一种变极化天线单元的制作方法

本发明涉及广播电视发射天线技术领域，特别是一种变极化天线单元。

背景技术：

在uhf频段广播电视发射天线的极化方式，通常有水平、垂直和圆极化，一副天线只能是这三种极化方式的一种，在现有的发射天线单元中，一个单元内只有一种极化方式，由于极化的方式考虑到天气、地形和时间段等等的因素，所要采用的极化方式也不同，因此，通常会在发射台上安装三种极化方式的单元板，不仅占用了发射塔上的安装空间资源，而且需要相对安装多个切换开关以备随时切换，不仅耗费了大量的成本，同时对于工作人员来说也极为不便，因此，本发明提供了一种新型的天线单元，集垂直、水平和圆极化三种方式一体的单元板，可随时切换极化方式。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是传统天线单元需要三种极化方式的单元板一并安装于发射塔上，浪费了大量的成本和资源，而且切换麻烦，非常不便利。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种偶极子，其包括结构相同且彼此对称设置的第一振子和第二振子，所述第一振子和第二振子均为直角梯形结构。

作为本发明所述偶极子的一种优选方案，其中：所述第一振子和第二振子至少有一条对应的直角边互相平行。

本发明还提供了一种辐射组件，其中：包括上述的偶极子，还包括第一辐射组件，其包括四个所述偶极子，分别为结构相同且对称设置的第一垂直偶极子和第二垂直偶极子，以及结构相同且对称设置的第一水平偶极子和第二水平偶极子，四个所述偶极子呈中心对称分布；所述第一垂直偶极子和第二垂直偶极子的锐角端与第一水平偶极子和第二水平偶极子的锐角端朝向相反。

作为本发明所述辐射组件的一种优选方案，其中：所述第一水平偶极子和第二水平偶极子还包括第二导体管、支撑管和第二压板，所述第二导体管和支撑管内部连通，第二导体管的一个端面与支撑管的一个端面持平，所述第二压板与第一压板结构相同且通过螺栓连接所述第二导体管和支撑管持平侧的端面；所述第一垂直偶极子和第二垂直偶极子还包括第一导体管、补偿管和第一压板，所述第一导体管和补偿管内部连通，第一导体管的两个端面和补偿管的两个端面相互持平，所述第一压板螺栓连接所述第一导体管和补偿管同一端的端面。

作为本发明所述辐射组件的一种优选方案，其中：所述第一垂直偶极子的第一振子设置于第一导体管上，第二振子设置于补偿管上并且第一振子和第二振子位于第一压板的两端，所述第二垂直偶极子与第一垂直偶极子结构相同；所述第一水平偶极子的第一振子设置于第二导体管上，第二振子设置于支撑管上并且第一振子和第二振子位于第一压板的两端，所述第二水平偶极子结构与第一水平偶极子相同。

本发明还提供了一种变极化天线单元，其中：包括上述的变极化天线模块，还包括安装组件，包括单元板、第一馈线管、第二馈线管、第三馈线管、第四馈线管、第一支撑座和第二支撑座；所述第一馈线管和第二馈线管结构相同并竖直对称设置于所述单元板上，所述第三馈线管和第四馈线管竖直方向平行并结构相同，设置于所述第一馈线管和第二馈线管之间，所述第一支撑座和第二支撑座结构相同且设置于所述第三馈线管同一侧的两端。

作为本发明所述变极化天线单元的一种优选方案，其中：所述第一垂直偶极子的第一导体管和补偿管一端连接第一压板，另一端固定连接在第一馈线管顶面，所述第二垂直偶极子的第一导体管和补偿管一端连接第一压板，另一端固定连接在第二馈线管顶面，所述第一导体管分别与第一馈线管和第二馈线管内部连通。

作为本发明所述变极化天线单元的一种优选方案，其中：所述第一水平偶极子的第二导体管一端连接第二压板，另一端连接第三馈线管的顶面一端并与第三馈线管内部连通，第一水平偶极子的支撑管一端连接第二压板，另一端连接第一支撑座，所述第二水平偶极子的第二导体管一端连接第二压板，另一端连接第三馈线管的顶面另一端并与第三馈线管内部连通，第二水平偶极子的支撑管一端连接第二压板，另一端连接第一支撑座；所述第一振子和第二振子在空间内与所述单元板垂直。

作为本发明所述变极化天线单元的一种优选方案，其中：还包括第二辐射组件，所述第二辐射组件与第一辐射组件结构相同并在竖直方向平行；所述第二辐射组件的第一水平偶极子和第二水平偶极子设置于所述第四馈线管上的顶面两端；所述第一馈线管顶面一端连接所述第一辐射组件的第一垂直偶极子，另一端连接所述第二辐射组件的第一垂直偶极子，所述第二馈线管顶面一端连接所述第一辐射组件的第二垂直偶极子，另一端连接所述第二辐射组件的第二垂直偶极子。

