CN113964496B - 一种便携式高倍频短波单锥全向天线及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式高倍频短波单锥全向天线及其安装方法，属于信号传输技术领域，解决了现有技术中短波频段天线尺寸大、重量大、便携性差、安装架设有难度、天线外场测试反复安装、拆卸耗时耗力且重复性差的问题。本发明的便携式高倍频短波单锥全向天线包括天线锥体、匹配盒、地网、拉绳、地钉天线锥体可拆卸地固接在匹配盒的上端面上；匹配盒下部可拆卸地固接有地网线；天线锥体包括支撑单元、绳缆和主杆单元；支撑单元包括支撑单元天线，支撑单元天线均布环绕在主杆单元上部；支撑单元天线与主杆单元可拆卸固接。本发明天线锥体为倒锥结构，装置构成简单、尺寸小、便于携带、安装方便，满足高增益、高可靠的辐射天线的需求。

Description

一种便携式高倍频短波单锥全向天线及其安装方法

技术领域

本发明涉及信号传输技术领域，尤其涉及一种便携式高倍频短波单锥全向天线及其安装方法。

背景技术

短波频段天线波长覆盖10米到300米，按照常规设计天线尺寸需要最低频率波长的1/4，最低频率是1.5MHz，波长λ=C/f，C为信号传播速度，米/秒，1.5MHz的1/4波长为50米，但50米长的主天线尺寸和重量大、便携性差、安装架设难度大。

天线的匹配电路设计需要在开阔场地测试得到天线的阻抗分布，才能更有针对性的进行后级匹配电路的设计，用传统的方法进行该过程的设计需进行大量的天线架设和反复试验获取数据后进行优化，前后需要花费大量的精力和成本。

如何才能快速设计匹配电路，减小天线外形尺寸的同时优化天线端口阻抗匹配，是研究的重要课题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明设计了一种便携式高倍频短波单锥全向天线及其安装方法，用以解决现有技术中短波频段天线大尺寸、大重量、便携性差、安装架设难度大、无法提供高增益、天线外场测试困难的问题。

本发明通过如下技术方案实现：

一种便携式高倍频短波单锥全向天线，包括天线锥体、匹配盒、地网线和拉绳；所述天线锥体可拆卸地固接在匹配盒的上端面上；所述匹配盒下部可拆卸地固接有地网线；所述拉绳上端固设在所述天线锥体上，下端通过所述地钉固定；所述天线锥体包括支撑单元、绳缆和主杆单元；所述支撑单元包括支撑单元天线，所述支撑单元天线均布环绕在主杆单元上部；所述支撑单元天线与所述主杆单元可拆卸固接；所述主杆单元包括主杆管件、支撑单元连接器和绳缆连接器；多个所述主杆管件可拆卸地连续固接；所述支撑单元连接器通过紧固件可拆卸固连或通过焊接固连在主杆单元上部；所述主杆单元上端和下端分别可拆卸固连有所述绳缆连接器；每根所述绳缆两端分别可拆卸地固定在主杆单元上端和下端的所述绳缆连接器中；每根所述绳缆中间分别经过对应的支撑单元天线末端撑起且被定位紧固；多根所述绳缆与主杆单元和支撑单元共同构成倒锥天线所述地网线包括地网线挂钩、地网线缆和地网线缆盒；所述地网线缆一端可拆卸地固连地网线挂钩；所述地网线缆另一端连接地网线缆盒，并能够卷纳和线性拉出地网线缆盒；所述主杆管件和支撑单元天线为合金圆管，所述绳缆为细钢丝绳。

所述主杆单元上部固设有支撑单元连接器，用于可拆卸地连接或固连支撑单元天线。

所述支撑单元天线第一端设有支撑单元连接体，用于与支撑单元连接孔固接，第二端设有绳缆固定销塞，用于对绳缆进行定位。

所述匹配盒包括匹配盒外壳和设置在匹配盒外壳内的匹配电路；所述匹配盒外壳上端固设有主杆连接单元，用于可拆卸地固连所述支撑单元天线，下端设置有地脚钉，用于与大地固连；所述匹配盒外壳下端固设匹配盒基座，周边均匀设置有可插固所述地网线的地网线插孔。

