專利名稱：錐形交叉場發(fā)射天線裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種錐形交叉場發(fā)射天線裝置，尤其是一種利用相互交叉的電場、磁場所產(chǎn)生的坡印亭(Poynting)矢量進行中、長波廣播信號發(fā)射，大幅度減少天波、降低干擾、具有較寬帶寬并且小型輕便的發(fā)射天線。屬于無線電通訊、廣播電視技術領域。
背景技術：
眾所周知，無線電信號的發(fā)射通常都需要專用的發(fā)射天線，而對于不同頻率或頻率段的無線電信號，其天線的構(gòu)成或造型也存在著諸多的不同。
傳統(tǒng)廣播信號發(fā)射天線主要是依據(jù)電流分布概念，天線的大小尺寸及造型主要依賴于所發(fā)射的信號頻率或波長。對于中、長波廣播信號的發(fā)射，多年來，全世界絕大部分的發(fā)射臺都是采用桅桿天線。為保證發(fā)射效果，桅桿天線必須具有特定的高度，一般為λ/4或λ/2高度(λ為信號的波長)。無線電信號的波長與其頻率成反比關系，頻率越高波長則越短。對于中、長波頻率段的無線電信號來說，桅桿天線的實際高度在46米-250米之間。這就使得廣播電臺不得不將中長波廣播天線制造成高大的鐵塔形。
傳統(tǒng)中長波桅桿發(fā)射天線具有如下缺點1、具有較大的天波該天線所發(fā)射的無線電波具有天波分量，不僅如此，天波還會出現(xiàn)向地面的反射，尤其在夜間，天波的反射對遠距離的其它同、鄰頻率的中波臺產(chǎn)生干擾。
2、具有較大的偶合感應場桅桿天線是一種諧振結(jié)構(gòu)，在該天線的近區(qū)存在著較大的偶合感應場，該感應場對其附近的電子設備、通信設施等產(chǎn)生較強的干擾。同時，當兩副天線距離較近時，會產(chǎn)生相互間的干擾。
3、建設投資費用高由于傳統(tǒng)桅桿天線具有較高的制造尺寸，往往在幾十米甚至上百米，所以，建設一個中波發(fā)射天線塔需要很高的成本，而且其占地面積也相對較大。
4、信號帶寬小基于傳統(tǒng)的信號發(fā)射理論，桅桿天線所發(fā)射的中波信號的帶寬很小，使得信號音質(zhì)比較差，無法滿足當今社會人們對廣播信號音質(zhì)的要求。
解決上述傳統(tǒng)桅桿天線的缺陷問題、適應當今社會科技的飛速發(fā)展、創(chuàng)造更佳的無線電信號接收效果，必須取得發(fā)射理論方面的重大突破。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種錐形交叉場發(fā)射天線裝置，它能夠大幅度減少信號的輻射天波，無感應場，并不產(chǎn)生電磁干擾，具有較寬的帶寬并且小型輕便，可靈活地安裝在城市建筑物頂上或地面上，而且成本較低。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種錐形交叉場發(fā)射天線裝置，它至少包括相互絕緣的柱形發(fā)射體、平板發(fā)射體、地面板；所述的地面板敷設在安裝附著物體上，進行固定，地面板上方設置平板發(fā)射體，信號發(fā)射時，兩者之間形成環(huán)行磁場；平板發(fā)射體的上方設置柱形發(fā)射體，信號發(fā)射時，柱形發(fā)射體與地面板形成垂直電場的；該電場與環(huán)行磁場相互交叉作用。
平板發(fā)射體通過平板發(fā)射體支撐架與地面板相互平行設置，并且平板發(fā)射體與支撐架之間絕緣連接，以便在平板發(fā)射體與地面板之間產(chǎn)生均勻地環(huán)行磁場；柱形發(fā)射體通過柱形發(fā)射體支撐架與地面板相互垂直設置，并且柱形發(fā)射體與支撐架之間絕緣連接，柱形發(fā)射體與地面板之間工作時形成電場。
支撐架上設有能夠上下調(diào)節(jié)高度的托卡或卡固部件，該托卡或卡固部件將發(fā)射體承托或卡固在發(fā)射體支撐架上。
平板發(fā)射體為一圓形平板，該圓形平板是實心板或由上層板、下層板及中間的支架固接而成。
柱形發(fā)射體上端延伸焊接或鉚接有開放錐形天線罩，該錐形天線罩可以大幅度減少天波輻射。
本發(fā)明所提供的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，采用不同以往的無線電信號發(fā)射理論，使天線的高度與信號波長無關，徹底擺脫了傳統(tǒng)發(fā)射天線必須依靠高大的發(fā)射塔發(fā)射信號，同時克服及改進了傳統(tǒng)桅桿天線存在的諸多弊病和不足，是中、長波廣播天線的更新產(chǎn)品。本發(fā)明裝置具有以下優(yōu)點1、小型輕便，可以安放在城市中心的建筑物頂上，不需要建設通常的鐵塔，不需要大的建設場地。
2、天波大幅度減少，地波信號加強，增加了廣播服務區(qū)，并可以進行夜間廣播。
3、在相同服務區(qū)內(nèi)，較桅桿天線，本裝置具有更小的發(fā)射功率，從而成本大幅降低。即CFA天線相對λ/4桅桿天線有更高的輔助效益和增益。
4、電磁兼容(EMC)友好，無感應場，近距離兩個同類天線之間不產(chǎn)生偶合感應，無電磁干擾。
