專利名稱：帶導(dǎo)線偶極子的回轉(zhuǎn)式天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)式天線，它包含有一裝在基座上可回轉(zhuǎn)的剛性支撐架，一批固定在此支架上的導(dǎo)線偶極子，及從偶極子的第一端向該偶極子饋電的裝置。往后，以及在權(quán)利要求中，所謂“偶極子的第一端”系指偶極子的饋入點(diǎn)，也即向雙導(dǎo)線的連結(jié)處饋入電源之點(diǎn)。
這是設(shè)計用來在十米波段內(nèi)(3至30MHZ)發(fā)射譬如達(dá)500KW這樣大的功率的一種天線。
此種類型的天線早已存在，其剛性支架大體上伸展到放置導(dǎo)線偶極子區(qū)域的外方，這些導(dǎo)線偶極子互相連結(jié)形成屏幕，而此屏幕以其端部靠懸索結(jié)構(gòu)固定到剛性支架上。
此種天線雖說是滿意的也還具有一些缺點(diǎn)。由于剛性支架布置在周邊，其尺寸比偶極子屏幕的尺寸大得多。這就使天線大為笨重，比射電操作本身所需的大得多。此外，由于偶極子屏幕僅靠其邊緣來支撐，在風(fēng)力作用下它顯著變形，直至與剛性支架相碰為止。最后，維修人員難以到達(dá)天線上的各不同點(diǎn)處，因?yàn)榕紭O子屏幕不能當(dāng)作支撐用于此目的。
本發(fā)明尋求解決的問題是提出具有本說明書開頭就述及的那種型式的天線，它應(yīng)不具有上述的缺點(diǎn)，同時最大限度限制剛性支架的復(fù)雜性從而使整個天線的成本降低。
根據(jù)本發(fā)明提出的是一種回轉(zhuǎn)式偶極子天線，它具有一基座;一裝在基座上的可轉(zhuǎn)動的剛性支架;N(此處N是一個大于0的整數(shù))個固定在支架上的導(dǎo)線偶極子，每一偶極子包含有第一端及第二端;向每個偶極子第一端進(jìn)行饋電的裝置以及支承在支架上的懸拉索，其中剛性支架至少伸展到每個偶極子第一端的前面，其中每個偶極子的第一端直接固定在支架上，而偶極子的第二端在某些情況下固定在支架上，在另一些情況下是藉懸拉索與支架相連結(jié)。
因之，根據(jù)本發(fā)明，剛性支架對每個導(dǎo)線偶極子支承點(diǎn)的位置按排在承受最大機(jī)械力及電磁力處，也即在上述第一端處，而其第二端可以更簡捷地靠懸拉索來支承。
也就是說本發(fā)明提出一種回轉(zhuǎn)式的偶極子天線，其特征是，該天線包含有一個基座;裝在基座上可轉(zhuǎn)動的剛性支架;N個(N是大于0的整數(shù))固定在支架上的導(dǎo)線偶極子，每個偶極子包含有一個第一端及一個第二端;經(jīng)其第一端供每一偶極子電能的饋電裝置;支撐在支架上的懸拉索，其中剛性支架至少伸展到每個偶極子第一端的前面，其中每個偶極子的第一端直接固定在支架上，而偶極子的第二端在某些情況下固定在支架上，在另一些情況下，藉懸拉索與支架相連結(jié);
其中支架包含有一垂直的桅桿，位于一個平面內(nèi)的成對的水平梁并固定于此桅桿上;某些水平臂固定在粱上;另一些水平臂固定在桅桿上;其中每對梁分別位于桅桿中央緞平面的各一側(cè);其中偶極子沿著梁而伸展并與它保持一距距離;其中一部分臂支承著偶極子的第一端而同時偶極子的第二端直接固定在支架上;其中懸拉索被支承在另一部分臂上及桅桿上;
其中n個偶極子中至少有一些構(gòu)成幾對端部相接水平設(shè)置的偶極子的系列，每對偶極子包含有二個各以其第一端連在同一點(diǎn)地設(shè)置著的偶極子;
其中桅桿包含有M個(M是大于0的整數(shù)，并最多等于梁的數(shù)目)垂直于梁所在平面的軸線，其中梁的M個鉸鏈軸相應(yīng)于M個軸線，同時對于M根梁中的每一根有一拉索連結(jié)所取梁的遠(yuǎn)離軸線的某一點(diǎn)至位于所取梁繞之偏轉(zhuǎn)的軸線之上位于支架上的某一點(diǎn)。
