CN215911581U - 一种适用于navdat业务的t型天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种适用于NAVDAT业务的T型天线。本实用新型的适用于NAVDAT业务的T型天线，用于信号发射系统，信号发射系统包括信号发射装置，该T型天线包括：两个铁塔，铁塔通过固定在安装基础上；平行导线顶，平行导线顶的两端分别与两个铁塔固定连接；第一辐射体和第二辐射体的上端均与平行导线顶固定连接，第一辐射体和第二辐射体的下端均与信号发射装置连接，第一辐射体、第二辐射体以及平行导线顶呈倒三角形。如此，把传统的单根下垂的辐射体展宽为三角形形式，这样可提升天线的有效高度，均衡线上电流分布，展宽带宽，提升天线辐射效率，可以改善天线的输入阻抗，使天线阻抗变化平稳，更有利于调谐。

Description

一种适用于NAVDAT业务的T型天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术技术领域，具体而言，涉及一种适用于 NAVDAT业务的T型天线。

背景技术

1技术背景

1.1GMDSS系统概况

全球海上遇险与安全系统(Global Maritime Distress and Safety System,GMDSS)是由国际海事组织(IMO)提出并实施的用于海上遇险、安全和日常通信的海上无线电通信系统。GMDSS系统于1999年2月1日全面实施，是国际海上人民安全公约(SOLAS公约)和国际电信联盟(ITU) 《无线电规则》规定实施的海上遇险与安全系统，在保护船舶财产和海上人命安全等方面发挥了巨大作用。

GMDSS系统由卫星通信系统、地面无线电通信系统、海上安全信息播发系统以及失事船舶寻位定位系统等部分构成。GMDSS系统在全球范围内提供海上救助通信，通过INMARSAT卫星通信系统发出求助报警信号，RCC接收信号后规划搜救行动。船舶位置可通过COSPAS-SARSAT 卫星系统获取并标定，并通过EPIRB系统进行自发报备，将位置信息发送至搜救中心。通过GMDSS系统，可实现船到岸，船到船，岸到船三个方向上的遇险报警，大大提高了搜救效率和搜救成功率。

GMDSS系统的主要功能体现在以下几个方面：一是遇险报警功能。在海上航行过程中发生意外事件时，可通过GMDSS系统将遇险事件信息快速发送至救援部门；二是搜救协调通信功能。GMDSS系统实现了双向通信，双方可对有关遇险与安全内容的信息进行交换；三是救助现场通信功能。具体包括救助指挥船与其他船、船与救生艇、指挥船与救助飞机之间的现场通信；四是定位功能。实现遇险船舶发出无线电信号的快速定位。五是海上安全信息播发功能。GMDSS系统可发布海上航行警告、气象预报以及其他紧急信息等；六是日常业务通信功能。对船舶及岸上管理部分实施协调。七是驾驶台对驾驶台通信功能。为船舶之间的航行安全和避碰操作提供可靠的沟通联络的渠道。

1.2GMDSS现代化概况

GMDSS系统自全面实施以来已有20多年的历史，对保护水上人命财产安全发挥了重要作用，但目前运行的GMDSS系统主要基于上世纪末的通信技术，如数字选择性呼叫技术(DSC)、卫星通信技术、窄带印字报技术(NBDP)、单边带技术等，其中部分通信技术和手段在带宽、数据传输速度等方面难以满足航运业不断增长的船岸通信业务需求，导致在运行过程中出现了一些问题，主要表现在两个方面：一是系统误报警一度达到90％以上，极大地干扰了正常的海上救助；二是通信系统与设备(如 NBDP设备)已经不能满足当前及未来船岸通信的需求。随着通信、网络和航运的发展，GMDSS系统必须进行变革和升级，才能保障海上通信的效率，维护航运的安全与发展。

