专利名称：一种套筒双锥塔式宽频带中波发射天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电台发射天线，具体地说是一种套筒双锥塔式宽频带中波发
射天线，属于无线电台发射装置制造技术领域。
二背景技术：
目前，我们用于中波广播信号的发送天线一般是拉线式或直立式桅杆天线，其高 度为A/4或A/2两种，中波波段的波长即A为187米-565米，频率为531KHz-1602KHz。 这就使得传统中波天线高度一般设计为76米-160米左右。为减少地损，传统中波天线还 需要在天线底部敷埋大面积地网，地网呈辐射状，以桅杆为中心，每3。 一根，长度和天线高 度相等。因此，架设一副中波天线，不仅要架设很高的塔体，而且要敷埋极为复杂和很大面 积的地网。以810KHZ的发射天线为例，若用入/2传统天线时，塔体高度为160米，地网半 径为160米，除必须敷埋120根直径约为3毫米，长160米的铜线外，还需占地80425平方 米，合120亩，由此带来的不仅是上百亩土地的占用，还有上百吨的金属材料；而且架设难 度大，工程周期长，无形中增加了天线的架设成本。 传统的中波发射天线高度高，体积大，占地面积大，维修难度大，资金投入大等诸 多缺陷，使人们迫切需要研制一种体积小成本低，而且具有同样功能和效果的新型中波发 射天线。
三
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决现行传统中波发射天线体积大，天线架设高度高， 占地面积非常大，架设复杂，制造成本高，从而提出的一种新的技术方案。 为实现上述目的，本实用新型可通过以下技术方案来实现 —种套筒双锥塔式宽频带中波发射天线，它是在天线体塔基上固定设有天线支撑 杆，在天线支撑杆上端安装有绝缘子，在绝缘子的上端安装中波发射天线，在中波发射天线 与天调网络之间连接有内导体。中波发射天线的形状是网状双锥体结构，所述的中波发射 天线是由下锥体和上锥体通过等边辐射体固定连接而成并固定在天线支撑杆上，在上锥体 的中心设有固定支架，固定支架的形状是伞形结构，外导体的上端和天线支撑杆的上端相 连接。 网状双锥体结构中波发射天线中上锥体为正形锥，其锥角在75。 -120°间，锥边 长为6-9米；下锥体为四面倒形锥，其锥角在25° -45°间，锥边长为6-24米；内导体的外 径为10-51毫米，长度为12-32米，外导体的外径为40-500毫米，长度为6_24米；天线支撑 杆的高度为12-24米。 本实用新型天线与现有天线相比所具有的创新点是(l)体积小，高度底，结构简 单，重量轻，抗风能力强，使用寿命长；(2)占地面积小，架设与维修方便，制造成本低廉； (3)采用中馈式馈电，上锥体和下锥体都参与信号发射，形成真正的双锥发射天线，不是下 锥接地的形式双锥，而实际是单锥发射天线；(4)采用套筒式发射体结构，提高了天线的输
3入阻抗，从而提高了天线的辐射效率。由于采用套筒式发射体结构和新型上下双锥发射体 结构相结合，能提高天线的输入阻抗和辐射阻抗，降低电抗分量，拓展天线带宽，使天线的 辐射效率提高，并可完全可以满足数字广播信号的传输要求。
四
附图1是本实用新型一种实施例整体结构示意图； 附图2是附图1中上锥体(1)的放大正视图； 附图3是附图2的俯视结构图。
五具体实施方式现结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步详细说明 —种套筒双锥塔式宽频带中波发射天线，其上锥体1的锥角为87. 5° ，锥边长度 是6米，上锥体1的中心设有发散形固定支架，固定支架的形状是伞形结构，用于稳定上锥 体l。上锥体1固定安装在等边辐射体2的顶端。下锥体3的锥角为30。，为四面体结构， 锥边长度是12米，其上端和等边辐射体2的下端相联接，下锥体3的下端通过绝缘子4和 天线支撑杆5相连接。热镀锌管天线支撑杆5通过法兰固定在天线体塔基9上。热镀锌管 天线支撑杆5由四根热镀锌钢管通过角钢相互联结为一个整体，固定在发射塔基础上。上 锥体1和下锥体3及等边辐射体2通过套筒式馈管的内导体7与天调网络8相连接，外导 体6下端接地。内导体7的外径为22毫米，长度为24米，外导体6的外径为159毫米，长 度为12米，天线支撑杆5的高度为12米。下锥体3具有支撑中波发射天线与信号发射的 双重功能。