作为本发明所述变极化天线单元的一种优选方案，其中：所述安装组件还包括馈线座，所述馈线座垂直设置于所述单元板的底面；所述包括馈线盘、连通管和固定管；所述固定管分别连通所述第一馈线管和第二馈线管，所述连通管和固定管垂直连接并且内部连通，所述馈线盘中心设置圆孔，所述连通管一端穿过圆孔并且固定连接。

本发明的有益效果：本发明通过将垂直极化、水平极化和圆极化三种单元模块集中设置在同一套天线单元中，而且三种极化方式在不同的天气、不同的地形和不同的情况下所采用的极化方式也不同，变化多端，分开极化所耗费的人力物力和财力更加大；同时通过馈线让水平振子与垂直振子相位相差90°使得天线发射出去的电磁波信号为圆极化。当然，这个系统经相位控制也可发射椭圆极化电磁波信号和斜极化电磁波信号，这样，通过机房里的天线切换开关就可与进行三种极化的任意变换，相较于传统的三套天线分开安装，不仅降低了成本，还可以节省铁塔安装的空间资源；另外，本发明采用直角梯形结构的振子并且将其正反交替布置，不仅可以有效防止振子在空间内的接触，还可以大大拓展带宽。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为第一个实施例中的振子摆放安装图。

图2为第一个实施例中的第一辐射组件结构图。

图3为第二个实施例中的安装组件结构图。

图4为第二个实施例中的第一辐射组件和第二辐射组件结构图。

图5为第二个实施例中的馈线座与单元板的位置结构图。

图6为第二个实施例中的天线单元整体结构组装图。

图7为第二个实施例中的水平场波形图。

图8为第二个实施例中的垂直场波形图。

图9为第二个实施例中的发射塔上相邻安装的两个变极化天线单元辐射出的波形图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1、2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种变极化天线单元，其包括第一辐射组件100。

第一辐射组件100包括第一垂直偶极子101、第二垂直偶极子102、第一水平偶极子103和第二水平偶极子104；第一垂直偶极子101和第二垂直偶极子102结构相同，第一水平偶极子103和第二水平偶极子104结构相同，具体的，第一垂直偶极子101、第一水平偶极子103、第二垂直偶极子102和第二水平偶极子104交替围城一个方形，并且四个偶极子呈中心对称分布。

进一步的，第一垂直偶极子101、第二垂直偶极子102、第一水平偶极子103和第二水平偶极子104均包括有第一振子a和第二振子b，第一振子a和第二振子b结构相同并且呈“直角梯形”的结构，第一振子a和第二振子b至少有一条对应的直角边互相平行，第一振子a和第二振子b对称设置并且锐角端脚所在直角边相对靠近，钝角端脚所在直角边远离，具体的，第一垂直偶极子101和第二垂直偶极子102内第一振子a、第二振子b的锐角端与第一水平偶极子103和第二水平偶极子104内第一振子a、第二振子b的锐角端朝向相反，在同一平面内，垂直偶极子和水平偶极子内的第一振子a、第二振子b朝向相反可有效防止振子之间的接触而产生的影响，当馈线产生的电磁波通过振子传输时，相邻第一垂直偶极子101、第二垂直偶极子102、第一水平偶极子103和第二水平偶极子104之间馈以九十度相位差的布置将会产生圆极化的波形。

第一垂直偶极子101和第二垂直偶极子102结构相同，均包括有第一导体管102a、补偿管102b和第一压板102c，具体的，第一导体管102a和补偿管102b内部连通且直径大小和高度都相同，第一导体管102a和补偿管102b平行布置，第一导体管102a的两个端面与补偿管102b的两个端面分别相互持平；第一压板102c位于第一导体管102a和补偿管102b同一持平端的一侧，第一压板102c压在第一导体管102a和补偿管102b的端面上然后通过螺栓固定连接，使得第一导体管102a和补偿管102b相对固定且保持一定的距离。

进一步的，第一振子a固定连接第一导体管102a，第二振子b固定连接补偿管102b，具体的，第一振子a和第二振子b位于第一压板102c的两端并且两侧面板相互平行对称设置，第一振子a和第二振子b相对于第一导体管102a和补偿管102b保持竖直并固定连接。

第一水平偶极子103和第二水平偶极子104结构相同，均包括有第二导体管103a、支撑管103b和第二压板103c，具体的，第二导体管103a和支撑管103b内部连通且直径大小相同，第二导体管103a和支撑管103b平行布置，第二导体管103a的一端面与支撑管103b的一端面分别持平，两者的另一个端面可持平也可不持平；第二压板103c位于第二导体管103a和支撑管103b持平端的一侧，第二压板103c压在第二导体管103a和支撑管103b的端面上然后通过螺栓固定连接，使得第二导体管103a和支撑管103b相对固定且保持一定的距离。

进一步的，第一振子a固定连接第二导体管103a，第二振子b固定连接支撑管103b，具体的，第一振子a和第二振子b位于第二压板103c的两端并且两侧面板相互平行对称设置，第一振子a和第二振子b相对于相对于第二导体管103a和支撑管103b保持竖直并固定连接。

