CN204464477U - 自动调谐可折叠式短波接收环天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动调谐可折叠式短波接收环天线，用于解决现有环天线体积大、不便于撤收携带及接收效果差的问题。包括固定环辐射体(1)、可折叠环辐射体(2)、上下十字紧固体(3)、馈电盒(4)、支撑脚(5)和馈电网络；固定环辐射体(1)和可折叠环辐射体(2)通过十字紧固体(3)连接，形成相互正交并可以折叠的双环辐射体，由支撑脚(5)支撑；馈电网络包括低噪声放大器和自动天线调谐器，自动天线调谐器中的调谐网络采用连续可调可变电容，驻波检测模块采用正交矢量快速逼近算法，该馈电网络设于馈电盒(5)中。本实用新型便于撤收携带且能实现全频段阻抗匹配，工作在1.5～30MHz频段内，可用于电离层测高、无线电罗盘和短波广播接收机。

Description

自动调谐可折叠式短波接收环天线

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，涉及一种自动调谐可折叠式短波接收环天线，可用于短波范围内的接收，广泛应用于电离层测高、无线电罗盘和短波广播接收机。

背景技术

天线按用途可分为发射和接收天线两大类，是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备。随着移动通信产品市场需求日益膨胀，对体积小、携带方便、高灵敏度和高稳定性的天线产品需求越来越多。由于天线设计与其工作波长的关系，使得短波波段的天线尺寸与体积庞大，限制了天线应用的场合和灵活性。因此，研制体积小、重量轻、安装和撤收均方便的天线，对复杂地域通信及军用通讯是非常有意义的。

在短波通信应用中，为了实现全频段、全距离、全天候通信，需要实时对电离层的高度及其它参数进行测量。测量的方法是在整个短波波段每隔一个时间段发射一组脉冲信号，同时用另外一副天线接收回波信号，通过比较、计算出相关的电离层参数。短波环天线的周长通常取一个工作波长，环的形状有圆形、矩形、菱形和三角形等。中国专利授权号CN 102255132 A公开了一种短波接收天线，其结构图如图1所示，该天线是由两个正交的固定环辐射体通过两个连接盒连接固定而成，一方面这种天线体积庞大，不便于撤收携带，另一方面，该天线没有自动天线调谐器也就是说环天线与低噪声放大器之间没有实现全频段阻抗匹配，影响了天线接收灵敏度；中国专利授权号CN 203503781 U公开了一种自动调谐背负式短波环天线，该天线的调谐网络采用的继电器驱动的二进制网络，大功率陶瓷电容作为调谐元件，存在调谐范围窄的缺点，且该天线的驻波检测模块采用的是二进制傅里叶变换算法，存在检测速度慢的缺点，不满足不同场所及用户的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提出了一种自动调谐可折叠式短波接收环天线，用于解决现有短波接收环天线不便于撤收携带、调谐范围窄和检测速度慢的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种自动调谐可折叠式短波接收环天线，包括环辐射体和馈电网络，馈电网络包括低噪声放大器和自动天线调谐器，其特征在于，环辐射体采用由固定环辐射体1、可折叠环辐射体2和上下两个十字紧固体3连接且相互正交的双环辐射体结构，所述可折叠环辐射体2与十字紧固体3活动连接，可横向折叠。

上述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，所述固定环辐射体1和可折叠环辐射体2均采用轻质合金管材，其外表面镀有金属铜，该两个环辐射体1，2的形状均为矩形，周长等于短波频段的四分之一中心波长。

上述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，所述固定环辐射体1是由五段管材焊接而成，其下端边的中间位置设有开口。

上述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，所述可折叠环辐射体2是由两个规格相同的半矩形环结构21组成，该两个半矩形环结构21各由三段管材焊接而成，其横边端头分别设置有竖直径向过孔22。

上述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，所述十字紧固体3包括十字体31、转轴连接件32和旋转轴33；转轴连接件32的根部设有竖直过孔34，该过孔通过旋转轴33与十字体31活动连接；在下十字紧固体3的底端面设置有安装馈电网络的馈电盒4。

上述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，所述十字体31是由上半十字体311和下半十字体312通过螺栓连接而成，在该两个半十字体311和312的接合面处均设置有相互正交的半圆孔，该半圆孔与辐射体所采用管材的直径相等。

