CN1499671A - 锥形交叉场发射天线装置 - Google Patents
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Abstract
一种锥形交叉场发射天线装置，它至少包括相互绝缘的柱形发射体、平板发射体、地面板；所述的地面板敷设在安装附着物体上，进行固定；地面板上方设置平板发射体，信号发射时，两者之间形成环行磁场；平板发射体的上方设置柱形发射体，信号发射时，柱形发射体与地面板形成垂直电场的；该电场与环行磁场相互交叉作用；平板发射体通过平板发射体支撑架与地面板平行设置；柱形发射体通过柱形发射体支撑架与平板发射体相互垂直设置；柱形发射体上端延伸焊接或铆接有开放锥形天线罩。本发明所提供的锥形交叉场发射天线装置，摆脱传统天线依靠高大的发射塔发射信号，克服及改进了传统天线存在的诸多弊病和不足，是中、长波天线的更新产品。
Description
技术领域
本发明公开了一种锥形交叉场发射天线装置，尤其是一种利用相互交叉的电场、磁场所产生的坡印亭(Poynting)矢量进行中、长波广播信号发射，大幅度减少天波、降低干扰、具有较宽带宽并且小型轻便的发射天线。属于无线电通讯、广播电视技术领域。
背景技术
众所周知，无线电信号的发射通常都需要专用的发射天线，而对于不同频率或频率段的无线电信号，其天线的构成或造型也存在着诸多的不同。
传统广播信号发射天线主要是依据电流分布概念，天线的大小尺寸及造型主要依赖于所发射的信号频率或波长。对于中、长波广播信号的发射，多年来，全世界绝大部分的发射台都是采用桅杆天线。为保证发射效果，桅杆天线必须具有特定的高度，一般为λ/4或λ/2高度(λ：为信号的波长)。无线电信号的波长与其频率成反比关系，频率越高波长则越短。对于中、长波频率段的无线电信号来说，桅杆天线的实际高度在46米-250米之间。这就使得广播电台不得不将中长波广播天线制造成高大的铁塔形。
传统中长波桅杆发射天线具有如下缺点：
1、具有较大的天波：该天线所发射的无线电波具有天波分量，不仅如此，天波还会出现向地面的反射，尤其在夜间，天波的反射对远距离的其它同、邻频率的中波台产生干扰。
2、具有较大的偶合感应场：桅杆天线是一种谐振结构，在该天线的近区存在着较大的偶合感应场，该感应场对其附近的电子设备、通信设施等产生较强的干扰。同时，当两副天线距离较近时，会产生相互间的干扰。
3、建设投资费用高：由于传统桅杆天线具有较高的制造尺寸，往往在几十米甚至上百米，所以，建设一个中波发射天线塔需要很高的成本，而且其占地面积也相对较大。
4、信号带宽小：基于传统的信号发射理论，桅杆天线所发射的中波信号的带宽很小，使得信号音质比较差，无法满足当今社会人们对广播信号音质的要求。
解决上述传统桅杆天线的缺陷问题、适应当今社会科技的飞速发展、创造更佳的无线电信号接收效果，必须取得发射理论方面的重大突破。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锥形交叉场发射天线装置，它能够大幅度减少信号的辐射天波，无感应场，并不产生电磁干扰，具有较宽的带宽并且小型轻便，可灵活地安装在城市建筑物顶上或地面上，而且成本较低。
本发明的目的是这样实现的：
一种锥形交叉场发射天线装置，它至少包括相互绝缘的柱形发射体、平板发射体、地面板；所述的地面板敷设在安装附着物体上，进行固定，地面板上方设置平板发射体，信号发射时，两者之间形成环行磁场；平板发射体的上方设置柱形发射体，信号发射时，柱形发射体与地面板形成垂直电场的；该电场与环行磁场相互交叉作用。
平板发射体通过平板发射体支撑架与地面板相互平行设置，并且平板发射体与支撑架之间绝缘连接，以便在平板发射体与地面板之间产生均匀地环行磁场；柱形发射体通过柱形发射体支撑架与地面板相互垂直设置，并且柱形发射体与支撑架之间绝缘连接，柱形发射体与地面板之间工作时形成电场。
支撑架上设有能够上下调节高度的托卡或卡固部件，该托卡或卡固部件将发射体承托或卡固在发射体支撑架上。
平板发射体为一圆形平板，该圆形平板是实心板或由上层板、下层板及中间的支架固接而成。
柱形发射体上端延伸焊接或铆接有开放锥形天线罩，该锥形天线罩可以大幅度减少天波辐射。
本发明所提供的锥形交叉场发射天线装置，采用不同以往的无线电信号发射理论，使天线的高度与信号波长无关，彻底摆脱了传统发射天线必须依靠高大的发射塔发射信号，同时克服及改进了传统桅杆天线存在的诸多弊病和不足，是中、长波广播天线的更新产品。本发明装置具有以下优点：
1、小型轻便，可以安放在城市中心的建筑物顶上，不需要建设通常的铁塔，不需要大的建设场地。
2、天波大幅度减少，地波信号加强，增加了广播服务区，并可以进行夜间广播。
3、在相同服务区内，较桅杆天线，本装置具有更小的发射功率，从而成本大幅降低。即CFA天线相对λ/4桅杆天线有更高的辅助效益和增益。
4、电磁兼容(EMC)友好，无感应场，近距离两个同类天线之间不产生偶合感应，无电磁干扰。
5、天线部件上的电压电平较低，增进了安全性。