馈线通过第一导体管102a和第二导体管103a连接到第一振子a，产生的电磁波由于第一压板102c和第二压板103c的短路作用从第一振子a传输至同一偶极子内的第二振子b上再辐射至空间，而垂直偶极子和水平偶极子之间馈以等幅九十度相位差，电磁波在空间呈圆极化辐射。

实施例2

参照图3～9，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，还包括安装组件200和第二辐射组件300。

安装组件200包括单元板201、第一馈线管202、第二馈线管203、第三馈线管204、第四馈线管207、第一支撑座205和第二支撑座206，具体的，第一辐射组件100和第二辐射组件300都安装于单元板201上，可直接通过馈线分别与第一辐射组件100和第二辐射组件300中的第一导体管102a和第二导体管103a连接，此时，电磁波直接传输至振子辐射出去。

第一馈线管202和第二馈线管203结构相同并且竖直对称设置在单元板201上的两侧；第三馈线管204和第四馈线管207结构相同，在竖直方向内平行并且都设置于第一馈线管202和第二馈线管203之间，第一馈线管202、第二馈线管203、第三馈线管204和第四馈线管207内部连通，与单元板201螺栓连接。

进一步的，第一垂直偶极子101的第一导体管102a和补偿管102b一端连接第一压板102c，另一端固定连接在第一馈线管202顶面，第二垂直偶极子102的第一导体管102a和补偿管102b一端连接第一压板102c，另一端固定连接在第二馈线管203顶面，第一导体管102a分别与第一馈线管202和第二馈线管203内部连通；第一水平偶极子103的第二导体管103a一端连接第二压板103c，另一端连接第三馈线管204的顶面一端并与第三馈线管204内部连通，第一水平偶极子103的支撑管103b一端连接第二压板103c，另一端连接第一支撑座205，第二水平偶极子104的第二导体管103a一端连接第二压板103c，另一端连接第三馈线管204的顶面另一端并与第三馈线管204内部连通，第二水平偶极子104的支撑管103b一端连接第二压板103c，另一端连接第一支撑座205；垂直偶极子与水平偶极子中的第一振子a和第二振子b在空间内均与单元板垂直。

进一步的，第二辐射组件300和第一辐射组件100，在竖直方向上平行，具体的，第二辐射组件300的第一水平偶极子103和第二水平偶极子104设置于第四馈线管207上的顶面两端，第一馈线管202顶面一端连接第一辐射组件100的第一垂直偶极子101，另一端连接第二辐射组件300的第一垂直偶极子101，第二馈线管203顶面一端连接第一辐射组件100的第二垂直偶极子102，另一端连接第二辐射组件300的第二垂直偶极子102。

进一步的，安装组件200还包括馈线座208，馈线座208设置在单元板201的底面，馈线座208相对于第一馈线管202和第二馈线管203的位置布置并且馈线座208分别与第一馈线管202和第二馈线管203内部连通，具体的，馈线座208包括馈线盘208a、连通管208b和固定管208c，固定管208c分别连通第一馈线管202和第二馈线管203，连通管208b和固定管208c垂直连接并且内部连通，所述馈线盘208a中心设置圆孔208d，连通管208b一端穿过圆孔208d并且固定连接。

水平极化时，馈线分别从第三馈线管204和第四馈线管207的一端口穿过，此实施例只针对第一辐射组件100进行描述，馈线连通第一水平偶极子103和第二水平偶极子104内的第二导体管103a再由第一振子a辐射出去，同时，支撑管103b起到支撑组件和开路补偿的作用，在第二压板103c的作用下，将第二导体管103a和支撑管103b进行短路，第一振子a的电磁波传导至第二振子b进行向外辐射，电磁波为水平极化，如图7所示为水平场波形图。

垂直极化时，馈线分别从馈线座207接入，连通第一馈线管202和第二馈线管203内部，以第一辐射组件100为例，馈线再接通第一垂直偶极子101和第二垂直偶极子102的第一导体管102a再由第一振子a辐射出去，同时，补偿管102b起到开路补偿的作用，在第一压板102c的作用下，将第一导体管102a和补偿管102b进行短路，第一振子a的电磁波传导至第二振子b进行向外辐射，电磁波为垂直极化，如图8所示为垂直场波形图。

将第三馈线管204和第四馈线管207引出的馈线分为一类，将馈线座207引出的馈线分为一类，当两者同时工作时，由于第一垂直偶极子101、第一水平偶极子103、第二垂直偶极子102和第二水平偶极子104中的振子交替围城一个方形，并且两两之间在同一平面内呈九十度布置，此时水平振子和垂直振子相差九十度相位差，电磁波为圆极化，如图9所示为发射塔相邻两个变极化天线单元辐射出的场波形图。

为了使得电磁波辐射效果最佳，所有偶偶极子均在发射板上方0.25-0.3波长处，水平偶极子按0.5波长在垂直方向排列，垂直偶极子在水平方向按0.5波长排列，在垂直方向按1波长排列。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。