上述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，所述转轴连接件32横向设置有正交的圆形孔，该圆形孔与辐射体所采用管材的直径相等。

上述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，在上十字体31的下半十字体312的半圆孔内，设置有连接两个半矩形环结构21的导线6；在下十字体31的下半十字体312的半圆孔内，设置有四个馈电点7。

上述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，所述固定环辐射体1和可折叠环辐射体2竖边下端分别套接在四个支撑脚5上。

上述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，所述自动天线调谐器包括调谐网络和驻波检测模块；调谐网络中的调谐元件采用连续可调可变电容，驻波检测模块采用正交矢量快速逼近算法。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型由于可折叠环辐射体可以通过十字紧固体上的转轴连接件和旋转轴实现90度旋转，与固定环辐射体折叠在一起，缩小了天线的体积，方便了安装和撤收，能够满足用户在不同场合下的使用。

2、本实用新型由于调谐网络中的调谐元件采用连续可调可变电容，使得调谐范围变宽，实现了天线体与低噪声放大器之间的完全匹配，接收效果有了很大提高。

3、本实用新型由于驻波检测模块采用了正交矢量快速逼近算法，可以快速的进行检测。

附图说明

图1为现有短波正交环天线的整体结构示意图；

图2为本实用新型工作状态的整体结构示意图；

图3为本实用新型折叠状态的结构示意图；

图4为本实用新型固定环辐射体的结构示意图；

图5为本实用新型可折叠环辐射体的结构示意图；

图6为本实用新型十字紧固体的结构示意图；

图7为本实用新型上紧固体内部的结构示意图；

图8为本实用新型的转轴连接件的结构示意图；

图9为本实用新型的馈电结构示意图；

图10为本实用新型的工作原理图；

图11为本实用新型的驻波比实测结果图；

图12为本实用新型频率-接收电平值的实测结果图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明：

参照图2，固定环辐射体1采用整体矩形结构，可折叠环辐射体2采用两个对称的半矩形环结构21，固定环辐射体1和两个对称的半矩形环结构21通过上下两个十字紧固体3连接，形成等边的双环辐射体，构成双环辐射体两个环的规格相同；天线工作时，固定环辐射体1和可折叠环辐射体2呈相互正交状态，天线需要搬移时，两个对称的半矩形环结构21绕着上下两个十字紧固体3沿水平方向折叠。在下方十字紧固体3的底端面设置有馈电盒5，该馈电盒5内安装有两个馈电网络，这两个馈电网络的输入端依次连接有自动天线调谐器和低噪声放大器，输出端分别与固定环辐射体1和可折叠环辐射体2连接。

参照图3，构成可折叠环辐射体2的两个对称的半矩形环结构21，以旋转轴33为中心，在水平面内沿相反方向分别旋转90°后折叠，且每个半矩形环结构21只能向一个方向旋转，折叠后的双环辐射体呈一字排列，便于安装使用与收拢保存，用户在所需要的场所可以随时搬移。

参照图4，固定环辐射体1是由五段铝合金管材焊接而成，用以在保证强度的同时减轻重量，其外表面镀有金属铜，以增强其导电性能；固定环辐射体1采用边长为1571mm的正方形结构，在底边的中间位置设有开口，用以与下方十字紧固体3固定。

参照图5，可折叠环辐射体2是由两个对称的半矩形环结构21组成，半矩形环结构21横边长为675mm，该两个半矩形环结构21是由三段铝管焊接而成，其横边端头分别设置有竖直径向过孔22，可折叠辐射体2的的表面处理方式及结构尺寸固定环辐射体1相同。

参照图6，十字紧固体3包括十字体31、转轴连接件32和旋转轴33，其中十字体31和转轴连接件32采用非金属材料；十字体31是由上半十字体311和下半十字体312通过螺栓连接而成，在该两个半十字体311和312的接合处均设置有相互正交的半圆孔，该半圆孔与环辐射体采用管材的直径相等；转轴连接件32的根部设有竖直过孔34，该过孔通过旋转轴33与十字体31活动连接。