所述主杆单元中上部位置分别固连有拉绳连接单元，用于固定所述拉绳。

所述拉绳的上端分别固设在拉绳连接器上，下端通过所述地钉圆周均布，固接于大地。

所述地网线以所述匹配盒为中心辐射状均匀布设；所述地网线为盒尺结构，包括地网线挂钩、地网线缆和地网线缆盒；所述网线挂钩固连地网线缆，插固在所述地网线插孔中；所述地网线缆为细钢丝绳。

一种便携式高倍频短波单锥全向天线的安装方法，使用所述的便携式高倍频短波单锥全向天线，步骤如下：

S1：组装便携式高倍频短波单锥全向天线；

S2：进行试验工作：

给便携式高倍频短波单锥全向天线供给电力并输入信号，调整该天线，开始信号辐射。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

1、本发明便携式高倍频短波单锥全向天线为单椎体结构的倒锥天线体，可为设备提供高增益的短波信号；天线频段覆盖1.5MHz~30MHz，可满足短波电台、短波通信的小型化、高增益、高可靠的辐射天线的需求；

2.、本发明便携式高倍频短波单锥全向天线为倒锥天线体，由天线锥体、匹配盒、地网、拉绳、地钉组成，主要零部件之间均为之间组装结构，方便携带和安装；

3、本发明便携式高倍频短波单锥全向天线中作为倒锥天线体地网的每一根地网线都可独立收纳、使用，避免了现有技术中单根地网线或整个钢丝网的携带收纳不便以及铺设的困难；

4、本发明便携式高倍频短波单锥全向天线的安装和拆卸方法简单，使用方便。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件，

图1为本发现有技术的高倍频短波天线整体外观示意图；

图2为天线倒锥结构示意图

图3为本发明便携式高倍频短波单锥全向天线整体结构示意图；

图4为本发明便携式高倍频短波单锥全向天线匹配盒部分局部剖视示意图；

图5为本发明便携式高倍频短波单锥全向天线绳缆连接器部分结构示意图；

图6为本发明便携式高倍频短波单锥全向天线支撑单元天线部分及其连接结构剖视示意图；

图7为本发明便携式高倍频短波单锥全向天线地网线缆盒结构三维局部剖视示意图；

图8为本发明便携式高倍频短波单锥全向天线地网线缆盒结构二维局部剖视示意图。

附图标记：

1.天线锥体； 11.支撑单元； 111.支撑单元天线； 1111.支撑单元连接体； 12.绳缆； 13.主杆单元； 130.主杆管件； 1301.主杆外接口； 1302.主杆内接口； 131.支撑单元连接器；1311.支撑单元连接孔；132.绳缆连接器； 1321.绳缆安装单元； 133.主杆盖帽；134.拉绳连接单元；14.线绳；2.地网线；21.地网线挂钩； 22.地网线缆；23.地网线缆盒；24.地网线缆限位器； 25.地网线夹紧器；3.地钉；4.拉绳； 5.匹配盒； 51.外壳；511.主杆连接单元；512.地脚钉； 513.匹配盒基座； 514.地网线插孔；52.匹配电路； 6.快卸销； 7.绳缆固定销塞； 8.混装接口。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

下面结合图1~8，更具体地描述本发明的技术方案：

首先对附图3~6解释如下：图2为本发明便携式高倍频短波单锥全向天线的具体实施例的真实比例关系示意图。为便于理解结构，附图3~6中支撑单元11和主杆单元13相对于其它零部件，在直径尺寸上做了放大处理，而高度尺寸做了缩小处理，以便在一张图纸上可以清楚表达高倍频短波单锥全向天线的全貌。同时主杆单元13在支撑单元11以上的部分相对短小，支撑单元11和绳缆12共同构成的倒锥结构。

