CN210607603U - 一种vhf圆极化发射天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种VHF圆极化发射天线，包括反射部件、辐射部件和馈电部件。反射部件包括平整的反射框架，反射框架上设有反射网。辐射部件包括两组辐射组件，辐射组件包括分别沿第一方向设置的第一辐射单元，以及沿第二方向设置的第二辐射单元，且每组第一辐射单元与第二辐射单元的中心重合。馈电部件包括第一馈电电路和第二馈电电路，分别连接第一辐射单元以及第二辐射单元，且第一馈电组件与第二馈电组件均采用馈线与电信号源连接。在反射框架设置反射网，让反射后的圆极化电磁波旋向发生逆转，并被圆极化天线重新接受，降低多径反射造成的多径衰落的影响。使得VHF圆极化天线在恶劣的环境下工作，也能很好地保证信号的畅通。

Description

一种VHF圆极化发射天线

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别是，涉及一种VHF圆极化发射天线。

背景技术

电台或电视台通过运用稳定的传播信号，利用短波信号完成发射传播，经过内部处理后，再利用电磁波的方式完成二次发射，由终端接受设备对接受的信号进行处理，进而为用户呈现视频、声音及图像等。目前，广播电视天线多采用水平极化或垂直极化方式发射，覆盖效果不甚理想，存在用户接受不到信号，或信号不稳定的情况。而圆极化天线发射的信号具有，在与传播方向垂直的平面内各个方向信号均布的特性，信号传输和覆盖都较为稳定。

现有一种基站天线阵列，其采用双极化的天线单元发射电磁波，实现基站的信号收发功能。在该天线上，利用倒L形的辐射铜片作为辐射单元，并在基板上印刷微带功分馈电网络为辐射单元传输信号，从而降低了天线阵列的体积，使其能够满足移动通信的需求。

但是在广播电视天线中，通常工作功率为几千瓦，而基站的天线功率远小于广播电视电线。由于天线中不可避免的会产生反射，反射波信号会回到信号源设备上。若直接将基站天线应用于广播电视信号发射，由于使用频段不同，会造成很强的反射，功率增大后的反射波信号功率也随之增大，会直接烧毁印刷电路板形式的馈电网络或信号源。因此采用阵列式的天线发射大功率信号时，还需要根据所使用频段的不同解决馈电系统与发射单元之间阻抗匹配问题，降低驻波比，以保护馈电系统和信源。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的圆极化天线应用于大功率广播电视信号发送时，由于天线反射波较大以及功率容量有限，易损坏天线本身及信源的缺陷，从而提供一种驻波比较小能够适用于大功率发射的圆极化广播电视多媒体发射天线。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种VHF圆极化发射天线，包括，

反射部件，包括平整的反射框架，所述反射框架上设有反射网以减轻风荷；

辐射部件，包括至少两组辐射组件，每组所述辐射组件包括分别沿第一方向设置的第一辐射单元，以及沿第二方向设置的第二辐射单元，且每组所述第一辐射单元与所述第二辐射单元的中心重合；

馈电部件，包括第一馈电电路和第二馈电电路，所述第一馈电组件与所述第二馈电组件均具有至少两个输出端，两馈电组件的所述输出端分别连接所述第一辐射单元以及所述第二辐射单元，且所述第一馈电组件与所述第二馈电组件均采用馈线与电信号源连接。

作为本实用新型所述VHF圆极化发射天线的一种优选方案，其中：所述辐射组件沿反射网中心的直线方向排列；各个辐射组件的中心均位于所述排列方向的直线上。

作为本实用新型所述VHF圆极化发射天线的一种优选方案，其中：所述第一馈电组件与所述第二馈电组件在所述辐射组件的排列方向两侧对称分布。

作为本实用新型所述VHF圆极化发射天线的一种优选方案，其中：所述第一馈电组件与所述第二馈电组件结构相同，均使硬同轴线作为馈线。

作为本实用新型所述VHF圆极化发射天线的一种优选方案，其中：所述第一馈电组件和所述第二馈电组件9均包括一段固定设置于所述反射框架上的分流件，所述分流件为设置于所述反射框架上的方形硬同轴线，所述方形硬同轴线其具有平整的顶面，用于安装所述辐射组件。

作为本实用新型所述VHF圆极化发射天线的一种优选方案，其中：所述分流件中点处为分流点，所述电信号源通过与所述分流点连接的馈电接口接入。

作为本实用新型所述VHF圆极化发射天线的一种优选方案，其中：所述第一馈电组件和所述第二馈电组件均还包括支撑件，所述支撑件为硬同轴线，垂直于所述反射网设置在所述输出端上，所述辐射组件安装于所述支撑件上。