为有效评估和优化调整GMDSS系统，以适应通信技术的快速发展和航海用户的更高要求，IMO和ITU等国际组织积极推进了GMDSS复审和现代化工作，对现有GMDSS系统进行再评估，淘汰旧概念、旧设备，引入新技术，实现GMDSS系统和现代通信技术和手段的融合，进一步支持E-航海战略的发展。2016年IMO完成了GMDSS的全面审查工作， 2017年《GMDSS现代化计划草案》(以下简称《草案》)提交至IMO， MSC第98次会议批准了该《草案》，并批准了“修订SOLAS第III、IV 章支持GMDSS现代化”的新增议题，拟通过4次会议时间完成；2018年，NCSR5会议中明确，GMDSS现代化相关新条款应于2024年生效。

《草案》主要由总体要求、功能需求、GMDSS卫星服务规定和A3 海区定义、甚高频数字交换系统(VDES)、海上数字广播系统 (NAVDAT)、遇险警报和相关信息转发、搜寻救助技术、高频通信、 GMDSS设备装配要求、误报警、技能培训、淘汰规定、实施计划等构成。

目前，GMDSS现代化计划正在进一步的制定，随着现代通信技术、网络技术的发展，卫星通信系统、地面无线电通信系统等随之发生技术的变革与升级，GMDSS复审和现代化工作必然被不断推进，由传统的水上无线电通信向覆盖全、带宽高、数字化的方向转变，形成新一代的水上无线电通信数字网。

1.3NAVDAT提出的背景、技术优点、对天线的要求

近年来，随着GMDSS现代化进程和E航海(e-Navigation)建设的不断推进，涉海用户对海上安全信息播发的内容、速率、时效性等都提出了更高的需求，海上数字广播系统(NAVDAT)应运而生。2010年， ITU根据部分欧洲国家前期研究成果，发布了M.2201《在495-505kHz频段海事移动服务数字播发岸-船安全和保安相关信息》报告，提出了利用现有水上移动业务的中频频段部分设备，开展水上安全信息数字播发的方案。2012年2月，世界无线电通信大会(WRC-12)最终通过对现行国际《无线电规则》的修订，将495kHz～505kHz频段再次划分为水上移动业务专用。2012年3月，ITU正式颁布《一种称为“Navigational Data”的在500kHz频段实施岸至船海上安全信息广播的数字系统的技术特性》技术建议书(ITU-RM.2010)。2012年7月，在国际海事组织航行安全分委会(NAV)第58次会议上，保加利亚、法国和罗马尼亚共同提出了《495-505kHz频段海上安全数字广播系统(Digital system forbroadcasting maritime safety and security related information in the 495-505kHz band)》的提案(NAV 58/INF.17)。2013年，《国际海事组织/国际电信联盟海事无线电通信专家组第八次会议报告(Report of the eighth meeting of the Joint IMO/ITUExperts Group Maritime radio communication matters)》将海上安全数字广播系统列为GMDSS现代化可能的应用的设备、系统和技术之一。2015年IMO/ITU联合专家工作组报告(NCSR 3/17)指出， NAVDAT可以引入SOLAS公约，作为NAVTEX业务的补充或替代。 2016年IMO导航、通信和搜救小组委员会(NCSR)第3次会议的报告 (NCSR 3-29)指出，IMO和IEC应制定国际NAVDAT必要的技术和运营服务和性能标准的建议。2017年，IMO海上安全委员会第98届会议(MSC 98)批准了《GMDSS现代化计划草案》，NAVDAT系统作为 GMDSS现代化的一项重要应用，将随着上述草案逐步实施。2018年以后， NAVDAT技术建议书(ITU-R M.2010-0)仍在不断修订完善，IMO计划于2023年正式对外发布NAVDAT技术标准(ITU-R M.2010-1)。