本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)可在下述一非限制性的實(shí)施例并參照附圖的描述中得以闡明，計有

圖1表示按本發(fā)明的回轉(zhuǎn)天線第一面透視圖的半部;
圖2表示天線第二面的半視圖;
圖3表示天線的部分側(cè)視圖。
圖上所示的回轉(zhuǎn)天線是一種雙天線，它包含有二個偶極子陣列及一組將二陣列中任意一個連通到天線饋電裝置上去的開關(guān)。天線成為低頻波段天線Ab 4/4/0.5-6/7/9/11MHZ，或高頻波段天線4/4/1-13/15/17/21/26MHZ則視所連結(jié)的陳列而定。記得根據(jù)國際電訊上對天線的定義，例如，符號4/4/0.5-6/7/9/11MHZ就相當(dāng)于設(shè)計在6，7，9，及11MHZ波段工作的天線(它給出在8.47MHZ中心工作頻率的18M波長之半，)，并具有四個相互疊置而成的四組偶極子，二組間的距離等于中心頻率處波長之半，而最低組離地為此波長的0.5倍，天線的功率是500KW。
天線具有帶鋼筋混凝土基座M1的金屬中心桅桿M。此基座用以安放在地上并具有一相當(dāng)厚的圓法蘭M2，上面設(shè)有管狀腔室M3。法蘭M2部分地埋入地S中。
管狀腔室M3容有天線的輔助電路。工作人員可通過門M5來進(jìn)入它。
中心桅桿M藉齒圈M6及一驅(qū)動機(jī)構(gòu)(圖上未示出)裝設(shè)在管狀腔室M3上，可以繞桅桿的縱向軸線而轉(zhuǎn)動。
低頻波段天線A6包含四對水平金屬梁P1至P8，它們位于中心桅桿M的中央縱平面內(nèi)。由于每個天線相對那個垂直于上述中央縱平面的平面來說是對稱的，對圖1所示半個天線所作的描述對圖上未示出的另一半同樣有效。像P1，P2那樣的每一對梁相應(yīng)地布置在桅桿M的每一邊，并以其一端藉一鉸鏈X固定在此桅桿上，使它能在上述中央縱平面內(nèi)偏轉(zhuǎn)。相應(yīng)于高位及低位的二對梁P1，P2，P7，P8伸出約達(dá)天線寬度之半-也即比由這些梁所擔(dān)負(fù)的偶極子的中心工作頻率波長的一半稍大些，而中間梁的各對P3至P6梁位于上述高低位梁之間，伸出的量約為天線寬度的四分之一，也即較波長之半稍大些。
高位梁P1，P2藉斜拉力索H1保持水平位，此拉力索固定于中心桅桿M的上端及離梁的自由端有一定距離的區(qū)域之間。中間梁P3，P4由垂直拉力索H2支承，此拉力索固定在高位梁P1，P2的中間區(qū)域及中間梁P3，P4的自由端之間。垂直地位于前述二者下面的中間梁P5，P6由拉力索H3支承，該索相應(yīng)地連結(jié)P3，P5及P4，P6。低位梁P7，P8由垂直拉力索H4支承，該索固定在相應(yīng)的高位梁P1，P2上(在斜拉力索H1的系緊點(diǎn)處)及低位梁P7，P8的相應(yīng)點(diǎn)之間。
高低位梁對的P1，P2，P7，P8中每一梁裝有二橫臂B1，B2，它們分別位于梁的中間區(qū)域及其自由端，其長度大致等于中心工作頻率波長的四分之一。此外，與之大體上長度相等的另一橫臂B3則在每一梁對中各梁之間固定在中心桅桿M上。
中間梁對的各梁P3至P6裝有一位于該梁自由端附近的單橫臂B4，其長度與高低位梁上所裝之臂長相同。
在每一橫臂B1至B4的自由端裝有一向上伸出與中心桅桿M相平行的桿T，其長度與橫臂長度相比甚小。每一高位梁P1，P2的自由端上伸出的橫臂B2的桿T上的自由端裝有一滑輪0，其軸線與橫臂相平行，同時在每一低位梁P7，P8的相應(yīng)桿的自由端上裝有位于桿T各一側(cè)的二個并列的滑輪0，其軸線與橫臂相平行。在每一低位梁P7，P8的自由端也裝有軸線與上達(dá)軸線相平行的滑輪0。
