專利名稱：諧振式低矮型的中、短波天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低矮型中、短波天線，特別涉及一種諧振式低矮型中、短波天線。
背景技術：
傳統(tǒng)的中、短波天線長度一般是波長的1/40，其交互作用區(qū)一般約在1/2П波長處，而近場呈現(xiàn)感應場。電場和磁場一般差相90度，故其坡印廷(Poynting)矢量不是很大。并且，現(xiàn)有天線的塔桅很高，約為0.2～0.6個波長，體積大，占地大，并需要很大的地網(wǎng)，其圓面積直徑約占2倍塔高的范圍，因此地損較大。而且，對塔桅場地也有要求，比如要求地要平，地質導電率要高等。另外，由于塔高，又派生出基建時要作為高聳建筑物處理，維護時也需用高空作業(yè)人員，同時也有長期成為航空障礙物等等問題。因此，傳統(tǒng)天線存在著高度高，占地大，地損大等問題，和由于高度過高帶來的制造，運輸，安裝和維護等方面的問題。
卡伯里(Kabbary)的美國專利第5155495號公開了一種低矮型天線。它是利用圓錐形天線對地電場和圓盤電容器板位移電流產(chǎn)生的磁場的作用來降低天線高度的。另一份中國實用新型專利第01219881.1號只是對上述美國專利的翻版，沒有任何改進。上述美國和中國專利雖然公開的是低矮型天線，但都是非諧振式天線，也僅是降低了傳統(tǒng)天線的高度。雖然，可能使電場和磁場同步；然而，怎么才能使電場達到最大值，又如何減少地耗損，并提高電磁波的輻射，上述非諧振式天線都是無法解決的。因此，這兩個專利提出的非諧振式天線存在電場強度有限，發(fā)射效率低以及地損大的問題。
總之，現(xiàn)有的傳統(tǒng)天線存在體積大、占地面積和地損較大，以及高度過高等問題；而上述美國專利和中國實用新型專利雖然公開了低矮型天線，但其方案也僅能用于非諧振式天線，沒能解決上述問題。因此，人們一直都在尋求能有效工作的一種諧振式的低矮型天線。它是一種不僅體積小，占地小，并且還具有電場強大，地損小，發(fā)射效率高等特點的諧振式低矮型天線。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種諧振式(LC)低矮型的中、短波天線，通過采用螺旋形內導體來縮短天線虛擬諧振腔的長度，進而達到降低天線高度的效果，同時通過該內導體的諧振作用，增大電場強度。
本發(fā)明另一目的是提供一種諧振式低矮型的中、短波天線，通過開放虛擬腔體，使得能量向空間自由輻射，從而提高發(fā)射效率。
本發(fā)明進一步目的是提供一種諧振式低矮型的中、短波天線，它帶有一個移相網(wǎng)絡器，將信號源送來的信號分成兩路，分別接在內導體和上電容板，和接在下電容板。上、下電容板的容抗可適當調整，使這兩個回路的出入地電流相等，從而等效于整個回路不經(jīng)過地。
根據(jù)本發(fā)明，一種諧振式低矮型的中、短波天線，至少包括一個上電容板，一個內導體，和一個下電容板。所述上電容板位于所述內導體的頂部，所述下電容板位于所述內導體的下部，并且所述內導體為螺旋形。所述上、下電容板由所述內導體支撐，并且所述上電容板與所述內導體電連接。
本發(fā)明的諧振式低矮型天線的內導體為一螺旋電感式導體。進一步說是一個電感線圈，它由多層盤形線圈串聯(lián)而成，每層之間用法蘭盤連接。本發(fā)明的諧振式低矮型天線的上電容板為一錐型，網(wǎng)片結構，是由多片組合連接而成，采用合金鋁材料。本發(fā)明的諧振式低矮型天線的下電容板為平面板，由多片平面拼接而成，其材料為鋼板或合金鋁板，下敷支撐板。
本發(fā)明的諧振式低矮型天線進一步包括一個移相網(wǎng)絡器，將信號源送來的信號分成兩路。一路是相位超前全通回路，另一路是相位滯后回路，它們分別與內導體及上電容板，和下電容板相連接。上、下電容板的容抗可適當調整，使這兩個回路的出入地電流相等，從而等效于整個回路不經(jīng)過地。