根据上述文件的定义，NAVDAT系统是一种用于海上安全通信业务的中频无线电通信系统，工作于500kHz频段，采用数字传输技术，提供岸到船方向的广播链路。NAVDAT可实现约200海里的通信覆盖范围，不同编码模式下有效数据传输速率达12～18kbps，约为NAVTEX系统传输速率300倍。利用NAVDAT技术可有效提升信息传输效率，实现气象信息、水文信息、航道信息等的及时和可视化发布，丰富完善海上安全信息播发类型；通过发布可视化的搜救信息，可直观的显示周边遇险船舶的位置，并提供船舶载货和人员的各类信息，便于迅速确定船位、组织搜救力量和快速出动，有效提高海上搜寻救助应急反应行动效率；利用数字化信息播发技术能够实现海上安全信息的同步播发、定向播发、个性化定制播发等，更加贴合用户的实际使用需求。因此，NAVDAT成为了GMDSS 现代化和e-Navigation中提供海上宽带通信服务支撑的关键系统之一，对提升我国沿海大通道安全通信覆盖效果具有重要意义。

NAVDAT系统主要由信息管理系统、海岸电台网络、信号发射系统、传输通道和船用接收机五部分构成。其中，发信天线是信号发射系统的重要组成部分，直接关系到NAVDAT系统整体通信效果。根据ITU-R M.2010技术建议书，NAVDAT通信带宽分为1/3/5/10kHz。因此，适用于 NAVDAT业务的天线工作频段必须能够涵盖500KHz中频通信频段，并且适配的通信带宽应不小于10kHz。

2与本发明直接相关的现有技术

2.1当前主用天线概况

目前500kHz主用的天线主要为T型天线。T型天线由多根平行导线顶和一根垂直辐射线组成天线面。T型天线需要二个塔支撑，对于 500KHz左右的中频T型天线，通常塔间距约80m～120m，塔高约50～60m，具体塔间距和天线挂高需要根据工作场地确定。由于T型天线输入阻抗随频率变化较大，因此需要用天调把天线阻抗调到与馈线阻抗相匹配。另外，为了提高效率，通常在天线的正下方铺设有埋地地网。

2.2现有技术缺点

T型天线为目前最常用的天线，T型天线的优点是辐射电阻较大，但是虚部变化较大，调谐困难；目前常用的T型天线带宽一般不超过3kHz，难以适配NAVDAT业务3～5kHz的频谱宽度要求。而且由于带宽较窄，也难以支持NAVDAT业务实现16-QAM及更高阶的调制，进一步影响传输速率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种适用于NAVDAT业务的 T型天线。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种适用于 NAVDAT业务的T型天线，应用于信号发射系统，信号发射系统包括信号发射装置，适用于NAVDAT业务的T型天线包括：两个铁塔，所述铁塔通过固定在安装基础上；

平行导线顶，所述平行导线顶的两端分别与两个所述铁塔固定连接；

第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体的上端均与所述平行导线顶固定连接，所述第一辐射体和所述第二辐射体的下端均与信号发射装置连接，所述第一辐射体、所述第二辐射体以及所述平行导线顶呈倒三角形。

在上述技术方案中，优选地，所述平行导线顶包括：

多个平行线，每个所述平行线的两端分别与所述第一连接部和所述第二连接部固定。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一辐射体和所述第二辐射体的上端均与至少一个所述平行线固定。

在上述任一技术方案中，优选地，所述平行线为三个，且三个所述平行线间隔设置。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：

横担，所述横担上设置有与所述平行线对应的连接孔，每个所述平行线对应穿过所述连接孔并与所述横担固定。

在上述任一技术方案中，优选地，所述铁塔的下端与安装基础固定连接，且每个所述铁塔上设置有多个绝缘拉线，每个所述绝缘拉线的两端分别与所述铁塔以及安装基础固定。

在上述任一技术方案中，优选地，所述拉线设置有多组，且不同组所述拉线与所述铁塔的连接高度不同。

通过上述技术方案，把传统的单根下垂的辐射体展宽为三角形形式，这样可提升天线的有效高度，均衡线上电流分布，展宽带宽，提升天线辐射效率，进而可以改善天线的输入阻抗，使天线阻抗变化平稳，更有利于调谐。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的适用于NAVDAT业务的T型天线的结构示意图；

