CN201498590U - 一种高效率甚高频机载天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效率甚高频机载天线，它涉及通信领域中的一种甚高频天线。它由振子、无电容的集总加载电路、无电容的匹配网络、底板等部件组成。它在振子中间串接无电容的集总加载电路、无电容的匹配网络提高了天线电压驻波比、天线增益和功率容量，匹配网络的传输线变压器采用了导磁率低的磁芯，减少天线的损耗，从而实现了机载天线的大功率和高压脉冲的使用目的。本实用新型还具有天线应用元件数量少，天线可靠性高，成本低，结构简单等优点。特别适用于大功率应用场合的机载天线装置。

Description

一种高效率甚高频机载天线

技术领域

本实用新型涉及通信领域中的一种高效率甚高频(VHF)机载天线，特别适用于大功率应用场合的机载天线装置。

背景技术

现代战术保密通信系统中跳扩频技术的快速发展，对通信系统的关键部件天线的宽带化小型化提出了越来越高的要求.然而，单纯依靠调整天线的结构，往往难以同时满足上述设计要求.使用天线宽带匹配网络结合天线加载技术，则是实现或进一步改善天线宽频带特性的一种有效技术。

现有的加载线天线的几何结构如图1所示，加载天线通过特性阻抗为50Ω的同轴线与宽带匹配网络相连接。加载集总元件为电阻R，电感L和电容C，在设计中可用一种或几种元件的组合来对天线进行加载，一般选取图1所示的RLC并联的加载形式。为进一步改善天线阻抗的频率特性，实现宽带匹配，在天线馈电处加上一个合适的宽带匹配网络。现有的宽带匹配网络采用“L”型、“Γ”型或“∏”滤波网络结合传输线变压而形成，如图1所示，滤波网络由电感L1、C1、L2、L3、C2构成∏型滤波网络，T为传输线变压器。

现有集总加载宽带匹配网络的技术比较成熟，但其有以下不足：

a)现有技术无论是加载技术和匹配网络技术，其使用的元器件数量较多，使得整个天线系统较复杂。

b)现有技术的元件数量较多，所以降低了整个天线系统的可靠性。

c)现有技术采用元件多，尤其用到的电容元件较多，使得难以提高整个天线系统的功率容量，以现有技术开发的天线难以用于实际的通信系统。

d)现有技术采用的元件较多，故在天线设计优化是需要调整的参数就多，难以实现最优化设计。

e)现有技术采用的元件多，所以整个天线系统的损耗必然较大，尤其是现有技术中传输线变压器的损耗在整个天线匹配网络中的损耗最大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种无电容的集总加载电路和无电容的匹配网络电路，能提高天线功率容量和减小天线损耗的高效率VHF机载天线，本实用新型还具有应用元件数量少，可靠性高，成本低，结构简单等特点。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括上段振子1-1、下段振子1-2、底板4，还包括由电感L4、电阻R2并联连接构成的无电容的集总加载电路2；由电感L5、L6、L7进行连接构成滤波网络3-1，滤波网络3-1连接传输线变压器3-2构成无电容的匹配网络3；所述的上段振子1-1与下段振子1-2之间串接无电容的集总加载电路2，集总加载电路2通过非金属盒与上段振子1-1和下段振子1-2固定安装，下段振子1-2与无电容的匹配网络3入端连接，无电容的匹配网络3出端A与接收机连接，无电容的匹配网络3通过非金属盒与底板4固定安装。

本实用新型上段振子1-1外表面缠裹碳纤维布加工制成。

本实用新型传输线变压器3-2采用磁芯的导磁率为10至30，阻抗变换比为非整数倍关系，即n.m∶1，n及m为自然数。

本实用新型相比背景技术具有如下优点：

1)本实用新型集总加载电路2去掉了加载电容，使天线满足电压驻波比的要求，同时也提高0.5dB的增益。

2)本实用新型集总加载电路2去掉了加载电容，减少了元件数量，降低了天线的成本，提高了天线的可靠性，同时提高了天线的功率容量，为整个天线实现大功率提供了基础。

3)本实用新型匹配网络3中的滤波网络3-1中去掉了电容，增加了天线滤波网络部分的功率容量，大大地提高了整个天线功率容量。同时也减少了元件数量，提高了天线的可靠性，降低了整个天线的成本。

4)本实用新型去掉了加载部分和滤波网络部分的电容器件，使得整个天线系统的功率大大提高，不仅可以达到50W，还可以达到100W，甚至200W。而在增加天线的功率容量的同时，整个天线系统的成本却基本可以保持不变。