5、天線部件上的電壓電平較低，增進了安全性。
6、帶寬寬，具有更高的音質(zhì)，可以進行更高數(shù)據(jù)率的數(shù)字發(fā)送，有利于進行數(shù)字化AM的改造。
圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一實施例的立體示意圖；具體實施方式
本發(fā)明所提供的錐形交叉場發(fā)射天線裝置依據(jù)空間位移電流概念，將發(fā)射機輸出功率通過移相單元分別送到兩個發(fā)射體，使該兩個發(fā)射體產(chǎn)生相互作用的兩個交叉場，進而直接合成坡印亭(Poynting)矢量，完成中、長波信號的發(fā)射。相對于桅桿天線，采用這種理論所制造的天線屬于非諧振天線。該天線的尺寸是根據(jù)所發(fā)射無線電信號的功率而設定的，所以，徹底擺脫了傳統(tǒng)桅桿天線的尺寸必須受到發(fā)射信號波長的束縛。當制造發(fā)射功率較小的天線時，天線的高度尺寸及其它部件的相應尺寸可以小到幾十厘米，當制造發(fā)射功率較大的天線時(如幾百甚至上千千瓦)，該天線的高度可以大到幾十米，其它相應的部件也具有較大的外形尺寸。
以下，通過具體實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
如圖1所示，為本發(fā)明所提供的一種錐形交叉場發(fā)射天線裝置結(jié)構(gòu)圖。該裝置主要是由圓柱形發(fā)射體(E筒)1、圓盤發(fā)射體(D板)2及地面板(GP板)3組成。
圓柱形發(fā)射體(E筒)1在E筒支撐棒11的支撐下被垂直架設在圓盤發(fā)射體(D板)2的上方；地面板(GP板)3敷設在安裝地面；圓盤發(fā)射體(D板)2在D板支撐棒21的支撐下，被水平架設在地面板(GP板)3與圓柱形發(fā)射體(E筒)1之間。為獲得更大的地波輻射信號，減少天波輻射，在圓柱形發(fā)射體(E筒)1的上方延伸設置一開放圓錐形天線罩4。該天線罩4由三個圓臺形金屬網(wǎng)罩依逐個開放順序焊接而成，即，最小的圓臺形金屬網(wǎng)罩41的上圓邊緣與中間圓臺形金屬網(wǎng)罩42的下圓邊緣焊接，最大的圓臺形金屬網(wǎng)罩43的下圓邊緣與網(wǎng)罩42的上圓邊緣焊接。
圓柱形發(fā)射體(E筒)1為中空金屬圓筒，其中設置有加強金屬骨架結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，用于對圓柱形發(fā)射體(E筒)1形狀及表面強度的加強。E筒支撐棒11與該圓柱形發(fā)射體(E筒)1固定連接。
圓盤發(fā)射體(D板)2由雙層金屬板22及其中的金屬構(gòu)架23組成。圓盤發(fā)射體(D板)2的表面開設一個以上圓孔24(如圖2所示為12個圓孔)，E筒支撐棒11及D板支撐棒21穿過該圓孔24。
如圖1、2所示，D板支撐棒21上設置有托卡，該托卡分為上卡251和下卡252。下卡252用于承托圓盤發(fā)射體(D板)2；上卡251用于卡固圓盤發(fā)射體(D板)2。上卡251及下卡252均可通過調(diào)整緊固件被上下移動或固定在D板支撐棒21上，使圓盤發(fā)射體(D板)2獲得上下位移空間，便于調(diào)整天線的發(fā)射效果。
地面板(GP板)3為一金屬板，其面積大于天線罩4的圓錐體上圓面積的1.5倍，其表面開設有供E筒支撐棒11和D板支撐棒21穿過的圓孔。
E筒支撐棒11和D板支撐棒21均被固設在安裝地面。
另外，本實施例還可設有地線板，該板是埋于地下并通過一金屬帶6與地面板(GP板)3連接的金屬板5。
在實際應用中，地線板的設置可根據(jù)具體技術要求決定是否采用，或其他地線設施連接。
本實施例在被接上兩個空間移相的同信源饋送信號時，圓柱形發(fā)射體(E筒)1產(chǎn)生通到地面板(GP板)3的E電場，而圓盤發(fā)射體(D板)2與地面板(GP板)3形成一個電容器，由此產(chǎn)生環(huán)繞圓盤發(fā)射體(D板)2的圓形H磁場。E場與H場產(chǎn)生交叉，其合成的坡印亭(Poynting)矢量實現(xiàn)了中、長波廣播信號的發(fā)射。圓錐形天線罩4使發(fā)射信號的地波強度明顯加強，而天波輻射大幅度降低。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于它至少包括相互絕緣的柱形發(fā)射體、平板發(fā)射體、地面板；所述的地面板敷設在安裝附著物體上，進行固定，地面板上方設置平板發(fā)射體，信號發(fā)射時，兩者之間形成環(huán)行磁場；平板發(fā)射體的上方設置柱形發(fā)射體，信號發(fā)射時，柱形發(fā)射體與地面板形成垂直電場的；該電場與環(huán)行磁場相互交叉作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的柱形發(fā)射體至地面板的高度為0.09米-10米，至平板發(fā)射體的高度為0.04米-4米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的平板發(fā)射體通過平板發(fā)射體支撐架與地面板相互平行設置，并且平板發(fā)射體與支撐架之間絕緣連接，以便在平板發(fā)射體與地面板之間產(chǎn)生均勻地環(huán)行磁場。