图2是图1中A部分的结构图；

图3是图2中B方向的结构示意图；

图4是根据本实用新型的一个实施例的适用于NAVDAT业务的T型天线的俯视图；

图5是图4中C部分的结构图；

图6是根据本实用新型的一个实施例的适用于NAVDAT业务的T型天线的部分结构示意图；

图7是根据本实用新型的一个实施例的适用于NAVDAT业务的T型天线486KHz垂直面方向图；

图8是根据本实用新型的一个实施例的适用于NAVDAT业务的T型天线518KHz垂直面方向图。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10铁塔，20平行导线顶，21平行线，30第一辐射体，40第二辐射体， 50信号发射装置，51发射机，52天调，53电缆，60第一压套，70地网，80 绝缘拉线，90横担，91挂耳，100第二压套。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本实用新型的一些实施例。

如图1至图5所示，本实用新型的实施例提供了一种适用于NAVDAT 业务的T型天线，应用于信号发射系统，信号发射系统包括信号发射装置 50，适用于NAVDAT业务的T型天线包括：两个铁塔10，铁塔10通过固定在安装基础上；平行导线顶20，平行导线顶20的两端分别与两个铁塔10固定连接；第一辐射体30和第二辐射体40，第一辐射体30和第二辐射体40的上端均与平行导线顶20固定连接，第一辐射体30和第二辐射体40的下端均与信号发射装置50连接，第一辐射体30、第二辐射体 40以及平行导线顶20呈倒三角形。

如此，把传统的单根下垂的辐射体展宽为三角形形式，这样可提升天线的有效高度，均衡线上电流分布，展宽带宽，提升天线辐射效率，进而可以改善天线的输入阻抗，使天线阻抗变化平稳，更有利于调谐。

在上述实施例中，优选地，平行导线顶20包括：多个平行线21，每个平行线21的两端分别与第一连接部和第二连接部固定。

本方案中，设置多根平行线21做为顶加载可以提升天线的有效高度。

在上述任一实施例中，优选地，第一辐射体30和第二辐射体40的上端均与至少一个平行线21固定。

在上述任一实施例中，优选地，平行线21为三个，且三个平行线21 间隔设置。

示例性地，第一辐射体30和第二辐射体40的上端可以与位于中间的平行线21连接。

参照图2和图3，在上述任一实施例中，优选地，还包括：

横担90，横担90上设置有与平行线对应的连接孔，每个平行线对应穿过连接孔并与横担90固定。

通过设置横担90，能使平行线之间的间距稳定。

示例性地，第一辐射体的上端通过连接头与横担90连接。

示例性地，第二辐射体的上端通过连接头与横担90连接。

示例性地，参照图2和图3，横担90上设置有挂耳91，第一辐射体绕过挂耳91并通过第一压套60固定，第一辐射体的上端头通过第一压套 60与平行线压接，如此，既能够实现第一辐射体的固定，又能实现第一辐射体与平行线的连接。同时第一辐射体固定简单，便于施工安装。

同理，可按照相同的方法固定第二辐射体，此处不再赘述。

在上述任一实施例中，优选地，第一辐射体30的上端通过连接头60 与位于中间的平行线21连接；第二辐射体40的上端通过连接头60与位于中间的平行线21连接。

在上述任一实施例中，优选地，铁塔10的下端与安装基础固定连接，且每个铁塔10上设置有多个绝缘拉线80，每个绝缘拉线80的两端分别与铁塔10以及安装基础固定。

在上述任一实施例中，优选地，拉线设置有多组，且不同组拉线与铁塔10的连接高度不同。如此，可以使铁塔10均匀受力，提高抗载荷能力。

在上述任一实施例中，优选地，信号发射装置50包括：发射机51，发射机51通过天调52与第一辐射体30和第二辐射体40的下端连接，发射机51与天调52通过电缆53连接。发射机51的接地端与地网70连接。