图1示意了现有技术中高倍频短波天线整体外观。可以看出，其整体结构简单，要获得发射信号，需要增高天线，会造成尺寸过大，不便携带、安装稳固性差、成本较高，尤其不适用于多频次的试验使用。本发明旨在搭建一个便携式、安装拆除简易、尺寸可变、尤其适用多频次试验的高增益的高倍频短波天线。

本发明的一个具体实施例，如图3~8所示，公开了一种便携式高倍频短波单锥全向天线，包括天线锥体1、匹配盒5、带有地网线2的地网、拉绳4、地钉3。

天线锥体1为倒锥天线，固接在匹配盒5的上端面上；天线锥体1包括主杆单元13、支撑单元11和数根绳缆12。

具体的，本实施例的主杆单元13由7节金属圆管连续可拆卸固接而成，每根为直径38mm的圆管，七根圆管连接成7.5米的长度，用于实现信号的辐射。

如图3所示，本实施例主杆单元13的金属圆管两端分别制作成大、小径，作为主杆外接口1301和主杆内接口1302，可彼此插拔；但主杆单元13中至少有一根主杆管件130的一端设置外螺纹或内螺纹，用于与匹配盒5螺纹连接；最上部的主杆管件130上端设置有主杆盖帽133，二者之间有匹配的固接结构。本实施例主杆单元13优选铝合金圆管。

倒锥结构的实现是通过4根支撑单元天线111固定到天线主体结构接近顶部的位置，构成“十”字形的支撑单元11实现的。

具体的，本实施例优选4根16mm直径的圆管作为支撑单元天线111构成支撑单元11，固定到主杆单元13上部距离顶部1米的位置，铰接成“十”字形。

支撑单元连接器131可以是整体或组合而成的环状，通过紧固件可拆卸固连或通过焊接固定固连在主杆单元13上部；其上圆周均布4个支撑单元连接孔1311，与支撑单元天线111固接。本实施例优选整体环状的支撑单元连接器131焊接在主杆单元13上部。

可选的支撑单元连接孔1311可以是过孔、阶梯孔或者盲孔，也可以是内螺纹孔。

对应可选的，支撑单元天线111第一端有可与支撑单元连接孔1311插拔圆管内孔，或有与支撑单元连接孔1311内螺纹螺接紧固的外螺纹；支撑单元天线111第二端固设有绳缆固定销塞7，用以可拆卸连接固定绳缆12的快卸销6。优选的，本具体实施例在支撑单元天线111一端固接有支撑单元连接体1111，支撑单元连接体1111为圆柱体。该圆柱体一端焊接在支撑单元天线111第一端圆孔内，另一端伸出支撑单元连接体1111第一端端面，并由外螺纹结构，与支撑单元连接孔1311的内孔螺纹螺接。

本发明选用4根绳缆12连接主杆单元13两端，并由支撑单元天线111第二端顶起，共同构成倒锥天线体。

主杆单元13两端各固设有一个绳缆连接器132，如图3所示；绳缆连接器132为整体或组合而成的环状，通过紧固件可拆卸固连或通过焊接固定固连在主杆单元13上部；上端的绳缆连接器132固接在主杆单元13顶端附近，位于支撑单元连接器131的上部；下端的绳缆连接器132固接在主杆单元13下端附近，接近匹配盒5。

本具体实施例中，如图5、6所示，绳缆连接器132圆周均布4个带有垂直贯通的阶梯截面通道结构的绳缆安装单元1321。优选的，该垂直贯通的阶梯截面通道结构为阶梯孔；阶梯孔的大孔用于放置快卸销6，阶梯孔的设置有螺纹，用于与快卸销6固接。在轴台上，平行于小孔偏心开设供绳缆12通过的偏心孔。

上端的绳缆连接器132带有大孔的端面朝上，下端的绳缆连接器132带有大孔的端面朝下。

如图3、5、6所示，每根绳缆12两端分别固定在上端的绳缆连接器132和下端的绳缆连接器132的绳缆安装单元1321中，通过快卸销6紧固；4根绳缆12中间分别经过对应的支撑单元天线111第二端通过快卸销6紧固在绳缆固定销塞7上而被定位紧固。