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的柱形發(fā)射體通過柱形發(fā)射體支撐架與地面板相互垂直設置，并且柱形發(fā)射體與支撐架之間絕緣連接，柱形發(fā)射體與地面板之間工作時形成電場。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的支撐架為一個以上對稱設置的立柱支架，其一端與發(fā)射體固接，另一端固接在安裝附著物體上或安放在安裝附著物體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的支撐架上設有能夠上下調(diào)節(jié)高度的托卡或卡固部件，該托卡或卡固部件將發(fā)射體承托或卡固在發(fā)射體支撐架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的柱形發(fā)射體為圓柱筒體，該圓柱筒體內(nèi)部設置有用來保持筒體狀態(tài)的加強部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的圓柱筒體的直徑為0.015米-10米，高度為0.02米-18米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的平板發(fā)射體為一圓形平板，該圓形平板是實心板或由上層板、下層板及中間的支架固接而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的平板發(fā)射體直徑為0.03米-25米，厚度為0.01米-0.025米。
11.根據(jù)權(quán)利要求3或4或9或10所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的平板發(fā)射體表面開設有一個或一個以上的通孔，支撐架穿過該通孔或利用該通孔固定平板發(fā)射體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的柱形發(fā)射體上端延伸焊接或鉚接有開放錐形天線罩，該錐形天線罩可以大幅度減少天波輻射。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的開放錐形天線罩為一個圓臺形網(wǎng)罩或一個以上的圓臺形網(wǎng)罩依逐個開放順序焊接或鉚接。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的開放錐形天線罩的上圓邊緣至柱形發(fā)射體上端邊緣的連線與水平面的夾角為25度-65度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的開放錐形天線罩的高度為0.03米-12米，上圓直徑為0.07米-35米。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的地面板的面積為1平方米-10000平方米的圓形或方形板。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的附著物體為建筑物或大地地面。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，其特征在于所述的地面板電氣連接有地線板，地線板與大地或建筑物連接。
全文摘要
一種錐形交叉場發(fā)射天線裝置，它至少包括相互絕緣的柱形發(fā)射體、平板發(fā)射體、地面板；所述的地面板敷設在安裝附著物體上，進行固定；地面板上方設置平板發(fā)射體，信號發(fā)射時，兩者之間形成環(huán)行磁場；平板發(fā)射體的上方設置柱形發(fā)射體，信號發(fā)射時，柱形發(fā)射體與地面板形成垂直電場的；該電場與環(huán)行磁場相互交叉作用；平板發(fā)射體通過平板發(fā)射體支撐架與地面板平行設置；柱形發(fā)射體通過柱形發(fā)射體支撐架與平板發(fā)射體相互垂直設置；柱形發(fā)射體上端延伸焊接或鉚接有開放錐形天線罩。本發(fā)明所提供的錐形交叉場發(fā)射天線裝置，擺脫傳統(tǒng)天線依靠高大的發(fā)射塔發(fā)射信號，克服及改進了傳統(tǒng)天線存在的諸多弊病和不足，是中、長波天線的更新產(chǎn)品。
文檔編號H01Q13/20GK1499671SQ02146799
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月8日
發(fā)明者凱博瑞 申請人:北京英夫美迪數(shù)字技術有限公司, 凱博瑞