CN201188459Y - 一种套筒式双锥数字宽频带中波发射天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种套筒式双锥数字宽频带中波发射天线，属于无线电发射装置制造技术领域。其主要技术特点是中波发射天线的形状是双锥面结构，由上锥面天线与下锥面天线通过绝缘套筒相固定连接，再将上锥面天线和下锥面天线固定在天线支撑杆上。本实用新型结构简单、体积小，重量轻，高度低，节省金属材料，在使用时具有抗风能力强，使用寿命长，占地面积小，架设与维修方便，制造成本低廉等特点。与传统发射天线相比，能提高天线的输入阻抗和辐射阻抗，降低电抗分量，拓展天线带宽，使天线的辐射效率提高，经试验证明，完全可以满足数字广播的各项要求，在相同的功率下传输距离更远。

Description

一种套筒式双锥数字宽频带中波发射天线

一、技术领域

本实用新型涉及一种电台发射天线，具体地说是一种套筒式双锥数字宽频带中波发射天线，属于无线电发射装置制造技术领域。

二、背景技术

目前，用于中波广播信号的发送天线一般是拉线式或直立式桅杆天线，其高度为λ/4或λ/2两种，中波波段的波长(即λ)为187米～565米(频率为531KHz～1602KHz)，这就是得传统中波天线高度一般设计为76米～160米左右，为减少地损，传统中波天线还需要在天线底部敷埋大面积地网，地网呈辐射状，以桅杆为中心，每3°一根，长度和天线高度相等。因此，架设一副中波天线，不仅要架设很高的塔体，，而且要敷埋极为复杂和很大面积的地网。以810KHz的发射天线为例，若用λ/2传统天线时，塔体高度为160m，地网半径亦为160m，除必须敷埋120根直径约为3mm，长160m铜线外，还需占地80425m2，合120亩，由此带来的不仅是上百吨的金属材料，架设难度大工程周期长，无情的增加了天线的架设成本。

传统的中波发射天线高度高、体积大，占地面积大，维修难度大，资金投入大等诸多缺陷，使人们迫切需要研制一种体积小成本低，而且具有同样功能和效果的新型天线。

三、实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现行传统中波发射天线体积大，天线架设高度高，占地面积大，架设复杂，费时费料，制造成本高，从而提出一种新的技术方案。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种套筒式双锥数字宽频带中波发射天线，它是在天线体塔基上固定设有外导体支撑杆，在外导体支撑杆上端通过绝缘体固定设有中波发射天线，在中波发射天线与天线调配网络之间连接设有内导体，中波发射天线的形状是双锥面结构，所述的双锥面中波发射天线是由上锥面天线与下锥面天线构成，上锥面天线与下锥面天线之间通过绝缘套筒相固定连接，在中波发射天线的上锥面天线与下锥面天线的锥角内分别设有上锥面固定支架和下锥面固定支架，上锥面固定支架和下锥面固定支架的形状是伞形结构。

中波发射天线的形状是网状双锥面结构，而且网状中波发射天线中的上锥面天线与下锥面天线的锥角为75-120°，内导体外径为51-377mm，外导体支撑杆的高度为12-28m，外导体支撑杆的外径为80-2000mm，内导体与外导体支撑杆之间为绝缘结构。

本实用新型与现有技术相比所具有的优点是：天线结构简单，体积非常小，高度低，重量轻，安装同样功能的天线可节省大量的金属材料，在使用时具有抗风能力强，使用寿命长，占地面积小等特点，架设与维修方便，制造成本低廉。由于采用了套筒式发射体结构和上下双锥角发射体结构相结合，本实用新型与传统发射天线相比，能提高天线的输入阻抗和辐射阻抗，降低电抗分量，拓展天线带宽，使天线的辐射效率提高，经过反复试验证明，完全可以满足数字广播的各项要求，在相同的功率下传输距离更远。

四、附图说明

附图是本实用新型一种实施例整体结构示意图。

五、具体实施方式

现结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步详细说明：

一种套筒式双锥数字宽频带中波发射天线，其天线的发射面形状为网状双锥面结构，由上锥面天线1和下锥面天线4通过绝缘套筒3相背向固定连接在外导体支撑杆6上，上锥面天线1为正形锥，下锥面天线4为倒形锥，上锥面天线1与下锥面天线4中间通过发射体导线穿过玻璃钢绝缘套筒3经过套筒式馈管内导体7与天线调配网络9相连接，外导体支撑杆6下端接地，用镀锌管支柱发兰底座固定在天线体塔基8上，下锥面天线4是由16块不锈钢锥面拼装而成，锥边长为6-9米，相互之间用不锈钢螺栓连接在一起，其锥角在75°-120°间，下锥面天线4同样由16块不锈钢锥面拼成。也可以将上锥面天线1和下锥面天线4做成网状结构，使其锥角为100°。玻璃钢绝缘套筒3外径800毫米。用镀锌管支柱为三根，相互连接为一根，固定在天线体塔基8，外导体支撑杆6有两个作用，一个是起支撑天线的作用，二是起导体的作用。在上锥面天线1的锥角内固定设有上锥面固定支架2，在下锥面天线4的锥角内固定设有下锥面固定支架5，可保证锥面天线工作时稳定和牢靠。

