CN201126858Y - 短波宽带全向天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种体积相对小的宽带高增益大功率全向短波天线。该天线主要由位于半径为R的圆周上的总高度为H的三个并联底馈鞭天线2、3、4组成。为了使天线在3－30MHz短波整个频段内有较平坦的VSWR曲线，在馈电点处附加了一个高度为H₂，小鞭天线15，以降低高频段的VSWR，并在同轴馈线上串联由L－C元件构成的阻抗匹配网络16来减少天线在f＝3MHz的VSWR。仿真结果表明，在3－30MHz频段内，在80％频段VSWR≤2.0，个别频点VSWR小于3.5，增益在5－8dBi，水平面增益方向图呈全向，垂直面增益方向图呈8字型。

Description

短波宽带全向天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体地说是一种短波宽带全向天线。

背景技术

众所周知，短波是0-3000km近、远距离通信的主要形式，而短波频段的宽频带全向天线是保证短波通信质量的关键部件之一。已有的覆盖3-30MHZ整个短波频段的宽频带全向天线主要有两大类，一类是伞锥，扇锥，宽带同相水平天线等；另外一类是加载宽带天线，即在原有的天线上用R-L-C电路元件加载来实现宽频带，例如，到V形宽带天线，直立加载宽带天线等。由于伞锥，扇锥，宽带同相水平这类天线的宽频带性能主要其靠本身庞大的结构来实现，因而占地面积和空间比较大，不宜在空间相对狭小的场地安装，例如不能在舰船上安装。而加载宽带天线，以单鞭天线为例，虽然具有相对尺寸小和宽带的优点，但是天线的效率却较低。

目前，在有些设备上广泛使用的双鞭天线均为不用R-L-C网络加载的双鞭天线，频带窄，只能覆盖4∶1的带宽，不能覆盖整个短波频段。因此实际中为了覆盖整个3-30MHZ的短波频段，往往需要使用两副双鞭天线配合使用，即一副覆盖3-12MHZ，另一副覆盖9-30MHZ，但由于设备只有一个输出端，因而无法使用。

实用新型的内容

本实用新型的目的在于克服上述已有短波全向天线的缺点，提供一种能承受2KW功率，体积相对小，能够覆盖整个3-30MHZ的短波频段的宽带全向天线。

实现本实用新型目的的技术思路是：不用R-L-C加载技术，也不用像伞锥那样靠天线本身庞大的结构来实现宽频带，而是采用对三个鞭天线的不同设置和分别降低高、低频端的措施构成短波宽带全向天线。其具体结构如下：

技术方案1：

短波宽带全向天线的构成，包括辐射体、同轴线，其中辐射体采用三个等高为H₀的鞭天线，均匀设置在半径为R的圆周上，同轴线内导体与三个鞭天线底部的馈线相连，且交汇于圆心点O，构成并联底馈馈电点；该馈电点处同时设置第四个鞭天线和阻抗匹配网络，以降低高频段天线驻波比和兼顾整个频段的低VSWR特性。

技术方案2：

短波宽带全向天线的构成，包括辐射体、同轴线，其特征在于辐射体采用三个等高为H₀的鞭天线，设置在等腰三角形的三个顶点A、B、C，同轴线内导体与三个鞭天线底部馈线相连的交点O连接，构成并联底馈馈电点；在该馈电点处同时设置第四个鞭天线和阻抗匹配网络，以降低高频段天线驻波比和兼顾整个频段的低VSWR特性。

所述的三个等高为H₀的鞭天线的上端开路或者通过金属管连接为一个整体。

所述的第四个小鞭天线的高度H₂为高频段的λ/4。

本实用新型具有如下优点：

1.由于采用三个等高为H的鞭天线作为一个整体不仅体积小，而且可满足一个输出端口的使用要求；

2.由于在三个鞭天线的并联馈电点处附加一个高度为H₀的小鞭天线，故使高频段的驻波比VSWR明显降低；

3.由于在同轴线中串联由L-C元件构成的阻抗匹配网络，可降低低频段的驻波比VSWR。

4.仿真结果表明：本实用新型在3-30MHZ频段，90％频点的驻波比VSWR≤3.0，其余频点的驻波比VSWR≤3.5，增益G≥4dB；在3-30MHZ频段，驻波比VSWR≤3.0，增益G≥3dB。。