每一高位梁P1，P2在其自由端裝有一短桿T1，在梁端某一距離處裝有一桿T2，其長度約等于中心工作頻率的波長的四分之一;此二桿T1及T2是指向上方的。每一低位梁P7，P8裝二個指向下方的相似桿T1及T2。
中心桅桿M，梁P1-P8，橫臂B1-B4及桿T1，T2均由金屬管制成。
在面向高位梁P1的橫臂B1-B3間裝有二個導(dǎo)線偶極子D1，D2，其形狀為用已知方式由六根互相平行并隔開一距離的導(dǎo)線構(gòu)成一圓柱狀的籠子。這些導(dǎo)線偶極子中之一D2固定在橫臂B1，B3上裝出之桿T的二個自由端之間，另一偶極子固定在橫臂B1及懸拉索K1間，該索由橫臂B2裝出之滑輪0及低位梁P7的橫臂B2上裝出之滑輪所支承;一重物L(fēng)1固定在懸拉索K1的自由端并置此懸拉索K1及偶極子D1于張力狀態(tài)。
與此相類似地二個導(dǎo)線偶極子D7及D8裝在低位梁P7的前面，偶極于D7靠一懸拉索K2來繃緊，此懸拉索由該梁橫臂B2上裝出之另一滑輪O及一重物L(fēng)2所支承。
有二對導(dǎo)線偶極子D4、D4及D5、D5朝向二對中間梁P3、P4及P5、P6，每對偶極子中的二個互相以一端相連結(jié)并固定，因它們的另一端固定在位于中心桅桿二邊的二橫臂B4、B4上裝出的桿T的頂尖上。這些偶極子的繃緊作用間接地由懸拉索K1來完成，因已知這些橫壁是可以稍作變形的。此外，在天線的每一半部上，導(dǎo)線偶極子D3、D5固定在上述桿及沿天線側(cè)向伸展的懸拉索K1間。
在高位的橫臂3的自由端處張有懸拉索K7偶極子D4及D6的遠(yuǎn)離橫臂B4的那個端部固定在此懸拉索K7上。
每個偶極子D1至D8的長度稍比中心工作頻率的λ小些，即0.8λ，也就是約為14m。
偶極子是成對地靠雙導(dǎo)線式的饋電線來供電的。因此，位于圖1中天線半部的四對偶極子D1-D2、D3-D4、D5-D6、D7-D8由圖中簡化表示的四饋電線C來供電。這些饋電線的緊固裝置將用下面圖2及3中的描述加以說明。
每個饋電線由支承一對偶極子的橫臂B1-B4的端部開始，沿此臂及沿相應(yīng)的梁P1、P3、P5、P7直至相會在中心桅桿M處并沿桅桿到達(dá)管狀腔室M3。垂直伸展的饋電線部分是靠垂向位于饋電線部分底部的螺旋彈簧G1而承受張力的。
一個反射屏大體上伸展到低頻波段天線Ab的全部表面。它的兩部分位于中心桅桿M的每一側(cè)并由一各相距約為1m的水平導(dǎo)線層的構(gòu)成。導(dǎo)線F的一端靠一連結(jié)導(dǎo)體固定在中心桅桿M上，而另一端與諸如K2-K5的懸拉索相固結(jié)，在某些情況下，或與高位梁P1及低位梁P7上裝出的桿T1相固結(jié)。懸拉索K3、K5伸張?jiān)跅UT1的端部與中心桅桿M之間并被支承在高、低位梁上裝出之長桿72上，此時懸拉索K4則伸張?jiān)诖硕旱淖杂啥酥g。懸拉索K3、K5靠一螺旋拉力彈簧G2連結(jié)到桿T1上。懸拉索K4的一端固定在高位梁P1上并在另一端承接一重物L(fēng)3，該端部支承在低位梁P7的滑輪O上。
反射屏Rb的每根導(dǎo)線在其二端部之間，在它或與諸如T2這樣的桿，或與H1-H4這樣的拉索或與垂直導(dǎo)線F1相交的某些處進(jìn)行固定。一方面，伸展于懸拉索K3及高位梁P1之間，另一方面伸展于高位梁P1及低位梁P7之間的垂直導(dǎo)線F1是靠固定在導(dǎo)線底端及相鄰梁間的螺旋彈簧G2而被張緊的。
在反射屏Rb中由于存在中心桅桿M而造成的不連續(xù)性曾被觀測到對其有關(guān)頻率特性并無顯著影響。
