全性得到了保证，也方便了收纳和运输，实用性强。
附图说明
图1为现有技术中天线的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明中天线面的结构示意图。
其中：振子线a、支撑杆100、天线面200、固定环201、天线面跳线202、短路线203、振子尾线204、中心地钉205、振子跳线206、负载跳线207、成形线208、调整结构209、接地线210、成形地钉211。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种短波天线，包括支撑杆100和一端固定在其上的天线面200，所述天线面200至少设有两个，且天线面200之间相互耦合，所述天线面200端部设有用于连接支撑杆100的固定环201；
每个天线面200至少设有三根振子线a，如图中的振子线1、振子线2、振子线3、振子线4、振子线5，每个振子线之间保持一定距离，且远离支撑杆100的振子线一端向两侧展开以使得天线面200呈三角形，每个振子线另一端汇聚在一起构成三角形定点，三角形定点固定在支撑杆100上；
所述天线面200的三角形定点处设有与各个振子线保持电连接的天线面跳线202，所述支撑杆100上设有匹配器，两根天线面跳线202分别与匹配器上的两个接线柱电连接；
各个振子线a末端均装有绝缘子和与振子线一一对应的振子跳线206，绝缘子另一端装有与振子线一一对应的振子尾线204，每个天线面200均包括用于将天线面200悬拉成形的成形线208及连接成形线208两端并固定在地面上的中心地钉205及成形地钉211；
成形线208上设有与每个振子线一一对应设置的连接点，各个振子尾线204远离绝缘子的一端分别与对应的连接点连接；
其中一个最外侧的振子线的振子尾线204与中心地钉205固定连接，另一个最外侧的振子线的振子尾线204与成形地钉211连接，为了天线面200的整体悬拉成形；
与中心地钉205固定连接振子线对应的振子尾线204上设有用于调整振子尾线204长度的调整结构209，当该振子线的垂度过大或者过小时，通过调整振子尾线204的调整结构209调整振子尾线204的长度，以改变该振子线的垂度；
成形线208上也设有用于调整成形线208长度以改变中间振子线垂度的调整结构209；
每个天线面200还包括一个与其配套的负载，与中心地钉205对应的振子线电连接的负载跳线207，成形地钉211上电连接有接地线210，接地线210与负载跳线207分别与负载的两个接线柱连接；为了使天线在整个带宽范围内，整体的覆盖较为均匀，因此振子线的长度与需要配谐的频点是需要相互匹配的，对于中高频波段的天线来说并没有问题，但是如果按照此种方式来设计短波天线的话，由于低频对应的振子线过长，天线面的整体长度过长，天线面极难成形，因此，通过将振子线缩短，并且加上负载来提高天线的电长度，以此来实现带宽的匹配。因此，该天线还包括两个分别与两付天线面配套的负载。
每个天线面200还包括一根短路线203，短路线203上设有与振子线一一对应的跳线接口，短路线203上的跳线接口分别与各个振子线上的对应的振子跳线206电连接，为了保证天线面的接地，振子线均通过各自的振子跳线传递到短路线上，短路线再通过负载跳线，进而通过负载及接地线与到成形地钉接地；
振子线1末端设有与振子线1电连接的负载跳线，成形地钉上电连接有接地线，接地线与负载跳线分别与负载的两个接线柱连接。
所述天线还包括用于给天线馈电的平行馈线及用于阻抗匹配的匹配器(匹配器的作用是将天线的阻抗降低到与馈线阻抗相同，如果不相同的话天线无法正常工作)，平行馈线包括两根平行间隔设置的电缆线及用于使电缆线间隔设置的馈线隔板，匹配器包括两个接线柱和用于与馈线(是与天线电台直接相连的传输线)电连接的馈线接口，平行馈线上端分别与每个天线面200上的天线面跳线202电连接，下端分别连接在匹配器的两个接线柱上。
所述调整结构209包括调整板，所述调整板呈长条状，两端均设有穿线孔，成形线208朝向成形地钉211的一端穿过调整板其中一个开孔，并从成形地钉211上的固定位置穿出，再传入成形地钉211另一个开孔，穿过之后打结，在调整时，只需拉动调整板沿成形线208的长度方向移动，即可调整成形线208的长度；
所述调整结构209为花篮螺丝，通过旋拧花篮螺丝改变成形线208或振子尾线204的长度。
实施例2
与实施例1相区别的是：将支撑杆100可以替换为通信车上的升降杆，将天线面200挂在升降杆顶端之后，升降杆上升直接将天线面200拉起。
本发明的工作原理是：天线工作时，当电台调整到带宽范围内的低频点时，振子线1谐振，电流从电台经馈线传入匹配器，再依次经过平行馈线、天线面200跳接线、振子线1、负载跳线207、负载、接地线210接地，完成该频点天线的工作；当电台调整到带宽范围内的中高频点时，对应的振子线谐振，电流从电台经馈线传入匹配器，在依次经过平行馈线、天线面200跳接线、对应的振子线、对应的振子跳线206、短路线203、振子线1对应的振子跳线206、负载跳线207、负载、接地线210接地，完成该频点天线的工作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种短波天线，包括支撑杆(100)和一端固定在其上的天线面(200)，其特征在于，所述天线面(200)至少设有两个，且天线面(200)之间相互耦合；