附图说明

图1是本实用新型圆形布局结构示意图；

图2是本实用新型圆形布局的底馈结构示意图；

图3是本实用新型三角形布局结构示意图；

图4是本实用新型的仿真VSWR-f特性曲线图。

以下参照附图对本实用新型的结构进行详细的描述。

参照图1和图2，本实用新型的辐射体1包括第一个鞭天线2、第二个鞭天线3、第三个鞭天线4构成，该三个鞭天线的高度相同，其高度H₀为最低工作频率的0.17λ，且按均匀分布在半径为R的圆周上的位置排列，底部通过金属管或馈线5、6、7相互连接交互于圆心O点，该圆心O点与同轴馈线12的内导体13相连，构成并联底馈馈电点，同轴线12的外导体14接地，圆周半径R为最低工作频率的0.025λ。

该三个等高鞭天线分别通过高频绝缘材料8、9、10固定在地面或其它使用载体11上，与地面或其它使用载体的距离H₁最低为1m。在三个鞭天线的并联馈电点处附加一个高度为H₂的小鞭天线15，用于改善天线在短波高频段的VSWR特性，该小鞭天线的高度H₂为高频段的λ/4，在同轴馈线12中串联有阻抗匹配网络16，该阻抗匹配网络由L-C元件构成，用来改善天线在低频段的VSWR特性。该三个等高鞭天线的顶端开路，也可以用金属管连在一起，以提高机械强度。

参照图3，本实用新型的辐射体1由第一个鞭天线2、第二个鞭天线3、第三个鞭天线4构成，该三个鞭天线的高度相同，其高度H₀为最低工作频率的0.17λ，按照等腰三角形的三个顶点A、B、C排列，等腰三角形的底边AC与两腰顶点高度h的比例为5∶3。三个鞭天线的底部通过金属管或馈线5、6、7相互连接交互于圆心O点，同轴线内导体与该交点O连接，构成并联底馈馈电点，该馈电点处设置有第四个小鞭天线(15)，该鞭天线的高度H₂为高频段的λ/4。在同轴馈线12中串联有阻抗匹配网络16(图中未画出)，该阻抗匹配网络由L-C元件构成，用来改善天线在低频段的VSWR特性。

所述的三个等高鞭天线分别通过高频绝缘材料8、9、10固定在地面或其它使用载体11上，与地面或其它使用载体的距离H₁最低为1m。由于鞭天线的高度比较高，为了提高天线的机械强度，减少拉线的数量，该三个等高鞭天线的顶端部用金属管17、18、19连接成一个整体。

本实用新型安装后的总高度为：H＝H₀+H₁，其性能可通过图4仿真图显示，除了个别频点的VSWR≤3.5以外，其余VSWR≤3.0，符合短波宽带天线的要求。

Claims (10)

1. 一种短波宽带全向天线，包括辐射体、同轴线，其特征在于辐射体采用三根等高为H₀的鞭天线(2、3、4)，均匀设置在半径为R的圆周上，同轴线内导体与三根鞭天线底部的馈线相连，且交汇于圆心点(O)，构成并联底馈馈电点；该馈电点处同时设置第四根鞭天线(15)和阻抗匹配网络(16)。

2. 根据权利要求1所述的短波宽带全向天线，其特征在于三根等高鞭天线(2、3、4)的顶端部开路。

3. 根据权利要求1所述的短波宽带全向天线，其特征在于三根等高鞭天线(2、3、4)的底部分别用高频绝缘材料(8、9、10)固定在地面或使用载体(11)上。

4. 根据权利要求3所述的短波宽带全向天线，其特征在于三个鞭天线(2、3、4)底部与地面或使用载体(11)的高度H₁至少为1m。

5. 根据权利要求1所述的短波宽带全向天线，其特征在于第四根鞭天线(15)的高度H₂为高频段的λ/4。

6. 根据权利要求1所述的短波宽带全向天线，其特征在于阻抗匹配网络(16)由与同轴馈线串联的L-C网络构成。

7. 根据权利要求1所述的短波宽带全向天线，其特征在于圆周半径R为最低工作频率的0.025λ。

8. 一种短波宽带全向天线，包括辐射体、同轴线，其特征在于辐射体采用三根等高为H₀的鞭天线(2、3、4)，设置在等腰三角形的三个顶点，同轴线内导体与三根鞭天线底部馈线相连的交点(O)连接，构成并联底馈馈电点；在该馈电点处同时设置第四根鞭天线(15)和阻抗匹配网络(16)。

9. 根据权利要求8所述的短波宽带全向天线，其特征在于三根等高鞭天线(2、3、4)的顶端部用金属管(17、18、19)连接成一个整体。

10. 根据权利要求8所述的短波宽带全向天线，其特征在于等腰三角形的底边AC与两腰顶点高度h的比例为5∶3。

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