作为本实用新型所述VHF圆极化发射天线的一种优选方案，其中：所述硬同轴线具有内导体与外导体，所述分流件的内导体在所述输出端处与所述支撑件的内导体连接。

作为本实用新型所述VHF圆极化发射天线的一种优选方案，其中：所述第一方向与所述第二方向垂直，且所述第一辐射单元与所述的第二辐射单元均与所述辐射组件排列方向呈45度夹角；所述第一辐射单元与所述第二辐射单元结构相同，均具有两个以其中心对称直线排列的振子翼，所述振子翼通过支撑件与所述输出端连接；所述振子翼为圆柱体状。

作为本实用新型所述VHF圆极化发射天线的一种优选方案，其中：每个所述支撑件具有两个并列设置的圆形硬同轴线，每个振子翼连接在各所述圆形硬同轴线的顶端，两个所述圆形硬同轴线的内导体在顶端使用连接片连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的VHF圆极化天线，采用硬同轴线作为馈电电路的传输线，同时也作为信号发射部件的支撑结构，能够使传输线与振子之间的阻抗匹配，从而降低驻波比，使得馈电部件能够承受大功率信号，保护信源设备。

本实用新型提供的VHF圆极化天线另一个优点是，经物体反射后的圆极化电磁波旋向会发生逆转，从而降低由于多径反射造成的多径衰落的影响。使得VHF圆极化天线在恶劣的环境下工作，也能很好地保证信号的畅通。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为VHF圆极化发射天线的立体结构示意图；

图2为电路原理结构示意图；

图3为VHF圆极化发射天线底部结构示意图；

图4为第一馈电电路或第二馈电电路的剖面示意图；

图5为支撑件和辐射组件的连接结构示意图；

图6为辐射组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

本实施例提供了一种VHF圆极化发射天线，其结构如图1所示，包括反射部件、辐射部件200和馈电部件300。反射部件包括平整的反射框架100，反射框架100上设有反射网110。辐射部件200包括至少两组辐射组件210，每组辐射组件210包括分别沿第一方向设置的第一辐射单元211，以及沿第二方向设置的第二辐射单元212，且每组第一辐射单元211与第二辐射单元212的中心重合。馈电部件300包括第一馈电电路和第二馈电电路，第一馈电组件310与第二馈电组件320均具有至少两个输出端332，两组馈电组件的输出端332分别连接第一辐射单元211以及第二辐射单元212，且第一馈电组件310与第二馈电组件320均采用馈线与电信号源连接。向第一辐射单元211和第二辐射单元212输送相位差为90度的等幅电信号。优选的本实施例中的馈线均采用硬同轴线。

如图2所示，以第一馈电组件310为例，从电信号源发出的电信号，经过第一馈电组件310分流成两个等幅的电信号后，分别发送至两个辐射组件210中的第一辐射单元211上，由第一辐射单元211辐射形成电磁波。同理第二馈电组件320将等幅的电信号发送至第二辐射单元212上，由第二辐射单元212辐射形成电磁波。第一馈电组件310和第二馈电组件320的输送的电信号幅度相同，相位差为90度，因此第一辐射单元211和第二辐射单元212辐射的电磁波幅度相同，相位差为90度，经过叠加合成后形成了圆极化电磁波。

本实施例中的馈电部件300利用硬同轴线作为传输线，并在硬同轴线中点位置接入电信号源，将电信号功率进行分配，等额输送给辐射组件210。传输线具有功率分配和阻抗匹配的功能。再者，由于采用了硬同轴线，将辐射组件210直接安装在其上方，使得硬同轴线同时也具有支撑结构的功能，天线的整体结构设计较为紧凑。

通过计算辐射组件210上的电流可以得出辐射组件210的阻抗，然后利用切比雪夫变换将电信号源与辐射单元的阻抗进行匹配，选用合适规格的馈电部件300所需的硬同轴线，使得馈电部件300与发射部件的阻抗相匹配，从而降低天线工作时的驻波比，减小因驻波产生的反射功率，以保护电信号源。由于馈电部件300均采用的硬同轴线，可以通过计算选择最佳规格的同轴线，用于将电信号源和辐射单元的阻抗进行匹配，以降低馈电部件300中的驻波比。利用硬同轴线提供了更多的阻抗调节空间，使得其在大功率工作环境下，能够承受更大的反射功率。