6、带宽宽，具有更高的音质，可以进行更高数据率的数字发送，有利于进行数字化AM的改造。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为本发明一实施例的立体示意图；
具体实施方式
本发明所提供的锥形交叉场发射天线装置依据空间位移电流概念，将发射机输出功率通过移相单元分别送到两个发射体，使该两个发射体产生相互作用的两个交叉场，进而直接合成坡印亭(Poynting)矢量，完成中、长波信号的发射。相对于桅杆天线，采用这种理论所制造的天线属于非谐振天线。该天线的尺寸是根据所发射无线电信号的功率而设定的，所以，彻底摆脱了传统桅杆天线的尺寸必须受到发射信号波长的束缚。当制造发射功率较小的天线时，天线的高度尺寸及其它部件的相应尺寸可以小到几十厘米，当制造发射功率较大的天线时(如几百甚至上千千瓦)，该天线的高度可以大到几十米，其它相应的部件也具有较大的外形尺寸。
以下，通过具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，为本发明所提供的一种锥形交叉场发射天线装置结构图。该装置主要是由圆柱形发射体(E筒)1、圆盘发射体(D板)2及地面板(GP板)3组成。
圆柱形发射体(E筒)1在E筒支撑棒11的支撑下被垂直架设在圆盘发射体(D板)2的上方；地面板(GP板)3敷设在安装地面；圆盘发射体(D板)2在D板支撑棒21的支撑下，被水平架设在地面板(GP板)3与圆柱形发射体(E筒)1之间。为获得更大的地波辐射信号，减少天波辐射，在圆柱形发射体(E筒)1的上方延伸设置一开放圆锥形天线罩4。该天线罩4由三个圆台形金属网罩依逐个开放顺序焊接而成，即，最小的圆台形金属网罩41的上圆边缘与中间圆台形金属网罩42的下圆边缘焊接，最大的圆台形金属网罩43的下圆边缘与网罩42的上圆边缘焊接。
圆柱形发射体(E筒)1为中空金属圆筒，其中设置有加强金属骨架结构(图中未示出)，用于对圆柱形发射体(E筒)1形状及表面强度的加强。E筒支撑棒11与该圆柱形发射体(E筒)1固定连接。
圆盘发射体(D板)2由双层金属板22及其中的金属构架23组成。圆盘发射体(D板)2的表面开设一个以上圆孔24(如图2所示为12个圆孔)，E筒支撑棒11及D板支撑棒21穿过该圆孔24。
如图1、2所示，D板支撑棒21上设置有托卡，该托卡分为上卡251和下卡252。下卡252用于承托圆盘发射体(D板)2；上卡251用于卡固圆盘发射体(D板)2。上卡251及下卡252均可通过调整紧固件被上下移动或固定在D板支撑棒21上，使圆盘发射体(D板)2获得上下位移空间，便于调整天线的发射效果。
地面板(GP板)3为一金属板，其面积大于天线罩4的圆锥体上圆面积的1.5倍，其表面开设有供E筒支撑棒11和D板支撑棒21穿过的圆孔。
E筒支撑棒11和D板支撑棒21均被固设在安装地面。
另外，本实施例还可设有地线板，该板是埋于地下并通过一金属带6与地面板(GP板)3连接的金属板5。
在实际应用中，地线板的设置可根据具体技术要求决定是否采用，或其他地线设施连接。
本实施例在被接上两个空间移相的同信源馈送信号时，圆柱形发射体(E筒)1产生通到地面板(GP板)3的E电场，而圆盘发射体(D板)2与地面板(GP板)3形成一个电容器，由此产生环绕圆盘发射体(D板)2的圆形H磁场。E场与H场产生交叉，其合成的坡印亭(Poynting)矢量实现了中、长波广播信号的发射。圆锥形天线罩4使发射信号的地波强度明显加强，而天波辐射大幅度降低。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (18)
1、一种锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：它至少包括相互绝缘的柱形发射体、平板发射体、地面板；所述的地面板敷设在安装附着物体上，进行固定，地面板上方设置平板发射体，信号发射时，两者之间形成环行磁场；平板发射体的上方设置柱形发射体，信号发射时，柱形发射体与地面板形成垂直电场的；该电场与环行磁场相互交叉作用。
2、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的柱形发射体至地面板的高度为0.09米-10米，至平板发射体的高度为0.04米-4米。
3、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的平板发射体通过平板发射体支撑架与地面板相互平行设置，并且平板发射体与支撑架之间绝缘连接，以便在平板发射体与地面板之间产生均匀地环行磁场。
4、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的柱形发射体通过柱形发射体支撑架与地面板相互垂直设置，并且柱形发射体与支撑架之间绝缘连接，柱形发射体与地面板之间工作时形成电场。
5、根据权利要求1或3或4所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的支撑架为一个以上对称设置的立柱支架，其一端与发射体固接，另一端固接在安装附着物体上或安放在安装附着物体上。
