CN205960193U - 一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，包括主杆体、以及在主杆体底部设置的支撑架、主杆体顶部设置的T型振子，在主杆体和T型振子的连接处设置加感器，加感器为圆柱形，一端封闭，另一端打开，T型振子穿过封闭端的中心连接孔和加感器嵌合连接处于圆柱形内部，为了解决改善频率特性这一问题，本实用新型采用加入一个加感器来改善拓宽整个频率特性，为了拓宽天线的工作频率，在天线上分段接入电抗与电阻元件。一根非对称垂直天线，由底部向上看去可以当作是一个终端开路线来分析。终端开路先具有一定的阻抗频率特性。当一定尺寸振子工作在一个较宽的频率范围内时，在其带通内可能包含几个串联谐振频率和并联谐振频率。

Description

一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线

技术领域

本实用新型涉及一种拓宽频率特性的天线，具体涉及一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线。

背景技术

天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。无线电技术的发展，与天线技术的发展密切相关。现今的短波接收天线设计，一般采用有源和无源两种方法。无源天线的设计，通常采用接收的最大功率与功率密度的比值确定天线的有效口径，即：A=Pmax/S。式中，A为天线有效口径；Pmax为接收的最大功率；S为功率密度。有源天线的设计，用有源网络的增益来补偿无源天线因尺寸变小所造成的增益下降，从而达到缩减天线尺寸目的。根据传统的无源天线设计原理，设计出来的天线输入阻抗变化很大。传统分节负荷天线设计方式，单纯靠计算很难确定最优加载位置，只有通过不断尝试来确定，这样需反复试验，具有一定盲目性，而且工作量很大。采用有源天线设计原理设计的天线，虽然能拓宽频带，但同时也降低了天线的信噪比和可靠性，增加了互调产物的形成几率，很难获得均匀的输入阻抗。

所以如何有效的拓宽频率特性成了目前最值得研究的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是改善频率特性，目的在于提供一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，解决改善频率特性的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，包括主杆体、以及在主杆体底部设置的支撑架、主杆体顶部设置的T型振子，其特征在于：在主杆体和T型振子的连接处设置加感器，加感器为圆柱形，一端封闭，另一端打开，T型振子通过封闭端的中心连接孔连接在加感器内，其中所述加感器：从连接孔处向外依次包括第一层圆环、第二层圆环、第三层圆环和第四层圆环圈；连接孔直径和第一层圆环的内圆直径相同，第一层圆环的外圆直径和第二层圆环的内圆直径相同，第二层圆环外圆直径和第三层圆环的内圆直径相同，第三层圆环的外圆直径和第四层圆环圈直径相同，加感器的4个组成部分均通过焊接连接；第一层圆环和第三层圆环各设置至少一个小孔。为了解决改善频率特性这一问题，本实用新型采用加入一个加感器来改善拓宽整个频率特性，为了拓宽天线的工作频率，在天线上分段接入电抗与电阻元件。当一定尺寸振子工作在一个较宽的频率范围内时，在其带通内可能包含几个串联谐振频率和并联谐振频率。这时，如果在垂直天线上加入适当选择谐振频率的加感器，就可以改善由垂直振子和加感器这样几部分串联组成的一个等效网络的频率特性，从而使这种分节负荷天线具有很宽的频率特性，并且根据实际作用对象可利用遗传迭代算法对加载位置进行优化，最终得到最优加载点位置，以及确定整个天线的尺寸以及加感器尺寸和小孔数量。

所述主杆体为分节负荷天线，包括顶部杆、中部杆、下部杆；顶部杆和中部杆之间加一组串联的电感和电阻；中部杆和下部杆之间加一组并联的电感和电阻。上部加感器是由R，L串联组成的电路，但由于顶部杆与中部杆间的绝缘子使两者间有一个分布电容，因此上部加感器实际上是一个谐振回路。当工作频率F低于Fo时，回路呈感性；当工作频率高于Fo时，回路呈容性，电阻R1起降低回路Q值的作用。中部加感器也是一个L，C，R的并联谐振回路，具有类似上部加感器的特性，仅谐振频率不同顶部杆用于改善低频端的特性，当接收频率低于加感线圈与杂散电容的并联谐振频率时，等效阻抗呈感性，起增长天线的作用，加感器所附阻尼电阻将谐振回路的Q值降低，使谐振曲线变钝，以适应宽频带天线的需要，中部加感与杂散电容组成的谐振频率通常选稍低于中心频率，这样就实现了天线振子长度的自动调整作用，从而使输入阻抗和在垂直面中的方向图在很宽的频率范围内变化不大，实现了宽频带。