如图所示，本实施例中的反射框架100上设有反射网110以减小风荷。经物体反射后的圆极化电磁波旋向会发生逆转，从而降低由于多径反射造成的多径衰落的影响。使得VHF圆极化天线在恶劣的环境下工作，也能很好地保证信号的畅通。

实施例2

本实施例提供了一种VHF圆极化发射天线，包括反射部件、辐射部件200和馈电部件300。反射部件包括平整的反射框架100，反射框架100上设有反射网110以减小风荷。辐射部件200包括至少两组辐射组件210，每组辐射组件210包括分别沿第一方向设置的第一辐射单元211，以及沿第二方向设置的第二辐射单元212，且每组第一辐射单元211与第二辐射单元212的中心重合。馈电部件300包括第一馈电电路和第二馈电电路，第一馈电组件310与第二馈电组件320均具有至少两个输出端332，两组馈电组件的输出端332分别连接第一辐射单元211以及第二辐射单元212，且第一馈电组件310与第二馈电组件320均采用馈线与电信号源连接。向第一辐射单元211和第二辐射单元212输送相位差为90度的等幅电信号。优选的本实施例中的馈线均采用硬同轴线。

如图1所示，本实施例中的辐射组件210具有两组，沿着反射框架100的长度方向轴线排列。各个辐射组件210的中心均位于排列方向所在直线上。每组中的第一辐射单元211与第二辐射单元212的中心点均在排列方向所在的直线上。第一辐射单元211与第二辐射单元212所在的第一方向与第二方向分别与排列方向呈±45度夹角。

因此，为了满足两组辐射组件210的馈电要求，本实施例中的第一馈电组件310与第二馈电组件320沿着辐射组件210的排列方向对称分布。优选的，本实施例中的第一馈电组件310与第二馈电组件320结构相同，均使用硬同轴线作为馈线。

如图4所示，本实施中的第一馈电组件310和第二馈电组件320均包括一段固定设置于反射框架100上的分流件330，分流件330为设置于反射框架100上的方形硬同轴线，方形硬同轴线其具有平整的顶面333，和平整的底面。底面和反射框架100贴合，并利用螺栓将两端固定。顶面333与反射框架100平行，用于安装辐射组件210。方形同轴线的两端使用螺栓固定在反射框架100上。

如图4和图3所示，本实施例中的分流件330中点处为分流点331，所述电信号源通过与所述分流点331连接的馈电接口370接入。馈电接口370具有两个，设置在反射框架100的底面。

如图4所示，本实施例中的方形硬同轴线具有内导体350和外导体360，内导体350为铜棒，外导体360为中空的方形金属管，顶面333a和底面分别为外导体360的外壁。内导体350通过聚四氟乙烯支撑架同轴设置在外导体360中。内导体350与外导体360之间具有空隙。由于高频电流时产生的趋肤效应，电流在内导体350外壁与外导体360的内壁上传导。在第一分流点331

处，外导体360开设有出口连接馈电结构，内导体350中第一分流点331引出一部分导体与馈电接口370连接。当电信号到达第一分流点331后，由于第一分流点331在硬同轴线的中点出，因此电信号被分成等幅的两份分别向两端的第一输出端332传输。此时硬同轴线中的阻抗也被均匀分配，便于整体的阻抗匹配。

如图4所示，本实施例中的第一馈电组件310和所述第二馈电组件320均还包括支撑件340，所述支撑件340为硬同轴线，垂直于所述反射网110，设置在所述输出端332上，所述辐射组件210安装于所述支撑件340上。

如图5所示，本实施例中的支撑件340为圆形硬同轴线。支撑件340的轴向垂直于顶面333固定连接在方形硬同轴线上。支撑件340同样具有内导体350和外导体360，分别和两馈电组件(功分电路)的方形硬同轴线的内导体350和外导体360连接。

设置支撑件340能够使天线两振子翼上的电流保持平衡，且能更好地进行整体阻抗匹配，同时还能作为辐射组件210的支撑件。以上结构避免了现有技术中当使用印刷电路板作为馈电电路后，还需要单独设置支撑件340的情况发生，简化了天线整体结构，使得支撑件340兼具电流平衡、阻抗匹配和支撑结构的作用。良好地适应了广播电视多媒体发射天线大功率的工作状况。

如图6所示，本实施例中的第一方向D1与第二方向D2垂直，且第一辐射单元211与的第二辐射单元212均与辐射组件210排列方向呈45度夹角；第一辐射单元211与第二辐射单元212结构相同，均具有两个以其中心对称直线排列的振子翼213，振子翼213通过支撑件340与输出端332连接。