6、根据权利要求3或4所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的支撑架上设有能够上下调节高度的托卡或卡固部件，该托卡或卡固部件将发射体承托或卡固在发射体支撑架上。
7、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的柱形发射体为圆柱筒体，该圆柱筒体内部设置有用来保持筒体状态的加强部件。
8、根据权利要求7所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的圆柱筒体的直径为0.015米-10米，高度为0.02米-18米。
9、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的平板发射体为一圆形平板，该圆形平板是实心板或由上层板、下层板及中间的支架固接而成。
10、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的平板发射体直径为0.03米-25米，厚度为0.01米-0.025米。
11、根据权利要求3或4或9或10所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的平板发射体表面开设有一个或一个以上的通孔，支撑架穿过该通孔或利用该通孔固定平板发射体。
12、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的柱形发射体上端延伸焊接或铆接有开放锥形天线罩，该锥形天线罩可以大幅度减少天波辐射。
13、根据权利要求12所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的开放锥形天线罩为一个圆台形网罩或一个以上的圆台形网罩依逐个开放顺序焊接或铆接。
14、根据权利要求12或13所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的开放锥形天线罩的上圆边缘至柱形发射体上端边缘的连线与水平面的夹角为25度-65度。
15、根据权利要求12或13所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的开放锥形天线罩的高度为0.03米-12米，上圆直径为0.07米-35米。
16、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的地面板的面积为1平方米-10000平方米的圆形或方形板。
17、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的附着物体为建筑物或大地地面。
18、根据权利要求1所述的锥形交叉场发射天线装置，其特征在于：所述的地面板电气连接有地线板，地线板与大地或建筑物连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA021467994A CN1499671A (zh) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | 锥形交叉场发射天线装置 |
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| CNA021467994A CN1499671A (zh) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | 锥形交叉场发射天线装置 |
Publications (1)
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| CNA021467994A Pending CN1499671A (zh) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | 锥形交叉场发射天线装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN1499671A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1949594B (zh) * | 2005-10-11 | 2011-12-21 | Tdk股份有限公司 | 在宽频带范围上具有改善的辐射特性的PxM天线 |
| CN107850661A (zh) * | 2015-05-13 | 2018-03-27 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 雷达和盖板之间的结构 |
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2002
- 2002-11-08 CN CNA021467994A patent/CN1499671A/zh active Pending
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