附图说明

图1是本实用新型现有技术集总加载宽带匹配单极天线结构原理示意图。

图2是本实用新型天线结构原理示意图。

图3是本实用新型集总加载电路2的电原理图。

图4是本实用新型匹配网络3的电原理图。

具体实施方式

参照图2至图4，本实用新型包括上段振子1-1、下段振子1-2、集总加载电路2、匹配网络3、底板4，图2是本实用新型天线结构原理示意图。上段振子1-1和下段振子1-2作用是发射或接收电磁波，本实用新型上段振子1-1外表面缠裹碳纤维布加工制成，上段振子1-1外表面缠裹碳纤维布其作用加强了天线强度、减轻天线重量，实施例上段振子1-1和下段振子1-2采用铝合金管加工而成，上段振子外面缠裹CF0300/MTM28碳纤维布，使天线强度大大提高，同时减轻了天线重量。

本实用新型集总加载电路2由电感L4、电阻R2并联连接构成，如图3所示，图3是本实用新型集总加载电路2的电原理图。现有技术的集总加载技术一般是电阻R、电感L和电容C的并联形式，这种R、L、C并联形式较易满足天线电压驻波比的要求，本实用新型把天线集总加载由R、L、C并联形式改为R2、L4并联形式，电路中去掉了电容，使天线满足电压驻波比的要求，同时也提高了约0.5dB的增益。上段振子1-1与下段振子1-2之间串接无电容的集总加载电路2，集总加载电路2通过非金属盒与上段振子1-1和下段振子1-2固定安装，实施例集总加载电路2中的电阻R2、电感L4采用市售的通用器件制作，把集总加载电路2的元器件安装在非金属盒里，上段振子1-1与下段振子1-2通过法兰与集总加载电路2的非金属盒安装固定及连接。

本实用新型滤波网络3-1由电感L5、L6、L7连接构成，匹配网络3由滤波网络3-1连接传输线变压器3-2构成，如图4所示，图4是本实用新型匹配网络3的电原理图。本实用新型滤波网络3-1的作用是阻抗虚部匹配，去掉电容后可以提高天线的功率容量和耐压。实施例滤波网络3-1中的电感L5、L6、L7均采用市售的电感器制作。本实用新型传输线变压器3-2采用磁芯的导磁率为10至30，阻抗变换比为非整数倍关系，即n.m∶1，n及m为自然数。现有技术的传输线变压器所采用的磁芯多为导磁率几百到一千左右的锰锌铁氧体，其缺点为工作频率低，但是它的阻抗变化比是整数倍，即n∶1。本实用新型采用导磁率非常低的磁芯，实施例采用NXO20磁芯制作传输线变压器3-2，导磁率为20，传输线变压器3-2阻抗比为非整数倍关系，即2.4∶1。使用该磁芯制作的传输线变压器的损耗比常规传输线变压器低3～5dB。

下段振子1-2与无电容的匹配网络3入端连接，无电容的匹配网络3出端与接收机连接。无电容的匹配网络3的元器件安装在非金属盒中制作，无电容的匹配网络3通过非金属盒与底板4固定安装。本实用新型集总加载电路2和匹配网络3采用非金属分体式盒体，这样有利于机械加工，同时是射频元器件合理连接，满足电气要求。底板4作用是便于天线与载体安装，实施例底板4采用5毫米后的钢板制作。

本实用新型简要工作原理如下：

上段振子1-1、下段振子1-2接收或发射电磁波。集总加载电路2改善天线的阻抗特性，利于匹配网络3的阻抗匹配。匹配网络3进行阻抗匹配和信号传输，完成信号的发射或接收。

Claims (3)

1.一种高效率甚高频机载天线，它包括上段振子(1-1)、下段振子(1-2)、底板(4)，其特征在于：还包括由电感L4、电阻R2并联连接构成的无电容的集总加载电路(2)；由电感L5、L6、L7进行连接构成滤波网络(3-1)，滤波网络(3-1)连接传输线变压器(3-2)构成无电容的匹配网络(3)；所述的上段振子(1-1)与下段振子(1-2)之间串接无电容的集总加载电路(2)，集总加载电路(2)通过非金属盒与上段振子(1-1)和下段振子(1-2)固定安装，下段振子(1-2)与无电容的匹配网络(3)入端连接，无电容的匹配网络(3)出端A与接收机连接，无电容的匹配网络(3)通过非金属盒与底板(4)固定安装。

2.根据权利要求1所述的高效率甚高频机载天线，其特征在于：上段振子(1-1)外表面缠裹碳纤维布加工制成。

3.根据权利要求1所述的高效率甚高频机载天线，其特征在于：传输线变压器(3-2)采用磁芯的导磁率为10至30，阻抗变换比为非整数倍关系，即n.m∶1，n及m为自然数。

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