所述T型振子是由两节圆柱体组成，其中一节圆柱体的一端与主杆体焊接固定，另一端与另一节圆柱体采用螺纹连接形成T字型。实现了天线振子长度的自动调整，简单易操作并且方便加入加感器。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，中部加感与杂散电容组成的谐振频率通常选稍低于中心频率，这样就实现了天线振子长度的自动调整作用；

2、本实用新型一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，利用遗传迭代算法对加载位置进行优化，避免了反复试验的工作量，最终得到最优加载点位置；

3、本实用新型一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，T型振子是由两节圆柱体采用螺纹连接形成T字型，实现了天线振子长度的自动调整，简单易操作并且方便加入加感器。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-第四层圆环圈，2-小孔，3-连接孔，4-T型振子，5-第一层圆环，6-第二层圆环，7-第三层圆环，8-主杆体，9-支撑架。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1所示，本实用新型一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，包括主杆体8，下部杆用外径Φ159mm，壁厚3mm的304不锈钢管和外径Φ150mm，壁厚4mm的铝管及用环氧玻璃布管做成的绝缘子等组成，高4703mm重45KG。中部杆用外径Φ120mm，壁厚4mm的铝管，拉线盘和连接法兰等组成，高4550mm，重23KG。上部杆用外径Φ90mm，壁厚3mm的铝管，拉线盘，加感仓和连接法兰等组成，高4550mm，重14KG。顶部杆用外径Φ65mm，壁厚2.5mm的铝管和连接法兰等组成，高4500mm，重7.7KG以及在主杆体8底部设置的支撑架9，3根长2M的铝管及用环氧玻璃布管做成的绝缘子等组成，主杆体8顶部设置的T型振子4，连接主杆体8的圆柱外径Φ80mm，壁厚2mm，长880mm，与之螺纹连接的另一圆柱外径Φ75mm，壁厚2mm，长950mm，在主杆体8和T型振子4的连接处设置加感器，加感器为圆柱形，一端封闭，另一端打开，T型振子穿过封闭端的中心连接孔3和加感器嵌合连接处于圆柱形内部，其中所述加感器：从连接孔3处向外依次包括第一层圆环5、第二层圆环6、第三层圆环7和第四层圆环圈1；连接孔3直径和第一层圆环5的内圆直径为75mm，第一层圆环5的外圆直径和第二层圆环6的内圆直径为500mm，第二层圆环外圆6直径和第三层圆环7的内圆直径为1000mm，第三层圆环的外圆7直径和第四层圆环圈1直径为1500mm，加感器的4个组成部分均通过焊接连接；第一层圆环5和第三层圆环7各设置7个小孔2，小孔直径为50mm。当工作时，在其带通内包含2个串联谐振频率和并联谐振频率。这时加入的加感器，就可以改善由振子和加感器这样几部分串联组成的一个等效网络的频率特性，从而使这种分节负荷天线具有很宽的频率特性。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，包括主杆体（8）、以及在主杆体（8）底部设置的支撑架（9）、主杆体（8）顶部设置的T型振子（4），其特征在于：在主杆体（8）和T型振子（4）的连接处设置加感器，加感器为圆柱形，一端封闭，另一端打开，T型振子（4）通过封闭端的中心连接孔（3）连接在加感器内，其中：

所述加感器：从连接孔（3）处向外依次包括第一层圆环（5）、第二层圆环（6）、第三层圆环（7）和第四层圆环圈（1）；连接孔（3）直径和第一层圆环（5）的内圆直径相同，第一层圆环（5）的外圆直径和第二层圆环（6）的内圆直径相同，第二层圆环（6）外圆直径和第三层圆环（7）的内圆直径相同，第三层圆环（7）的外圆直径和第四层圆环圈（1）直径相同，加感器的4个组成部分均通过焊接连接；第一层圆环（5）和第三层圆环（7）各设置至少一个小孔（2）。

2.根据权利要求1所述的一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，其特征在于：所述主杆体（8）为分节负荷天线，包括顶部杆、中部杆、下部杆；顶部杆和中部杆之间加一组串联的电感和电阻；中部杆和下部杆之间加一组并联的电感和电阻。

3.根据权利要求1所述的一种能拓宽频率特性的分节负荷短波天线，其特征在于：所述T型振子（4）是由两节圆柱体组成，其中一节圆柱体的一端与主杆体（8）焊接固定，另一端与另一节圆柱体采用螺纹连接形成T字型。