专利名称：交叉场天线的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电波与天线技术领域，特别涉及到一种交叉场天线。尤其适用于长波、中波、短波广播电台使用的发射天线。
我国人民广播电台担负着宣传党和政府的政策、丰富人民群众的文化生活等重要任务。大型的长波、中波、短波广播电台使用的发射天线遍布全国各地，这些天线是直立桅杆天线。天线长度为四分之一波长时，天线的辐射效率最高。因此，在长波、中波波段，天线的几何高度很高，除用高塔(木杆或金属)作为支架将天线吊起外，也可直接用铁塔作为辐射体，即为铁塔天线或桅杆天线。这种天线体积大、高度高、占地面积大以及价格昂贵等。并且，由于其辐射效率低，巨大的能量集中在感应区，属于不能辐射的部分，其对周围的电子设备、生物的电磁辐射强，电磁干扰大。
本实用新型的目的在于避免上述已有天线的不足，提供一种交叉场天线。具有体积小、重量轻、带宽宽、电磁兼容性好、占地面积小等优点。
本实用新型是依靠下述技术方案来实现的一种交叉场天线，其特征在于，它主要由电场板、电流板及地网部分所组成，其中，电场板上部为园锥形，下部为园柱形，电流板为平板，地网为网状平板形。所述电场板是设置在上，电流板是设置在中间，地网是设置在下方。其中电场板高出电流板的高度约等于电流板高出地网的高度，此高度依据辐射频率的变化而变化。
本交叉场天线的工作原理如下如图1给出交叉场天线工作原理框图。对于中波广播交叉场天线，发射机输出信号经过功率分配器，生成相位差90度移相的两路信号，分别经过匹配网络，一路馈送到电场板，另一路馈送到电流板，电场板与地网产生电场，而电流板与地网构成一个电容器，产生位移电流，该位移电流产生磁场。由于电场板和电流板的尺寸均比发射波长小很多，使单元上的电荷很小，所以，磁场主要来自于位移电流。当在电流板上加有随时间变化的电压时，位移电流产生的磁场相位超前于所加电压90度，为使交互作用区内H与E同相，加到电流板的电压须移相90度，这样在近区场就能产生坡印亭(Poynting)矢量，从而向外辐射。由于电场和磁场在交互作用区内交叉加强，形成可以向外辐射的交变电磁场，因此叫做交叉场天线。
此外，交叉场天线在近区交互作用区内就能得到普通天线远区场空间阻抗匹配，即电场与磁场的比值等于120π(377Ω)，是个实数，因而可使电磁场有最大的能量转移，电磁能量离开场源向空间辐射，不再返回。
长波、中波广播主要以地波传播为主，要求天线的辐射仰角低以减少天波，使地波覆盖更远与减少夜间天波反射引起的对远距离其它同、邻频中波台的干扰。为获得这些特性，电场板上方有一个延长的圆锥部分。圆锥部分主要用于限制电场板的电场曲线以降低发射仰角和减少衰落与干扰，在减少天波的同时，地波辐射也相应增强。
本实用新型的积极效果是1.本交叉场天线主要由电场板、电流板及地网部分所组成，结构简洁，体积小、重量轻、带宽宽、电磁兼容性好。
2.占地面积小，安装时无须大量征地和建设高大的铁塔，只要放在市内建筑物的屋顶上，接上发射机，即可对所覆盖的区域内全天播出高质量的广播信号，从而大大降低了中波台站的建设、使用以及管理费用。
3.本交叉场天线的尺寸和高度可以做得很小，一般高度小于波长的3％，辐射功率小，即可达到很好的收听效果。但为满足大功率电平的工程要求，有一个与功率有关的最低高度。
4.普通垂直天线是一种谐振结构，在近区，电场滞后于磁场90度，因而坡印亭矢量是个虚数，电磁能量在源与场之间来回振荡，有很大的感应场，而交叉场天线的电场与磁场同相，且在交互作用区内就直接与空间阻抗匹配并参与辐射，留给感应耦合的场很小，这样两副交叉场天线即使靠得很近也不会互相干扰。交叉场天线工作正常时，对附近的电子设备、人体等，不会有感应耦合。
以下结合说明书附图，对本实用新型的结构特征和实施方案作进一步说明。
图1给出本实用新型的工作原理图。
图2给出本实用新型的结构示意图。
由图2给出实施例，它主要由电场板(1)、电流板(2)及地网(3)部分所组成，其中电场板(1)上部为园锥形(1.1)下部为园柱形(1.2)，电流板(2)为平板，地网(3)为网状平板形。而电场板(1)是设置在上，电流板(2)是设置在中间，地网(3)是没置在下方。其中电场板(1)高出电流板(2)的高度约等于电流板高出地网(3)的高度，此高度依据辐射频率的变化而变化。在电场板(1)上方有一个延长的圆锥(1.1)部分，主要用来限制电场板(1)的电场曲线以降低发射仰角和减少衰落与干扰，在减少天波的同时，地波辐射也相应增强。上述图中4为发射机、5为功率移相器、6为位移电流、7为坡印亭矢量。
本交叉场天线的尺寸和高度可以做得很小，一般高度小于波长的3％，辐射功率小，即可达到很好的收听效果。但为满足大功率电平的工程要求，有一个与功率有关的最低高度。占地面积小，安装时无须大量征地和建设高大的铁塔，只要放在市内的建筑物的屋顶上，接上发射机，即可投入正常的广播使用状态。
权利要求1.一种交叉场天线，其特征在于，它主要由电场板(1)、电流板(2)及地网(3)部分所组成，其中，电场板(1)上部为园锥形(1.1)，下部为园柱形(1.2)，电流板(2)为平板，地网(3)为网状平板形。
2.根据权利要求1所述的交叉场天线，其特征在于，所述电场板(1)是设置在上，电流板(2)是设置在中间，地网(3)是设置在下方，其中电场板(1)高出电流板(2)的高度约等于电流板(2)高出地网(3)的高度，此高度依据辐射频率的变化而变化。
专利摘要一种交叉场天线,主要由电场板、电流板及地网部分所组成,电场板设置在上,电流板设置在中间,地网设置在下方。发射机输出信号经过90度移相,一路馈送到电场板,另一路馈送到电流板,电场板与地网产生电场,而电流板与地网构成一个电容器,产生位移电流,该位移电流产生磁场。由于电场和磁场在交互作用区内交叉加强,形成可以向外辐射的交变电磁场。具有体积小、重量轻、带宽宽、电磁兼容性好、占地面积小等优点。
文档编号H01Q9/04GK2482743SQ0121988
公开日2002年3月20日 申请日期2001年4月20日 优先权日2001年4月20日
发明者杨靖, 崔为兵, 彭国选, 黄迎君, 黄志林, 马鹏翀, 赵让元 申请人:河南信息广播电台, 新乡三端电子技术有限公司