示例性地，地网70可以设置在铁塔10的下侧，天调52(即天线调节器)可以设置在铁塔10的下侧，发射机51可以设置在铁塔10有预设距离的机房内，并通过电缆与天调52连接，天调与第一辐射体30和第二辐射体40连接。

示例性地，天调52的外壳可以与发射机51的接地端通过电缆连接，同时天调52的外壳与地网70连接，以实现地网70与发射机51接地端的连接。天调52的外壳内设置有绝缘层，第一辐射体30和第二辐射体40 穿过天调52的外壳与绝缘层，伸入天调52内并与天调52连接。可以理解，第一辐射体30和第二辐射体40与外壳交接的位置应做绝缘处理，以和地网70绝缘，例如可以设置供第一辐射体30和第二辐射体40穿过的绝缘套筒，此处不再赘述。

在本实用新型的一个具体实施例中，铁塔10采用1m边宽等截面圆钢三角塔，格构形式为米字型，材料选用Q235B，铁塔10高60m，由1 节底节、3节拉线节、9节普通节组成。铁塔10拉线采用三方三层拉线。内部两层绝缘拉线80共锚，外层绝缘拉线80采用拉锚独立。

天线面由平行导线顶20、第一辐射线和第二辐射线组成，平行导线顶20采用三根平行线21形式，长60m，垂直辐射线采用两根辐射线形式，呈倒三角形式，垂直高度60m，垂直辐射线在底部并成一路。

地网70采用60根φ4的紫铜线，以铁塔10基础为中心呈辐射状均匀分布，辐射半径为60m。地网70线在中心位置安装有地网70板(例如为紫铜板)，地网70线汇交在地网70板上，通过螺栓和地网70板连接。

参照图7和图8，天线垂直极化，在水平面全向辐射。

通过本方案，在不改变传统T型天线尺寸和主体结构的情况下，拓宽了T型天线的带宽，天线辐射阻抗变化更加平稳，有利于调谐，满足 NAVDAT的业务要求。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (7)

1.一种适用于NAVDAT业务的T型天线，应用于信号发射系统，所述信号发射系统包括信号发射装置，其特征在于，所述适用于NAVDAT业务的T型天线包括：

两个铁塔，所述铁塔通过固定在安装基础上；

平行导线顶，所述平行导线顶的两端分别与两个所述铁塔固定连接；

第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体的上端均与所述平行导线顶固定连接，所述第一辐射体和所述第二辐射体的下端均与信号发射装置连接，所述第一辐射体、所述第二辐射体以及所述平行导线顶呈倒三角形。

2.根据权利要求1所述的适用于NAVDAT业务的T型天线，其特征在于，所述平行导线顶包括：

多个平行线，每个所述平行线的两端分别与两个所述铁塔固定连接。

3.根据权利要求2所述的适用于NAVDAT业务的T型天线，其特征在于，

所述第一辐射体和所述第二辐射体的上端均与至少一个所述平行线固定。

4.根据权利要求3所述的适用于NAVDAT业务的T型天线，其特征在于，

所述平行线为三个，且三个所述平行线间隔设置。

5.根据权利要求2所述的适用于NAVDAT业务的T型天线，其特征在于，还包括：

横担，所述横担上设置有与所述平行线对应的连接孔，每个所述平行线对应穿过所述连接孔并与所述横担固定。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的适用于NAVDAT业务的T型天线，其特征在于，

所述铁塔的下端与安装基础固定连接，且每个所述铁塔上设置有多个绝缘拉线，每个所述绝缘拉线的两端分别与所述铁塔以及安装基础固定。

7.根据权利要求6所述的适用于NAVDAT业务的T型天线，其特征在于，

所述拉线设置有多组，且不同组所述拉线与所述铁塔的连接高度不同。

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