参照图7，为了确保可折叠环辐射体2的上端导通，在上方十字体31的下半十字体312的半圆孔内设置有一个槽放置导线6，导线6有绝缘层，确保两个半矩形结构21导通的同时还要和固定环辐射体绝缘。

参照图8，滑块321材料采用轻质铝材，将滑块321开凿一个圆柱形的槽，将弹簧322放入其中，钢珠323放置在弹簧322的底部，在顶板324开凿一个半球形的槽，以将钢珠323嵌入到顶板324，这就确保了可折叠环辐射体2与顶板324之间一直处于导通状态。

参照图9，在下十字体31的下半十字体312的半圆孔内，设置有四个馈电点7，这四个馈电点7与馈电盒5的馈电网络相连，分别给固定环辐射体1和可折叠环辐射体2馈电。

参照图10，在双环辐射体与低噪声放大器之间加入的自动天线调谐器，调谐网络中的调谐元件采用连续可调可变电容，使的调谐范围变宽，实现了天线体与低噪声放大器之间的全频段匹配，接收效果有了很大的提高；驻波检测模块采用正交矢量快速逼近算法，可以快速的进行检测。

本实用新型的效果可结合以下测试结果作进一步说明：

参照图11，横轴是频率，纵轴是驻波比，以驻波比小于2为标准，在实地测量中1.5～30MHz频段内的驻波比均小于2。

参照图12，横轴是频率，纵轴是环接收天线的接收电平值，通过实地测量，本实用新型在1.5～30MHz频段内的接收电平值均在-35dB以上，而现有技术在相同频段内的接收电平值平均比本实用新型低了5dB。

Claims (10)

1.一种自动调谐可折叠式短波接收环天线，包括环辐射体和馈电网络，馈电网络包括低噪声放大器和自动天线调谐器，其特征在于，环辐射体采用由固定环辐射体(1)、可折叠环辐射体(2)和上下两个十字紧固体(3)连接且相互正交的双环辐射体结构，所述可折叠环辐射体(2)与十字紧固体(3)活动连接，可横向折叠。

2.根据权利要求1所述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，其特征在于，所述固定环辐射体(1)和可折叠环辐射体(2)均采用轻质合金管材，其外表面镀有金属铜，该两个环辐射体(1，2)的形状均为矩形，周长等于短波频段的四分之一中心波长。

3.根据权利要求1所述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，其特征在于，所述固定环辐射体(1)是由五段管材焊接而成，其下端边的中间位置设有开口。

4.根据权利要求1所述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，其特征在于，所述可折叠环辐射体(2)是由两个规格相同的半矩形环结构(21)组成，该两个半矩形环结构(21)各由三段管材焊接而成，其横边端头分别设置有竖直径向过孔(22)。

5.根据权利要求1所述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，其特征在于，所述十字紧固体(3)包括十字体(31)、转轴连接件(32)和旋转轴(33)；转轴连接件(32)的根部设有竖直过孔(34)，该过孔通过旋转轴(33)与十字体(31)活动连接；在下十字紧固体(3)的底端面设置有安装馈电网络的馈电盒(4)。

6.根据权利要求5所述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，其特征在于，所述十字体(31)是由上半十字体(311)和下半十字体(312)通过螺栓连接而成，在该两个半十字体(311，312)的接合面处均设置有相互正交的半圆孔，该半圆孔与辐射体所采用管材的直径相等。

7.根据权利要求5所述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，其特征在于，所述转轴连接件(32)横向设置有正交的圆形孔，该圆形孔与辐射体所采用管材的直径相等。

8.根据权利要求5所述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，其特征在于，在上十字体(31)的下半十字体(312)的半圆孔内，设置有连接两个半矩形环结构(21)的导线(6)；在下十字体(31)的下半十字体(312)的半圆孔内，设置有四个馈电点(7)。

9.根据权利要求1所述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，其特征在于，所述固定环辐射体(1)和可折叠环辐射体(2)竖边下端分别套接在四个支撑脚(5)上。

10.根据权利要求1所述的自动调谐可折叠式短波接收环天线，其特征在于，所述自动天线调谐器包括调谐网络和驻波检测模块；调谐网络中的调谐元件采用连续可调可变电容，驻波检测模块采用正交矢量快速逼近算法。