本發(fā)明諧振式低矮型中、短波天線，通過采用螺旋形的電感內導體，大大降低了虛擬腔體的高度；同時通過內導體電感的諧振作用，大大增加了電場強度；再通過結構開放的內導體，來提高發(fā)射效率。另外，通過適當調整上、下電容板的容抗，使整個回路等效于不經(jīng)過地，從而大大地減少了地損。
本發(fā)明的天線高度低矮體積小，便于拆裝運輸。同時，占地面積小，可安裝在樓頂和樓內，也可安裝在艦船或交通工具等移動物體內。這使得本發(fā)明的諧振式低矮型中、短波天線可廣泛應用于民用或軍用的中、短波發(fā)射。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明諧振式低矮型中、短波天線的結構示意圖；圖2A和2B是本發(fā)明上電容板的示意圖，分別表示出上電容板的側面和頂面的結構外形；圖3是本發(fā)明內導體的螺旋形電感線圈示意圖；圖4是本發(fā)明螺旋形內導體法蘭盤的示意圖；和圖5是本發(fā)明下電容板的結構示意圖。
發(fā)明的詳細說明本發(fā)明對傳統(tǒng)的諧振式諧振腔進行了改進。傳統(tǒng)的諧振腔是封閉的，內設有直線形內導體；諧振腔的長度是四分之一波長，與之相應的高度也是波長的四分之一。而本發(fā)明將直線形的內導體改成螺旋形，從而大大降低了諧振腔的長度，進而降低了從諧振腔演變而成的本發(fā)明天線的高度。同時，本發(fā)明將封閉的諧振腔改變成開放的結構，讓螺旋形內導體開放，使腔內能量在空間與磁場交互作用下自由輻射，從而提高了天線的輻射效率。
現(xiàn)參見圖1，它是本發(fā)明諧振式低矮型天線的示意圖，示出本發(fā)明天線的基本結構。本發(fā)明天線包括上電容板1，內導體2，下電容板3，和地網(wǎng)4。其中，上電容板1位于內導體2的頂部，下電容板3位于內導體2的下部，上、下電容板1和3由內導體2所支撐，并且上電容板1與內導體2有電連接，詳情見以下說明。內導體2是開放式的，并且是一個螺旋電感式導體，起諧振作用。而上、下電容板1和3，顧名思義，是起電容器的作用的極板。
本發(fā)明利用了電場和磁場在交互作用區(qū)交叉形成向外輻射的交變電磁場的原理。在本發(fā)明中，上電容板1對地存在電場；下電容板3與上電容板1大致平行放置，下電容板3對地的位移電流產(chǎn)生磁場。該磁場與上述電場在貼近本發(fā)明天線處，即因交互作用而產(chǎn)生電磁場，從而向四周空間輻射。同時，由于本發(fā)明天線的內導體2的諧振作用，使上電容板1對地間的電場增大，即可以使其到地的電壓值最大，從而達到增大場強的效果，也就大大提高了輻射功率，使本發(fā)明諧振式低矮型天線的輻射功率并沒有由于其低矮而有所降低。
本發(fā)明天線還包括一個移相網(wǎng)絡器(圖中未示出)，它將從外部信號源送來的信號分成兩個路。一路是相位超前全通回路，另一路是相位滯后回路。一路與內導體2和上電容板相接，另一路與下電容板3相連。通過適當?shù)卣{整上電容板1和下電容板3的容抗，在二者的容抗合適時，可以使出入“地”的電流相等，這等效于返回信息源的回路不經(jīng)過“地”，從而大大減少了地損，進一步提高了輻射效率。
現(xiàn)參照圖2A和2B。本發(fā)明的一種諧振式低矮型天線的上電容板1優(yōu)選為圓錐型，或弧形的側面(如圖2A所示)，以使天波輻射減小，地波增大。顯然，該電容板1也可選用其它適當?shù)男螤?。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，上電容板1為圓錐型。它采用網(wǎng)片結構，由多片組合連接而成(如圖2B所示)，材料優(yōu)選用合金鋁材料，因而具有強度好，重量輕的特點，另外多片的組合也便于運輸和安裝。
