特宽带可折叠短波天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，具体地，涉及一种阻抗带宽比为100:1的、用于30MHz?3GHz的特宽带短波天线。
【背景技术】
[0002]短波天线是现代战争中电子侦察系统和电子干扰系统的主要设备，由于调频技术的广泛应用，电子侦察系统的工作带宽越来越宽。因此，为了适应现代军事通信技术的发展，宽带短波天线应用越来越广泛。
[0003]加拿大Valcom公司生产的VECM-26000天线，长度为3.62m，在满足VSWR〈3.5的前提下，覆盖频段为20MHz?6GHz，由于天线过长，故安装及使用不方便，并且不便于携带，更不便于在移动及行进中灵活使用；由美国陆军研究办公室(U.S.Army Research Office)赞助支持的、Shawn D.Rogers等人采用多段加载的技术并配合传输线变压器，研制的一款阻抗带宽比为20:1超宽带短波天线，该研究成果由Shawn D.Rogers等发表在IEEE Trans.A&P，(Shawn D.Rogers, Chalmers M.Butler, Anthony Q.Martin,“Design and realizat1nof GA-optimized wire monopole and matching network with 20:1 bandwidth”，IEEETrans.A&P, vol.51，Mar.2003, p493_502)。此外，深圳市万格通信技术有限公司生产的型号为G05-05-028的背负式全向天线，采用3节可拆分结构，在满足VSWR ^ 3.5时的工作频段为 20MHz ?512MHz。
[0004]基于以上的背景，本发明天线是在满足Sll〈-10dB的工作频带为30MHz?3GHz、阻抗带宽比为100:1的特宽带短波天线，并且天线采用可折叠结构，轻便、易于携带，能灵活地在移动行进中使用。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种特宽带可折叠短波天线。
[0006]根据本发明提供的特宽带可折叠短波天线，包括:辐射单元、50ohm的N型接头、匹配电路、开关，所述50ohm的N型接头通过开关控制不同的匹配电路与辐射单元相连。
[0007]优选地，还包括塑料底座，所述辐射单元通过塑料底座垂直放置在地板上，所述50ohm的N型接头的内芯通过开关与不同的匹配电路连接并穿过地板上的通孔对辐射单元馈电，50ohm的N型接头的外芯与地板相连。
[0008]优选地，所述辐射单元包括多个长度不等的金属管，所述多个长度不等的金属管首尾端依次相连，其中，远离馈电端的金属管比靠近馈电端的金属管短。
[0009]优选地，所述多个长度不等的金属管包括:长方体、圆柱体、棱柱中的任一种形状。
[0010]优选地，包括十节长度不等的金属管，从最靠近馈电端的金属管开始至最远端的金属管的长度依次为 0.01980 λ、0.01950 λ、0.01950 λ、0.01950 λ、0.01950 λ、
0.01885 λ、0.01820 λ、0.01755 λ、0.01690 λ、0.01625 λ，λ 表示天线的最低工作频率所对应的自由空间波长。
[0011]优选地，通过改变辐射单元中金属管的形态并配合不同的匹配电路能够使得天线工作在三种不同的状态，实现30MHZ?3GHz的频段覆盖；
[0012]第一种工作状态:辐射单元中十节金属管均为完全打开状态，并通过开关选择第一匹配电路对辐射单元进行馈电；
[0013]第二种工作状态:辐射单元中靠近馈电端的七节金属管处于完全打开状态，远离馈电端的最末三节金属管处于折叠状态，并通过开关选择第二匹配电路对辐射单元进行馈电；
[0014]第三种工作状态:辐射单元中十节金属管均为折叠状态，无需加匹配电路直接对福射单元进行馈电。
[0015]优选地，所述第一匹配电路包括:电感Lla、电感Llb、电感Q。、电感Lld、电容Cla、电容Clb、电阻R:，其中，所述电感Lla的一端连接至50ohm的N型接头的一端，所述电感L。的另一端分别连接电容Cla、电感Llb、电阻札的一端，电阻R i的另一端通过电感L i。连接至电容Clb、电感Lld的一端以及辐射单元，所述电容C la、电感Llb、电容Clb、电感Lld的另一端连接至50ohm的N型接头的另一端并接地；
[0016]所述第二匹配电路包括:电感L2a、电感L2b、电容C2a、电阻R2，其中，所述电阻&的一端连接至50ohm的N型接头的一端，所述R2的另一端通过并联的电感L 2a、电容C2a连接至电感L2b的一端以及福射单元，所述电感L2b的另一端连接至50ohm的N型接头的另一端并接地。
[0017]优选地，辐射单元中靠近馈电端的第一节金属管距离地板的高度为0.00050 λ，λ表示天线最低工作频率所对应的自由空间波长。
[0018]优选地，所述地板的尺寸不小于0.08000 λ Χ0.08000 λ，λ表示天线的最低工作频率所对应的自由空间波长。
[0019]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0020]1、本发明提供的特宽带可折叠短波天线具有良好的回波特性，完全满足Sll<-10dB,回波性能好；而且天线在水平面辐射均匀，具有良好的水平面辐射特性。
[0021]2、本发明提供的特宽带可折叠短波天线采用可折叠结构，简单轻便，易于携带，并且通过改变天线的折叠结构，使得天线能够在三种不同的频段状态(30MHz?90MHz，90MHz?300MHz，300MHz?3GHz)之间灵活切换，从而覆盖阻抗比为100:1的30MHz?3GHz的频段内，完全覆盖VHF/UHF。
【附图说明】
[0022]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0023]图1为本发明提供的特宽带可折叠短波天线的整体结构图；
[0024]图2为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第一种工作状态时的结构示意图；
[0025]图3为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第一种工作状态时的第一匹配电路图；
[0026]图4为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第一种工作状态时的S11参数图；
[0027]图5为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第一种工作状态时的辐射方向图；
[0028]图6为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第二种工作状态时的结构示意图；
[0029]图7为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第二种工作状态时的第二匹配电路图；
[0030]图8为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第二种工作状态时的S11参数图；
[0031]图9为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第二种工作状态时的辐射方向图；
[0032]图10为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第三种工作状态时的结构示意图；
[0033]图11为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第三种工作状态时的S11参数图；
[0034]图12为本发明提供的特宽带可折叠短波天线处于第三种工作状态时的辐射方向图；
[0035]图中:
[0036]1-辐射单元；
[0037]101-第一节金属管；
[0038]102-第二节金属管；
[0039]103-第三节金属管；
[0040]104-第四节金属管；
[0041]105-第五节金属管；
[0042]106-第六节金属管；
[0043]107-第七节金属管；
[0044]108-第八节金属管；
[0045]109-第九节金属管；
[0046]110-第十节金属管；
[0047]2-地板；
[0048]201-通孔；
[0049]3-50ohm 的 N 型接头；
[0050]4-匹配电路；
[0051]5-开关；
[0052]6-塑料底座。
【具体实施方式】
[0053]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0054]本发明提供的特宽带可折叠短波天线，包括辐射单元、地板、50ohm的N型接头、匹配电路、开关和塑料底座，辐射单元由长度不等的十节金属管组成，长方体管子首尾相连，福射单元通过塑料底座垂直固定在