每个天线面(200)至少设有三根振子线，每个振子线之间保持一定距离，且远离支撑杆(100)的振子线一端向两侧展开以使得天线面(200)呈三角形，每个振子线另一端汇聚在一起构成三角形定点，三角形定点固定在支撑杆(100)上；
所述天线面(200)的三角形定点处设有与各个振子线保持电连接的天线面跳线(202)；
各个振子线末端均装有绝缘子和与振子线一一对应的振子跳线(206)，绝缘子另一端装有与振子线一一对应的振子尾线(204)，每个天线面(200)均包括用于将天线面(200)悬拉成形的成形线(208)及连接成形线(208)两端并固定在地面上的中心地钉(205)及成形地钉(211)；
成形线(208)上设有与每个振子线一一对应设置的连接点，各个振子尾线(204)远离绝缘子的一端分别与对应的连接点连接；
其中一个最外侧的振子线的振子尾线(204)与中心地钉(205)固定连接，另一个最外侧的振子线的振子尾线(204)与成形地钉(211)连接，为了天线面(200)的整体悬拉成形；
与中心地钉(205)固定连接振子线对应的振子尾线(204)上设有用于调整振子尾线(204)长度的调整结构(209)，当该振子线的垂度过大或者过小时，通过调整振子尾线(204)的调整结构(209)调整振子尾线(204)的长度，以改变该振子线的垂度；
成形线(208)上也设有用于调整成形线(208)长度以改变中间振子线垂度的调整结构(209)；
每个天线面(200)还包括一个与其配套的负载，与中心地钉(205)对应的振子线电连接的负载跳线(207)，成形地钉(211)上电连接有接地线(210)，接地线(210)与负载跳线(207)分别与负载的两个接线柱连接；
每个天线面(200)还包括一根短路线(203)，短路线(203)上设有与振子线一一对应的跳线接口，短路线(203)上的跳线接口分别与各个振子线上的对应的振子跳线(206)电连接；
所述调整结构(209)包括调整板，所述调整板呈长条状，两端均设有穿线孔，成形线(208)朝向成形地钉(211)的一端穿过调整板其中一个开孔，并从成形地钉(211)上的固定位置穿出，再传入成形地钉(211)另一个开孔，穿过之后打结，在调整时，只需拉动调整板沿成形线(208)的长度方向移动，即可调整成形线(208)的长度。
2.根据权利要求1所述的短波天线，其特征在于，还包括用于给天线馈电的平行馈线及用于阻抗匹配的匹配器，平行馈线包括两根平行间隔设置的电缆线及用于使电缆线间隔设置的馈线隔板，匹配器包括两个接线柱和用于与馈线电连接的馈线接口，平行馈线上端分别与每个天线面(200)上的天线面跳线(202)电连接，下端分别连接在匹配器的两个接线柱上。
3.根据权利要求1所述的短波天线，其特征在于，所述天线面(200)端部设有用于连接支撑杆(100)的固定环(201)。
4.根据权利要求1所述的短波天线，其特征在于，每个天线面(200)的振子线数量五根。
5.根据权利要求1所述的短波天线，其特征在于，所述支撑杆(100)上设有匹配器，两根天线面跳线(202)分别与匹配器上的两个接线柱电连接。
6.根据权利要求1所述的短波天线，其特征在于，将支撑杆(100)替换为通信车上的升降杆，将天线面(200)挂在升降杆顶端之后，升降杆上升直接将天线面(200)拉起。
7.根据权利要求1所述的短波天线，其特征在于，将所述调整结构(209)替换为花篮螺丝，通过旋拧花篮螺丝改变成形线(208)或振子尾线(204)的长度。
8.根据权利要求2所述的短波天线的使用方法，其特征在于，首先将两付天线面(200)上的振子线汇聚点挂设在支撑杆(100)的顶端，并将连接在匹配器接线柱上的平行馈线的两端分别与两付天线面(200)跳接线电连接，接着立起支撑杆(100)，天线面(200)被吊起，接着通过支撑杆(100)位置分别确定两付天线面(200)上的中心地钉(205)及成形地钉(211)的位置，完全松开调整结构(209)，使成形线(208)长度达到最长，然后将成形线(208)一端挂在中心地钉(205)上，另一端挂设在成形地钉(211)上，调整成形线(208)上的调整结构(209)使天线面(200)悬拉成形，接着将天线面(200)振子线上的跳线与负载上的接线柱连接，成形地钉(211)上的接地线(210)与负载上的另一个接线柱连接，取出两根短路线(203)，分别将天线面(200)上的振子跳线(206)串联在一起，将各个振子之间短接，天线面(200)展开完毕。
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