这样，4根所述绳缆12两端可拆卸地固接在主杆单元13的上端和下端；每根所述绳缆12中间经由对应的支撑单元天线111末端撑起，与主杆单元13和支撑单元11共同构成倒锥天线。

绳缆12为细钢丝绳。

拉绳4通过斜支撑的拉紧方式保证天线锥体1稳固垂直站立。拉绳4上端分两层固接在天线锥体1中上部两个不同的高度位置，斜拉固定天线锥体1。本实施优选的，在主杆单元13的1/2高度和3/4高度的位置分别固连有3根拉绳连接单元134，用以固接拉绳4。

本实施例优选拉绳连接单元134为固接在主杆管件130指定位置上的拉环，具体位置吊环螺栓。

拉绳4的下端均布在以天线锥体1中心为圆心的圆周上，并由地钉3固定于大地。优选的，下层的拉绳4的斜拉角度为45°，上端的斜度做结构上的适应角度固定即可。两层拉绳4的下端可选的间隔均布，或位置对应的上、下两条拉绳的下端固定在一起。优选为第二种。

优选的，拉绳4为高强度尼龙静力绳。

匹配盒5底部设置有地脚钉512，用于将匹配盒5固定于大地，上部设置有主杆连接单元511，用于固接天线锥体1。

本实施例可选的，天线锥体1最下端的主杆管件130下端与主杆连接单元511焊接固连，或者天线锥体1最下端的主杆管件130下端设置有外螺纹，主杆连接单元511为带有与之匹配的内螺纹结构，二者螺接固连。本实施例优选第二种。

匹配电路52固设在匹配盒外壳51中。

匹配盒外壳51下端固设匹配盒基座513，周边均匀设置有可插固所述地网线2的地网线插孔514。优选的，地网线插孔514为通孔。

构成地网的数根地网线2设置在地面上，由匹配盒5下端面中心位置水平均匀发散设置。可选的，匹配盒外壳51为铝合金材料、POM材料绝缘材料，或复合材料。本具体实施例优选铝合金材料。

地网线2为盒尺结构，包括稳固挂接在地网线插孔514里的地网线挂钩21，与地网线挂钩21固接的地网线缆22和地网线缆22即可卷纳其中、又可线性拉出的地网线缆盒23。

优选的，地网线挂钩21为能够导电的挂钩；该挂钩与地网线缆22可拆卸地固连；地网线缆22为细钢丝绳，地网线缆盒23为盒尺结构。

如图7~8所示，地网线缆22在地网线缆盒23内通过弹性卷簧自动收放，并通过地网线缆盒23上设置的地网线缆限位器24中心的通孔穿出。地网线缆限位器24一端为滚花弹性夹头，另一端为螺杆的结构。在地网线缆盒23内设置有地网线缆22通过的地网线夹紧器25，地网线夹紧器25为弹性锥桶，地网线缆限位器24的螺杆顶端抵住地网线夹紧器25大锥端。转动滚花弹性夹头，地网线缆限位器24的螺杆向地网线缆盒23内部前进的过程中，地网线夹紧器25小锥端收紧，夹住地网线缆22，对地网线缆22进行限位。

另外，绳缆连接器132上的绳缆安装单元1321还可以是在端面和侧面之间形成的通道结构，其它结构细节做适应性调整。

一种使用本发明的便携式高倍频短波单锥全向天线的方法，包括步骤如下：

S1：组装便携式高倍频短波单锥全向天线；

S1-1：拆包，准备好便携式高倍频短波单锥全向天线所有零件，包

括天线锥体1、匹配盒5、数根地网线2、数条拉绳4、数个地钉3；

S1-2：准备安装主杆单元13；

按主杆单元13高度，设计主杆管件130的根数，其中最下端的主杆管件130下端设置有与主杆连接单元511匹配的安装结构；

从下至上，将安装好下部的绳缆连接器132、下端的拉绳连接单元134、上端的拉绳连接单元134、支撑单元连接器131和上端的绳缆连接器132的主杆单元13正确排序，将主杆盖帽133紧固在最上端的主杆管件130顶端；