四組偶極子被固定在相對于地面的以下四個高度上17.7m;35.4m;53.1m;70.9m。至于齒圈M6的位置則盡可能近地放到反射屏Rb的下方，實(shí)際即在稍大于8m的高度處。最后，中心桅桿M光裸著伸出反射屏之外上升到約80m處，其超過最高偶極子D1、D2伸出之高度量等于中心工作頻率處的0.25λ。
圖2及3所示的高頻波段天線Ah與低頻波段天線Ab相似，有關(guān)此天線Ab的描述也可應(yīng)用于此，其相應(yīng)元件用小寫字母來表示。當(dāng)然，其尺寸要和它工作的中心頻率相匹配，因此其偶極子d1至d8具有約等于7m的長度，并位于以下四個相對于地面的高度上15.9m;23.9m;31.8m;39.8m。
然而，高頻波段天線的特殊處在于其反射屏Rh并不位于中心桅桿的中央平面內(nèi)而是偏置了一個距離以使導(dǎo)線f由一側(cè)的懸拉索K4到另一側(cè)時能連續(xù)地伸展。同樣位于反射屏Rh平面內(nèi)的梁P1至P8因此并不直接用鉸鏈固定在中心桅桿M上，而是鉸接到短杠V上，此短杠V與反射屏Rh及中心桅桿M均呈橫交并剛性固定在此中心桅桿M上。用同樣的方式，斜拉索h1也照此固定在短杠V上。這些橫杠V用拉索h5全部互相連結(jié)，每根拉索固定在二相鄰短杠V的自由端間并插入一螺旋拉力彈簧g3于其中。
更進(jìn)一步，一桿13固定在最低橫杠V的自由端并垂直向下伸出以便在該地區(qū)維持反射屏Rh上導(dǎo)線的位置。
在高頻波段天線每一梁P1-P8的上面及低頻波段天線每一梁P1-P8的上面并沿著它固定有護(hù)欄j1(圖2)，此護(hù)欄有助于維修人員方便地接近天線上的各不同點(diǎn)。沿每一橫臂61-64或B1-B4也固裝有護(hù)欄j2(圖3)。
偶極子的饋電線包含-沿著每一護(hù)欄j1及每一護(hù)欄j2的一部分而伸展的一水平線部分C1(和低頻波段天線上的相應(yīng)C1)以輸向二相鄰偶極子d1、d2之類;-第一垂直導(dǎo)線部分C2，此C2將二組成對垂疊放置的偶極子d1、d2及d3、d4的饋電系統(tǒng)偶接在一起;-第二垂直導(dǎo)線部分C3，此C3將二根第一垂直段C2、C2相連接;-第三垂直導(dǎo)線部分位于中心桅桿內(nèi)部并將每一天線的全部饋電線匯在一起。
每一段第一垂直導(dǎo)線C2被繃緊在位于上部的梁P1的護(hù)欄j1與位于下方的梁P3之間，其與梁P3的連結(jié)是靠一螺旋拉力彈簧g1(圖3)來完成的。每一段第二垂直導(dǎo)線C3被固定在二水平橫杠V1，V2，此二橫杠被固定在中心桅桿M上相隔一距的二區(qū)域內(nèi)，同時仍被插入一螺旋拉力彈簧g1。
從上述結(jié)構(gòu)中可得出一些好處。延伸并復(fù)蓋了天線的總寬及總高的金屬支承架的存在使剛度大增，有能力抵御由于風(fēng)或凍霜造成的相當(dāng)大的應(yīng)力。此種支承是由全部梁P1至P8及全部橫臂B1-B4所構(gòu)成。偶極子D1-D8是在某些點(diǎn)上與支承架直接相連結(jié)的;這意味著這些偶極子被正確地支承起來并值得注意的是能防止它們與反射屏Rb相碰。每個Rb，Rh反射屏也從支承的剛性上獲益，因?yàn)閵A持反射屏的一些元件(桿T1，T2;垂直導(dǎo)線F1;拉力索H1-H4)都是固定在該支架上的。饋電線本身C1-C4將水平部分支承在支架上，將垂直部分繃緊在支架的二點(diǎn)間，而在原有的技術(shù)中，它們不得不用交會于天線沿周邊掛鉤點(diǎn)上的很長的專門懸拉索來支承。
此種支承進(jìn)一步使為維修目的得以很容易地達(dá)到天線的各不同地點(diǎn)，特別明顯的是在饋電線伸展時所攀沿的橫臂端部。