現(xiàn)參照圖1，圖3和圖4。根據(jù)前面的說明，本發(fā)明天線的內導體是一個螺旋形的內導體，優(yōu)選為螺旋形電感式導體。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，內導體3為電感線圈，其結構是由多層盤形線圈串聯(lián)而成(如圖3所示)，每層之間用法蘭盤連接，該連接處在圖1中如5所示和圖4所示。這樣就便于拆裝、運輸。內導體的材料優(yōu)選紫銅管。顯然，內導體也可選用其它適當?shù)谋阌诓鹧b運輸?shù)慕Y構及連接方式，也可采用其它適當?shù)牟牧稀?br> 圖5示出本發(fā)明諧振式低矮型天線的下電容板3。本發(fā)明天線的下電容板3優(yōu)選為平面板，其結構是由多片平面拼接而成，其材料采用鋼板或合金鋁板，下敷支撐板(未細示出)，支撐板優(yōu)選為銅板。
由上面的描述可以看出，地網(wǎng)4在本發(fā)明的天線工作時，對發(fā)射不產(chǎn)生實質性作用。所以，地網(wǎng)可以做得很小。這是因為，經(jīng)過對饋電電路適當調整后，出入“地”的電流為相等，這等效于“返回信息源”回路不經(jīng)過地。
以上通過優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明。然而，可以理解，在不偏離本發(fā)明實質精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明進行某種程度的修改和改動。如上、下電容板的結構外形和材料也可采用其它適當?shù)慕Y構和材料。但是，這都不會超出本發(fā)明的宗旨，和所附權利要求書所限定的范圍。
權利要求
1.一種諧振式低矮型中、短波天線，其特征在于所述天線至少包括一個上電容板，一個螺旋形內導體，和一個下電容板，其中所述上電容板位于所述螺旋形內導體的頂部，所述下電容板位于所述螺旋形內導體的下部；所述上、下電容板由所述螺旋形內導體支撐，并且所述上電容板與所述內導體電連接。
2.如權利要求1所述的中、短波天線，其特征在于所述螺旋形內導體為螺旋電感式導體。
3.如權利要求1所述的中、短波天線，其特征在于所述螺旋形內導體為電感線圈，由多層盤形線圈串聯(lián)而成，每層之間用法蘭盤連接。
4.如權利要求3所述的中、短波天線，其特征在于所述內導體的材料優(yōu)選紫銅管。
5.如權利要求1所述的中、短波天線，其特征在于所述上電容板為錐型，網(wǎng)片結構。
6.如權利要求5所述的中、短波天線，其特征在于所述上電容板的網(wǎng)片結構是由多片網(wǎng)片組合連接而成，所述網(wǎng)片采用合金鋁材料。
7.如權利要求1所述的中、短波天線，其特征在于所述下電容板為一平面板。
8.如權利要求7所述的中、短波天線，其特征在于所述下電容板，由多片平面板拼接而成，其材料為鋼板或合金鋁板，下設支撐板。
9.如權利要求1所述的中、短波天線，進一步包括一個移相網(wǎng)絡器，將信號源送來的信號分成兩路；一路是相位超前全通回路，另一路是相位滯后全通回路，這兩個回路分別與所述螺旋形內導體及上電容板，和下電容板相連接。
10.如權利要求9所述的中、短波天線，其特征在于所述上、下電容板的容抗可適當調整，使所述兩個回路的出入地電流相等，從而等效于整個回路不經(jīng)過地。
全文摘要
一種諧振式低矮型的中、短波天線，包括上電容板，內導體，和下電容板。上電容板位于內導體的頂部，下電容板位于內導體的下部；上、下電容板由內導體支撐，且上電容板與內導體電連接。內導體為螺旋電感式導體。本天線還包括一移相網(wǎng)絡器，將信號分成兩路；一路是相位超前全通回路，另一路是相位滯后回路，它們分別與內導體及上電容板，和下電容板相連接。上、下電容板的容抗可適當調整，使所述兩個回路的出入地電流相等，從而等效于整個回路不經(jīng)過地。本天線大大降低了天線的高度，而且場強大，地損小，發(fā)射效率高；但體積小，占地面積小，可廣泛用于民用或軍用的中、短波發(fā)射。
文檔編號H01Q9/04GK1512622SQ0216003
公開日2004年7月14日 申請日期2002年12月30日 優(yōu)先權日2002年12月30日
發(fā)明者卞國榮, 葉進, 趙宇就, 劉冬梅 申請人:北京廣播電影電視設備制造廠, 江蘇寧光通信設備有限公司