在地面上将从主杆连接单元511开始，从下至上的主杆管件130依次连接紧固至安装人员可触及的高度，形成主杆单元13的下半部分，备用；

在地面上安装主杆单元13的其余的上半部分，备用；

S1-3：安装支撑单元11：

将绳缆固定销塞7固连在每个支撑单元天线111的第二端，将支撑单元连接体1111固连在每个支撑单元天线111的第一端；

将每根支撑单元天线111的第一端固连到对应的支撑单元连接器131上的支撑单元连接孔1311内；

S1-4：安装4根绳缆12：

将各绳缆12的一端连入上端的绳缆连接器132，用快卸销6通过绳缆固定销塞7紧固；

将各绳缆12的中部调整进入到支撑单元连接器131的第二端，收紧上部绳缆12，用快卸销6紧定绳缆12后与绳缆固定销塞7紧固；

将各绳缆12的另一端连入下端的绳缆连接器132，拉紧绳缆12，用快卸销6通过绳缆固定销塞7紧固；

S1-5：安装拉绳4上端：

设置上、下两层拉绳4的上端，即，将各根拉绳4的上端分别系挂在上、下端的拉绳连接单元134上对应的拉绳连接单元134内，用快卸销6定位；

S1-6：组装并安装匹配盒5：

将匹配电路52固设在匹配盒外壳51中，安装定位，构成完整的匹配盒5；

将匹配盒5至于选好的安装便携式高倍频短波单锥全向天线的场地中央，将匹配盒外壳51上的地脚钉512插入大地；

S1-7：完成主杆单元13的安装：

将安装好主杆单元13的下半部分固接在主杆连接单元511上，将安装好的主杆单元13的上半部分固接在主杆单元13的下半部分的上端；

S1-8：安装拉绳4下端：

各拉绳4下端与1个地钉3固连，将地钉3紧钉于大地上；地钉3均匀布设在以天线锥体1为中心的圆周上；

可选的，上、下两层的拉绳4下端间隔均布，或对应的上下两条拉绳4共用一个地钉3；

优选的，上、下两层的各3条拉绳4，对应的上下两条拉绳4共用一个地钉3；3个地钉3按间隔120°均布；

S1-9：安装地网：

将地网线2的网线挂钩21定位于匹配盒基座513上地网线插孔514内；从地网线缆盒23中拉展每一根地网线缆22至所需长度，通过地网线缆限位器24作用于地网线夹紧器25，从而对地网线缆22的末端限位固定；

所有地网线缆22沿设计角度均匀辐射布置于天线锥体1的周围。

S2：进行试验工作：

S2-1：架设后，将带有信号线和电源线的混装连接器连接到匹配盒5上的混装接口8，使匹配盒5连通信号源和电源；

S2-2：在信号源激励下，匹配电路52工作，天线锥体1开始发射高倍频短波；

S2-3：根据接收端信号反馈，调整天线锥体1方向；

S2-4：便携式高倍频短波单锥全向天线正常工作。

拆除便携式高倍频短波单锥全向天线依照S1步骤,以安装的相反顺序进行，打包收纳。

本发明的便携式高倍频短波单锥全向天线收纳和拆装便捷，也可以组装出不同倒锥尺寸的全向天线，以及匹配不同的测试电路；同时尺寸可控、容易携带，可以在任何场合搭建。

本发明的便携式高倍频短波单锥全向天线特别适合大尺寸天线外场反复测试之用。应用多种变参数组装的本发明装置，可以得到多条件下的测试匹配电路参数，对支持进行电磁仿真平台通过合理建模准确得到天线在远场条件下的端口阻抗分布参数，以高效率、低成本完成实际匹配电路的设计大有裨益。

同时，本发明的倒锥天线结构，可有效提供高增益的全向天线，满足短波电台、短波通信的小型化、高增益、高可靠的辐射天线的需求。能够特别适合高倍频短波发射。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时，凡搭载了本装置的设备，以扩大应用领域并产生复合的技术效果，都属于本方法发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种便携式高倍频短波单锥全向天线，其特征在于，包括天线锥