還值得注意的是此種支承并未超出天線電線電磁規(guī)范所要求的尺寸很多，也即未超出低頻反射率Rb的尺寸之外。這首先歸功于偶極子繃緊的基本方法而在原有的技術(shù)中，偶極子是從遠(yuǎn)在天線外側(cè)的點(diǎn)上繃緊的，現(xiàn)在它們是用位于反射屏Rb表面的滑輪O來繃緊的。這樣，就使施加于側(cè)向懸拉索K1的力的值降低。其次上述特征歸功于這一情況增強(qiáng)剛度的主要元件，也即梁P1-P8是布置在反射屏的內(nèi)核部分的，而在原有的技術(shù)中，增強(qiáng)剛度的元件卻是位于反射屏周界之外。
更有甚者，基座M1的特殊結(jié)構(gòu)使有可能將絕大部分鋼筋混凝土的體積被放置在盡可能高的位置上，以便更有效地支撐中心桅桿M并減少混凝土埋地下的體積，并與此同時才使有獲得一機(jī)器間的可能性，而在原有技術(shù)中，混凝土體積的主要部分位于法蘭M2中。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)式的偶極子天線，其特征是，該天線包含有一個基座；裝在基座上可轉(zhuǎn)動的剛性支架；N個(N是大于0的整數(shù))固定在支架上的導(dǎo)線偶極子，每個偶極子包含有一個第一端及一個第二端；經(jīng)其第一端供每一偶極子電能的饋電裝置；支撐在支架上的懸拉索，其中剛性支架至少伸展到每個偶極子第一端的前面，其中每個偶極子的第一端直接固定在支架上，而偶極子的第二端在某些情況下固定在支架上，在另一些情況下，藉懸拉索與支架相連結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種天線，其特征是，其中支架包含有一垂直的桅桿，位于一個平面內(nèi)的成對的水平梁并固定于此桅桿上;某些水平臂固定在粱上;另一些水平臂固定在桅桿上;其中每對梁分別位于桅桿中央緞平面的各一側(cè);其中偶極子沿著梁而伸展并與它保持一距距離;其中一部分臂支承著偶極子的第一端而同時偶極子的第二端直接固定在支架上;其中懸拉索被支承在另一部分臂上及桅桿上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種天線，其特征是，其中n個偶極子中至少有一些構(gòu)成幾對端部相接水平設(shè)置的偶極子的系列，每對偶極子包含有二個各以其第一端連在同一點(diǎn)地設(shè)置著的偶極子。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的一種天線，其特征是，其中桅桿包含有M個(M是大于0的整數(shù)，并最多等于梁的數(shù)目)垂直于梁所在平面的軸線，其中梁的M個鉸鏈軸相應(yīng)于M個軸線，同時對于M根梁中的每一根有一拉索連結(jié)所取梁的遠(yuǎn)離軸線的某一點(diǎn)至位于所取梁繞之偏轉(zhuǎn)的軸線之上位于支架上的某一點(diǎn)。
全文摘要
一種回轉(zhuǎn)式偶極子天線，它包含一個基座，一個安裝在基座上的可轉(zhuǎn)動的剛性支架，固定在支架上的一批導(dǎo)線偶極子以從該偶極子的第一端輸入電能的饋電裝置。為保證有效地緊固住偶極子，剛性支架至少伸展到每個偶極子的第一端的前面，此第一端直接固定在剛性支架上，而此時偶極子的第二端或直接固定在剛性支架上，或藉支承在支架上的懸拉索而與支架相連接。此天線可用于十米波段大功率天線的設(shè)計。
文檔編號H01Q3/04GK1062997SQ91111400
公開日1992年7月22日 申請日期1991年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月28日
發(fā)明者紐森巴斯·弗蘭科依斯, 杰-馬克·馬丁 申請人:湯姆森-無線電報總公司