专利名称：超短波测向天线阵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种宽频带多用途测向天线阵，属于无线电测向天线阵技 术领域。
背景技术：
作为测向系统的前端基础设备，测向天线阵的组成及适应性至关重要，而现有 主流测向制式主要有相关干涉仪和空间谱，这两种测向制式各有优缺点，一个天线阵能 够同时满足这两种制式的测向则尤为重要，此外，测向天线阵在有源无源的选择上按照 传统观念对天线阵外形及组成都有重要的决定作用，给实际应用带来一定的局限性。
发明内容针对现有技术中存在的不足，本发明提出这样一种技术方案一种超短波测向天线阵，它由三部分组成，自下而上分别是第一层天线阵、第 二层天线阵、第三层天线阵；阻抗为50Ω，接口为N型插座；每层天线阵均为偶极子天 线元组成的垂直极化测向天线阵，所述天线元数量分为五路、七路或九路，以天线阵中 心轴为原点，按各层天线不同孔径在相应大小的圆周上均勻分布；各层天线阵可分段选 择有源或无源。上述的超短波测向天线阵，其进一步特征在于所述第一层天线阵为五个偶极 子天线元组成的垂直极化测向天线阵，工作频率范围为20 200MHz，偶极子天线高度 及天线振子直径可根据重量要求、抗风要求、有源或无源状态选定；所述第二层天线阵 为五个偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，工作频率范围为200 1000MHz，偶 极子天线高度及天线振子直径可根据重量要求、抗风要求、有源或无源状态选定；所述 第三层天线阵为五个偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，工作频率范围为1000 3600MHz,偶极子天线高度及天线振子直径可根据重量要求、抗风要求、有源或无源状 态选定。上述的超短波测向天线阵，其进一步特征在于所述第一层天线阵和第二层天 线阵的每个天线元是由天线振子、安装腔体、安装支撑杆和通用式平衡不平衡变换器构 成，所述天线振子、安装支撑杆和通用式平衡不平衡变换器分别通过所述安装腔体组装 在一起；所述通用式平衡不平衡变换器包括微带介质片1，在微带介质片1的一个表面为 敷铜面之一 5、空白带4、过孔6、7，微带线10位于空白U形带9的中间，端部为穿线孔 8；在微带介质片1的另一表面顶端为平衡信号输入端2、3，空白带11、匹配电路12、 敷铜面之二 13;将微带介质片1两面的敷铜面之一 5和敷铜面之二 13短路，不平衡输出 端14、15可连接于同轴射频电缆、插座；所述匹配电路12的INl和IN2分别对应平衡信 号输入端2、3，RU R2、R3为电阻，其中Rl和R2等值，合成器16输出端一端OUT 通过穿线孔8与微带线10顶端相连接，另一端连接于敷铜面之一 5或敷铜面之二 13。上述的超短波测向天线阵，其进一步特征在于所述第三层天线阵的每个天线元是由天线振子、安装腔体、安装支撑杆和微带平衡不平衡变换器构成，所述天线振 子、安装支撑杆和微带平衡不平衡变换器分别通过所述安装腔体组装在一起；所述微带 平衡不平衡变换器包括微带介质片21，在微带介质片21的一个表面为敷铜面25、空白带 24，和平衡信号输入端22、23，在微带介质片21的另一面有微带线26、空白带27，和不 平衡输出端28、29；所述微带平衡不平衡变换器还包括放大电路20。本发明的有益效果本实用新型在接收信号幅度和相位一致性以及接收信号能力上均能有技术基础 保证，可同时应用于相关干涉仪测向和空间谱测向；天线匹配部分可根据用户应用要求在不改变测向天线阵分层基础上灵活选择有 源或无源，增强适应性。
图1为本发明实施例的超短波测向天线阵结构示意图；图2为本发明实施例的第一层天线阵局部示意图；图3为本发明实施例的第三层天线阵局部示意图；图4为本发明实施例的通用式平衡不平衡变换器结构示意图(一面)；图5为本发明实施例的通用式平衡不平衡变换器结构示意图(另一面)；图6为本发明实施例的匹配电路的结构示意图；图7为本发明实施例的微带平衡不平衡变换器结构示意图(一面)；图8为本发明实施例的微带平衡不平衡变换器结构示意图(另一面)。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进一步描述。