工作原理 1、利用双锥天线原理，提高天线的输入阻抗和辐射阻抗，降低电抗分量，拓展天线 带宽，使天线的辐射效率提高； 2、利用锥面缓变原理，降低终端反射和谐振频率，使天线的长度变小，也不影响天 线的效率； 3、利用天线长细比原理，降低阻抗的变化率，提升天线带宽； 4、利用套筒天线理论，提高输入电阻和辐射电阻，降低阻抗变化率，从而提高了小 天线的带宽。 双锥天线原理告知我们，双锥天线的输入阻抗是单锥天线输入阻抗的2倍，从而 提高了天线的输入阻抗和辐射阻抗，降低电抗分量，拓展天线带宽，使天线的辐射效率提 高； 锥面缓变原理告知我们，天线从发射体向锥面沿小于90°方向过度，从而减小于 终端的反射，由于锥体比较大，对地形成一定的感抗，提升了容抗，使天线的谐振点下移，从 而有效的降低了天线的高度，斜面是7米的锥体其有效谐振高度为40米左右，加之等边辐 射体和下锥体的高度，天线有效高度近似为76米高塔左右。 根据天线的长细比原理，振子天线的输入阻抗随电长度而变化的剧烈程度主要取 决于天线的特性阻抗。特性阻抗越大，输入阻抗随电长度的变化就越激烈，天线的阻抗带宽 就越宽；反之，特性阻抗越小，天线的阻抗带宽就越窄。振子天线的特性阻抗主要取决于长细比Q，g卩Q = 21n(2L/a)，其中L是天线振子臂的长度，a是天线臂的半径。Q越大，天 线的特性阻抗就越大，因此，在同样长度条件下，粗振子天线具有较宽的工作带宽。我们生 产的套筒双锥塔式宽频带中波发射天线，其等边辐射体增加到C 1165毫米就是为了有效 的提高天线带宽；另一方面可以使天线的抗风能力提升到原来天线的二倍以上。 再者，我们经过套筒双锥塔式宽频带中波发射线的使用，也了解到其他小天线的 使用情况，发射小天线的一个共同点是输入阻抗和辐射阻抗小；辐射阻抗越小，相应的天线 的效率就有所降低。因此我们经过详细的论证和计算，根据天线使用方面的实验，我们提出 了采用套筒双锥的方式，提高天线的输入阻抗，减少天线的阻抗变化率，从而有效的提高了 天线的辐射效率和频率带宽。 套筒内发射体的电流和套筒内壁电流反相，起到了传输线的作用，套筒外壁电流 和内发射体的电流同方向，也构成了辐射体的一部分。这种结构不仅提高了天线的机械强 度，而且由于振子加粗，明显的改善了天线的阻抗特性，有效的展宽了天线的工作频带。 典型的套筒式单极小天线，其主要结构参数有上辐射体长度L，套筒长度1 ;内辐 射体的直径d和套筒直径D.理论分析和实验都表明，对天线电特性起决定作用的参数是套 筒单极子的总长度L+l以及上辐射体长度与套筒长度之比1/L。经验表明，当1/L = 2. 25 时，套筒天线方向图在4 : l频带范围内变化最小，并可使天线的旁瓣电平最低，所以通常 认为1/L = 2. 25是套筒单极子天线的最佳长度。实验表明，如果加粗上辐射体的直径，则 可进一步降低高粗段的旁瓣电平，一般认为D/d = 2 39是最佳值，天线的输入阻抗为 Zc = 601nD/d。 为了降低天线的高度，展宽天线的阻抗带宽，将套筒也做成锥形，有效提高了天线 的谐振长度，使天线更加接近传统天线的谐振长度。由此可见，套筒双锥塔式宽频带中波发 射天线，是中波天线小型化和数字中波广播的一种新型产品。
权利要求一种套筒双锥塔式宽频带中波发射天线，它是在天线体塔基(9)上固定设有天线支撑杆(5)，在天线支撑杆(5)上端安装有绝缘子(4)，在绝缘子(4)的上端安装中波发射天线，在中波发射天线与天调网络(8)之间连接有内导体，其特征是中波发射天线的形状是网状双锥体结构，所述的中波发射天线是由下锥体(3)和上锥体(1)通过等边辐射体(2)固定连接而成并固定在天线支撑杆(5)上，在上锥体(1)的中心设有固定支架，固定支架的形状是伞形结构，外导体(6)的上端和天线支撑杆(5)的上端相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种套筒双锥塔式宽频带中波发射天线，其特征是网状双锥体结构中波发射天线中上锥体(1)为正形锥，其锥角在75。 -120°间，锥边长为6-9米；下锥体(3)为四面倒形锥，其锥角在25。 -45°间，锥边长为6-24米；内导体(7)的外径为10-51毫米，长度为12-32米，外导体(6)的外径为40-500毫米，长度为6_24米；天线支撑杆(5)的高度为12-24米。
专利摘要本实用新型涉及一种套筒双锥塔式宽频带中波发射天线，属于无线电台发射装置技术领域。其主要技术特点是中波发射天线的形状是网状双锥体结构，在上锥体的中心设有固定支架，固定支架的形状是伞形结构，下锥体的形状为四面锥形。本实用新型体积小，高度底，结构简单，重量轻，抗风能力强，使用寿命长，占地面积小，架设与维修方便，制造成本低廉。由于采用套筒式发射体结构和上下双锥角发射体结构相结合，本实用新型与现有传统发射天线相比，能提高天线的输入阻抗和辐射阻抗，降低电抗分量，拓展天线带宽，使天线的辐射效率提高，完全可以满足数字广播信号的传输要求。
文档编号H01Q9/28GK201540962SQ200920245780
公开日2010年8月4日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者张晨辉, 王新选, 范波 申请人:咸阳广通电子科技有限公司