为了分流后的电信号传输到每个辐射单元的两个振子翼213上，并且将交叉设置的第一辐射单元211和第二辐射单元212提供良好的支撑，如图5和图6所示，本实施例中的支撑件340由两根平行的圆形同轴线组成，以第一馈电组件310的支撑件340为例，其中一根圆形硬同轴线的内导体350与第一馈电组件310的内导体350连接后，进过顶端的连接片341跳接至另一根圆形硬同轴线的内导体350上。而第二个圆形硬同轴线的底端连接在第二馈电组件320的方形硬同轴线的顶面333上，但是其内导体350不与第二馈电组件320的分流件330的输出端332连接。从而实现了对一个方向的辐射单元的单个电信号输入，同时又满足的第一辐射单元211和第二辐射单元212的中心重叠设置的结构要求。

同理，第二馈电组件320的支撑件340和第一馈电组件310的支撑件340对称布置，具体结构不再赘述。

如图6所示，本实施例中的振子翼213为圆柱体状，两振子翼213的总长度为0.4-0.5λ，λ为波长，距离反射网110为0.25-0.28λ。两组辐射组件210的中心点距离为0.7-1λ。振子翼213的轴线平行于与反射网110，并以反射网110的中轴线呈±45°对称分布。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种VHF圆极化发射天线，其特征在于：包括，

反射部件，包括平整的反射框架(100)，所述反射框架(100)上设有反射网(110)；

辐射部件(200)，包括至少两组辐射组件(210)，每组所述辐射组件(210)包括分别沿第一方向设置的第一辐射单元(211)，以及沿第二方向设置的第二辐射单元(212)，且每组所述第一辐射单元(211)与所述第二辐射单元(212)的中心重合；

馈电部件(300)，包括第一馈电组件(310)和第二馈电组件(320)，所述第一馈电组件(310)与所述第二馈电组件(320)均具有至少两个输出端(332)，所述输出端(332)分别连接所述第一辐射单元(211)以及所述第二辐射单元(212)，且所述第一馈电组件(310)与所述第二馈电组件(320)均采用馈线与电信号源连接。

2.根据权利要求1所述的VHF圆极化发射天线，其特征在于：所述辐射组件(210)沿所述反射网(110)中心的直线方向排列；各个辐射组件(210)的中心均位于所述排列方向的直线上。

3.根据权利要求2所述的VHF圆极化发射天线，其特征在于：所述第一馈电组件(310)与所述第二馈电组件(320)在所述辐射组件(210)的排列方向两侧对称分布。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的VHF圆极化发射天线，其特征在于：所述第一馈电组件(310)与所述第二馈电组件(320)结构相同，均使用硬同轴线作为馈线。

5.根据权利要求4所述的VHF圆极化发射天线，其特征在于：所述第一馈电组件(310)和所述第二馈电组件(320)均包括一段固定设置于所述反射框架(100)上的分流件(330)，所述分流件(330)为设置于所述反射框架(100)上的方形硬同轴线，所述方形硬同轴线其具有平整的顶面(333)，用于安装所述辐射组件(210)。

6.根据权利要求5所述的VHF圆极化发射天线，其特征在于：所述分流件(330)中点处为分流点(331)，所述电信号源通过与所述分流点(331)连接的馈电接口(370)接入。

7.根据权利要求5或6所述的VHF圆极化发射天线，其特征在于：所述第一馈电组件(310)和所述第二馈电组件(320)均还包括支撑件(340)，所述支撑件(340)为硬同轴线，垂直于所述反射网(110)设置在所述输出端(332)上，所述辐射组件(210)安装于所述支撑件(340)上。

8.根据权利要求7所述的VHF圆极化发射天线，其特征在于：所述硬同轴线具有内导体(350)与外导体(360)，所述分流件(330)的内导体(350)在所述输出端(332)处与所述支撑件(340)的内导体(350)连接。

9.根据权利要求8所述的VHF圆极化发射天线，其特征在于：所述第一方向与所述第二方向垂直，且所述第一辐射单元(211)与所述的第二辐射单元(212)均与所述辐射组件(210)排列方向呈45度夹角；所述第一辐射单元(211)与所述第二辐射单元(212)结构相同，均具有两个以其中心对称直线排列的振子翼(213)，所述振子翼(213)通过支撑件(340)与所述输出端(332)连接；所述振子翼(213)为圆柱体状。

10.根据权利要求9所述的VHF圆极化发射天线，其特征在于：每个所述支撑件(340)具有两个并列设置的圆形硬同轴线，每个振子翼(213)连接在各所述圆形硬同轴线的顶端，两个所述圆形硬同轴线的内导体(350)在顶端使用连接片(341)连接。

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