工作原理

1、利用锥面缓变原理，降低终端反射和谐振频率，使天线的长度变小，也不影响天线的效率；

2、利用天线长细比原理，降低阻抗的变化率，提升天线带宽；

3、利用套筒天线理论，提高输入电阻和辐射电阻，降低阻抗变化率，从而提高了小天线的带宽。

锥面缓变原理告知我们，天线从发射体向锥面沿小于90°方向过度，从而减小于终端的反射，由于锥体比较大，对地形成一定的感抗，提升了容抗，使天线的谐振点下移，从而有效的降低了天线的高度，斜面是7米的锥体其有效谐振高度为40米左右，加之垂直发射体高度，天线有效高度近似为76米高塔左右。

根据天线的长细比原理，振子天线的输入阻抗随电长度而变化的剧烈程度主要取决于天线的特性阻抗。特性阻抗越大，输入阻抗随电长度的变化就越激烈，天线的阻抗带宽就越窄；反之，特性阻抗越小，天线的阻抗带宽就越窄。振子天线的特性阻抗主要取决于长细比Ω，即Ω＝2ln(2L/a)，其中L是天线振子臂的长度，a是天线臂的半径。Ω越大，天线的特性阻抗就越大，因此，在同样长度条件下，粗振子天线具有较宽的工作带宽。我们生产的数字套筒式宽频带中波小天线，其发射体增加到￠800mm就是为了有效的提高天线带宽；另一方面可以使天线的抗风能力提升到原来天线的二倍以上。再者，我们经过对锥面顶负荷天线的使用，也了解到其他小天线的使用情况，发射小天线的一个共同点是输入阻抗和辐射阻抗小；辐射阻抗越小，相应的天线的效率就有所降低。因此我们经过详细的论证和计算，根据天线使用方面的经验，我们提出了采用套筒方式，提高天线的输入阻抗，减少天线的阻抗变化率，从而有效的提高了天线的辐射效率和频率带宽。套筒内发射体的电流和套筒内壁电流反相，起到了传输线的作用，套筒外壁电流和内发射体的电流同方向，也构成了辐射体的一部分。这种结构的不仅提高了天线的机械强度，而且由于振子加粗，明显的改善了天线的阻抗特性，有效的展宽了天线的工作频带。典型的套筒式单极小天线，其主要结构参数有：上辐射体长度L，套筒长度l；内辐射体的直径d和套筒直径D.理论分析和实验都表明，对天线电特性起决定作用的参数是套筒单极子的总长度L+l以及上辐射体长度与套筒长度之比l/L。经验表明，当l/L＝2.25时，套筒天线方向图在4:1频带范围内变化最小，并可使天线的旁瓣电平最低，所以通常认为l/L＝2.25是套筒单极子天线的最佳长度。实验表明，如果加粗上辐射体的直径，则可进一步降低高粗段的旁瓣电平，一般认为D/d＝2～39是最佳值，天线的输入阻抗为：

Zc＝60ln D/d

为了降低天线的高度，展宽天线的阻抗带宽，将套筒也做成锥形，有效提高了天线的谐振长度，使天线更加接近传统天线的谐振长度。

Claims (2)

1、一种套筒式双锥数字宽频带中波发射天线，它是在天线体塔基(8)上固定设有外导体支撑杆(6)，在外导体支撑杆(6)上端通过绝缘体固定设有中波发射天线，在中波发射天线与天线调配网络(9)之间连接设有内导体(7)，其特征是：中波发射天线的形状是双锥面结构，所述的双锥面中波发射天线是由上锥面天线(1)与下锥面天线(4)构成，上锥面天线(1)与下锥面天线(4)之间通过绝缘套筒(3)相固定连接，在中波发射天线的上锥面天线(1)与下锥面天线(4)的锥角内分别设有上锥面固定支架(2)和下锥面固定支架(5)，上锥面固定支架(2)和下锥面固定支架(5)的形状是伞形结构。

2、根据权利要求1所述的一种套筒式双锥数字宽频带中波发射天线，其特征是：中波发射天线的形状是网状双锥面结构，而且网状中波发射天线中的上锥面天线(1)与下锥面天线(4)的锥角为75-120°，内导体(7)外径为51-377mm，外导体支撑杆(6)的高度为12-28m，外导体支撑杆(6)的外径为80-2000mm，内导体(7)与外导体支撑杆(6)之间为绝缘结构。