体（1）、匹配盒（5）、地网线（2）和拉绳（4）；

所述天线锥体（1）可拆卸地固接在匹配盒（5）的上端面上；

所述匹配盒（5）下部可拆卸地固接有地网线（2）；

所述拉绳（4）上端固设在所述天线锥体（1）上，下端通过地钉（3）固定；

所述天线锥体（1）包括支撑单元（11）、绳缆（12）和主杆单元（13）；

所述支撑单元（11）包括支撑单元天线（111），所述支撑单元天线（111）均布环绕在主杆单元（13）上部；所述支撑单元天线（111）与所述主杆单元（13）可拆卸固接；

所述主杆单元（13）包括主杆管件（130）、支撑单元连接器（131）和绳缆连接器（132）；多个所述主杆管件（130）可拆卸地连续固接；所述支撑单元连接器（131）通过紧固件可拆卸固连或通过焊接固连在主杆单元（13）上部；所述主杆单元（13）上端和下端分别可拆卸固连有所述绳缆连接器（132）；

每根所述绳缆（12）两端分别可拆卸地固定在主杆单元（13）上端和下端的所述绳缆连接器（132）中；每根所述绳缆（12）中间分别经由对应的支撑单元天线（111）末端撑起且被定位紧固；

多根所述绳缆（12）与主杆单元（13）和支撑单元（11）共同构成倒锥天线；

所述地网线（2）包括地网线挂钩（21）、地网线缆（22）和地网线缆盒（23）；

所述地网线缆（22）一端可拆卸地固连地网线挂钩（21）；所述地网线缆（22）另一端连接地网线缆盒（23），并能够卷纳和线性拉出地网线缆盒（23）；

所述主杆管件（130）和支撑单元天线（111）为合金圆管，所述绳缆（12）为细钢丝绳。

2.根据权利要求1所述的便携式高倍频短波单锥全向天线，其特征在于，所述主杆单元（13）上部固设有支撑单元连接器（131），用于可拆卸地连接或固连支撑单元天线（111）。

3.根据权利要求2所述的便携式高倍频短波单锥全向天线，其特征在于，所述支撑单元天线（111）第一端设有支撑单元连接体（1111），用于与支撑单元连接孔（1311）固接，第二端设有绳缆固定销塞（7），用于对绳缆（12）进行定位。

4.根据权利要求1所述的便携式高倍频短波单锥全向天线，其特征在于，所述匹配盒（5）包括匹配盒外壳（51）和设置在匹配盒外壳（51）内的匹配电路（52）；

所述匹配盒外壳（51）上端固设有主杆连接单元（511），用于可拆卸地固连所述支撑单元天线（111），下端设置有地脚钉（512）用于与大地固连；

所述匹配盒外壳（51）下端固设匹配盒基座（513），周边均匀设置有可插固所述地网线（2）的地网线插孔（514）。

5.根据权利要求1~4任一所述的便携式高倍频短波单锥全向天线，其特征在于，所述主杆单元（13）中上部位置分别固连有拉绳连接单元（134），用于固定所述拉绳（4）。

6.根据权利要求5所述的便携式高倍频短波单锥全向天线，其特征在于，所述拉绳（4）的上端分别固设在拉绳连接单元（134）上，下端通过所述地钉（3）圆周均布固接于大地。

7.根据权利要求5所述的便携式高倍频短波单锥全向天线，其特征在于，所述地网线（2）以所述匹配盒（5）为中心辐射状均匀布设。

8.一种便携式高倍频短波单锥全向天线的安装方法，其特征在于，使用权利要求1-7中任一项所述的便携式高倍频短波单锥全向天线，步骤如下：

S1：组装便携式高倍频短波单锥全向天线；

S2：进行试验工作：

给便携式高倍频短波单锥全向天线供给电力并输入信号，调整该天线，开始信号辐射。