如图1所示，本实施例的超短波测向天线阵结构示意图，它是一种多天线元的 测向天线阵，该天线阵按工作频率不同划分为三层，天线元数量一般为5路，也可扩展 至9路。以天线阵中心轴为原点，按各层天线不同孔径在相应大小的圆周上均勻相应 数量的天线元。自下而上分别为第一层天线阵101、第二层天线阵201、第三层天线阵 301，各层天线阵可分段选择有源或无源。第一层为5个偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，工作频率范围为20 200MHz,偶极子天线高度及天线振子直径可根据重量要求、抗风要求、有源/无源状态 等选定。第二层为5个偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，工作频率范围为200 1000MHz,偶极子天线高度及天线振子直径可根据重量要求、抗风要求、有源/无源状 态等选定。第三层为5个偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，工作频率范围为 1000 3600MHz，偶极子天线高度及天线振子直径可根据重量要求、抗风要求、有源/ 无源状态等选定。各层天线元输出信号幅度和相位的一致性使本发明能够同时应用于相关干涉仪 测向体制和空间谱测向体制，而对于相关干涉仪体制可根据需要配套相应的射频切换矩 阵实现不同信号数的相关干涉仪测向。有源无源的选择由应用需求选定，有源天线可适当缩小相应天线阵天线尺寸，无源可扩大相应天线阵尺寸，由匹配板可不改变天线外形实现有源、无源变化。第一层天线阵101和第二层天线阵201的每个天线元是由天线振子104、安装 腔体106、安装支撑杆105和通用式平衡不平衡变换器107构成，天线振子104、安装支 撑杆105和通用式平衡不平衡变换器107分别通过安装腔体106组装在一起。如图2所 示。通用式平衡不平衡变换器107包括微带介质片1 ( 一般采用聚四氟乙烯板)，在微 带介质片的一个表面为敷铜面5、空白带4，过孔6、7，微带线10位于空白U形带9的 中间，穿线孔8位于微带线10靠近平衡信号输入端2、3顶端，将微带介质片1两面的敷 铜面5、13短路，在微带介质片1的另一表面顶端为平衡信号输入端2、3，空白带11， 和匹配电路12，以平衡信号输入端2、3作为输入端，以穿线孔8作为输出端，不平衡输 出端14、15可连接于同轴射频电缆、插座等。如图4、图5所示。匹配电路12的INl和IN2分别对应平衡信号输入端2、3，RU R2、R3为电 阻，其中Rl和R2等值，合成器16输出端一端OUT通过穿线孔8与微带线10顶端相连 接，另一端连接于敷铜面5或敷铜面13。以工作频率范围300MHz 800MHz为例，只 需试验确定Rl、R2、R3值即可实现该宽带频率范围内的平衡不平衡转换，并可确保较 佳的驻波比。如图6所示。第三层天线阵301的每个天线元是由天线振子304、安装腔体306、安装支撑杆 305和微带平衡不平衡变换器307构成，天线振子304、安装支撑杆305和微带平衡不平 衡变换器307分别通过安装腔体306组装在一起。如图3所示。微带平衡不平衡转换器307包括微带介质片21(采用1.5mm厚度的聚四氟乙烯 板)，在微带介质片21的一个表面为敷铜面25、空白带24、平衡信号输入端22、23，在 微带介质片21的另一表面有微带线26、空白带27，不平衡输出端28、29可连接同轴射 频电缆、插座等。如图7、图8所示。平衡信号输入端22、23可连接对称偶极子天线的两个端子，天线振子沿平衡信 号输入端22、23相连方向分布，特定振子长度下能够实现800MHz 3GHz频带范围内 的平衡不平衡转换并实现较好的天线接收性能。在虚线框20处可以根据需要增加放大电 路，以进一步提高天线的接收效率。虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟 习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样属于 本发明之保护范围。因此本发明应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
权利要求1.一种超短波测向天线阵，其特征在于它由三部分组成，自下而上分别是第一层 天线阵、第二层天线阵、第三层天线阵；阻抗为50 Ω，接口为N型插座；每层天线阵均 为偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，所述天线元数量分为五路、七路或九路， 以天线阵中心轴为原点，按各层天线不同孔径在相应大小的圆周上均勻分布；各层天线 阵可分段选择有源或无源。
2.根据权利要求1所述的超短波测向天线阵，其特征在于所述第一层天线阵为五 个偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，工作频率范围为20 200MHz，偶极子天 线高度及天线振子直径可根据重量要求、抗风要求、有源或无源状态选定。
3.根据权利要求1所述的超短波测向天线阵，其特征在于所述第二层天线阵为五 个偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，工作频率范围为200 1000MHz，偶极子 天线高度及天线振子直径可根据重量要求、抗风要求、有源或无源状态选定。
4.根据权利要求1所述的超短波测向天线阵，其特征在于所述第三层天线阵为五 个偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，工作频率范围为1000 3600MHz，偶极子 天线高度及天线振子直径可根据重量要求、抗风要求、有源或无源状态选定。
5.根据权利要求1至4之一所述的超短波测向天线阵，其特征在于所述第一层天线 阵和第二层天线阵的每个天线元是由天线振子、安装腔体、安装支撑杆和通用式平衡不 平衡变换器构成，所述天线振子、安装支撑杆和通用式平衡不平衡变换器分别通过所述 安装腔体组装在一起。
6.根据权利要求5所述的超短波测向天线阵，其特征在于所述通用式平衡不平衡 变换器包括微带介质片(1)，在微带介质片(1)的一个表面为敷铜面之一(5)、空白带 ⑷、过孔(6、7)，微带线(10)位于空白U形带(9)的中间，端部为穿线孔⑶；在微 带介质片(1)的另一表面顶端为平衡信号输入端(2、3)、空白带(11)、匹配电路(12)、 敷铜面之二(13)；将微带介质片(1)两面的敷铜面之一(5)和敷铜面之二(13)短路，不 平衡输出端(14、15)可连接于同轴射频电缆、插座。
7.根据权利要求6所述的超短波测向天线阵，其特征在于所述匹配电路(12)的INl 和IN2分别对应平衡信号输入端(2、3)，RU R2、R3为电阻，其中Rl和R2等值，合 成器(16)输出端一端OUT通过穿线孔(8)与微带线(10)顶端相连接，另一端连接于敷 铜面之一(5)或敷铜面之二(13)。
8.根据权利要求1至4之一所述的超短波测向天线阵，其特征在于所述第三层 天线阵的每个天线元是由天线振子、安装腔体、安装支撑杆和微带平衡不平衡变换器构 成，所述天线振子、安装支撑杆和微带平衡不平衡变换器分别通过所述安装腔体组装在 一起。
9.根据权利要求8所述的超短波测向天线阵，其特征在于所述微带平衡不平衡变 换器包括微带介质片(21)，在微带介质片(21)的一个表面为敷铜面(25)、空白带(24)， 和平衡信号输入端(22、23)，在微带介质片(21)的另一面有微带线(26)、空白带(27)， 和不平衡输出端(28、29)。
10.根据权利要求9所述的超短波测向天线阵，其特征在于所述微带平衡不平衡变 换器还包括放大电路(20)。
专利摘要本实用新型公开了一种超短波测向天线阵，其特征在于它由三部分组成，自下而上分别是第一层天线阵、第二层天线阵、第三层天线阵；阻抗为50Ω，接口为N型插座；每层天线阵均为偶极子天线元组成的垂直极化测向天线阵，所述天线元数量分为五路、七路或九路，以天线阵中心轴为原点，按各层天线不同孔径在相应大小的圆周上均匀分布；各层天线阵可分段选择有源或无源。本实用新型在接收信号幅度和相位一致性以及接收信号能力上均能有技术基础保证，可同时应用于相关干涉仪测向和空间谱测向；天线匹配部分可根据用户应用要求在不改变测向天线阵分层基础上灵活选择有源或无源，增强适应性。
文档编号H01Q21/30GK201797048SQ20102019585
公开日2011年4月13日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者王勇 申请人:南京天之谱科技有限公司