专利名称：宽带拼阵天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于通信领域中的宽带拼阵天线，特别适用于工作频率为150至500兆赫的通信宽频带天线。
随着通信事业的迅速发展，对宽频带天线的性能要求越来越高，特别工作频率在150至500MHz范围的通信天线其性能很难满足通信要求，如常用的抛物面天线，要提高天线增益，则天线口径较大，且天线成型模具造价较高，成本较贵。另一种常用的对数周期偶极天线，虽然带宽性能可满足要求，但增益太低，且天线尺寸庞大，结构复杂，功分器复杂，极化转换调整实现困难。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种宽频带、高增益、低旁瓣、驻波比小的宽带拼阵天线，而且本实用新型还具有天线体积小、成本低廉，馈电简单等特点，是一种有推广应用价值的宽带天线。
本实用新型的目的是这样实现的它由反射面1、对数周期环阵单元天线2、中心体3、带状线组合式功分器4、支座5、立柱6、横梁7、拉杆8、俯仰装置9、底座10组成。对数周期环阵单元天线2可由1至16个构成，其中对数周期环阵单元天线2一端用紧固件安装在反射面1的正面上，另一端为辐射端，反射面1四周带围边，背面由骨架支撑，带状线组合式功分器4用紧固件安装在反射面1的背面，其入端26用电缆线与下级接收机连接，各功分器出端27与各对数周期环阵单元天线2输入端20用电缆线连接；反射面1背面骨架用紧固件固定在中心体3的上端面上，中心体3下端面用紧固件安装支座5，支座5另一端用销钉活动联接横梁7，横梁7另一端与立柱6上端均焊装法兰盘后用紧固件联接安装，立柱6上端法兰盘下安装轴套，拉杆8上端用紧固件与立柱6上轴套联接，使立柱6在轴套内能作方位转动，拉杆8下端和底座10分别用地脚螺栓与地面固定安装，立柱6下端为螺纹轴杆，螺纹轴杆插在底座10轴孔内并用螺母锁紧，使立柱6在底座10轴孔内可作方位转动，立柱6下端法兰盘和底座10端口法兰盘用紧固件联连，实现方位固定。俯仰装置9有丝杠，丝杠螺母和支杆组成，丝杠一端用销钉活动联接安装在中心体3上，另一端安装在丝杠螺母内，丝杠螺母用紧固件安装在支杆一端，支杆另一端用销钉活动安装在立柱6下端法兰盘上，调节丝杠螺母使天线俯仰角改变。
本实用新型的对数周期环阵单元天线2在反射面1上安装一个时，反射面1的面积尺寸为0.25至16倍工作波长尺寸的平方，当安装2至16个时，每个对数周期环阵单元天线2轴线与反射面1轴线的安装角度11为5至20度，每相邻两个对数周期环阵单元天线2中心间距12安装尺寸为0.5至1.5倍工作波长，并且对数周期环阵单元天线2由3至20个环振子13、短路器14、固定块15、匹配片16、连接片17、介质支撑18、固定槽板19、同轴插头20、集合线21、同轴馈线22组成，其中每个环振子13焊接在集合线21上，短路器14、固定块15用紧固件安装在集合线21上，连接片17与同轴馈线22一端焊接安装，另外用紧固件与集合线21固定联接，介质支撑18用紧固件安装夹住在连接片17与集合线21之间，固定槽板19用紧固件夹住安装环振子13，同轴插头20焊接安装在同轴馈线22另一端上。
同时本实用新型的带状线组合式功分器4有一分为二功分器，一分为四功分器，一分为八功分器三种，每种带状线组合式功分器4由外导体23、内导体24、支撑块25、平衡电阻R、入端26、功分器出端27组成，其中内导体24制作成一分为二、一分为四、一分为八功分器，内导体24由支撑块25固定安装在外导体23中，内导体入端26、功分器出端27由同轴插座固定安装在外导体23两侧端板上，平衡电阻R焊接在内导体24之间的四分之一波长处，外导体23由硬铝材料制成外壳。
本实用新型与现有技术相比有如下优点1、本实用新型采用新型单元天线按特殊形式组阵，具有优良的电气性能，其频带宽、增益高、低旁瓣、驻波比小，极化旋转灵活，采用带状线组合式功分器馈电简单、工作可靠。
2、天线体积小、结构简单、安装使用维修方便，加工方便，成本低廉。
3、对数周期环阵单元天线采用玻璃钢罩密封，工作稳定可靠，防霉、防盐雾、防湿热性能好。现已小批量生产试用，用户一致认为性能优越，具有良好的实用价值。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型天线反射面1安装结构示意图。
图3是本实用新型一种对数周期环阵单元天线2的结构示意图。
图4是本实用新型图3对数周期环阵单元天线的右视图。
图5是本实用新型一种带状线组合式功分器4的电原理结构示意图。
参照图1、图2、图3、图4、图5，本实用新型由反射面1、对数周期环阵单元天线2，中心体3、带状线组合式功分器4、支座5、立柱6、横梁7、拉杆8、俯仰装置9、底座10组成。对数周期环阵单元天线2由3至20个环振子13、短路器14、固定块15、匹配片16、连接片17、介质支撑18、固定槽板19、同轴插头20、集合线21、同轴馈线22组成，其中每个环振子13焊接在集合线21上，短路器14、固定块15用紧固件安装在集合线21上，实施例环振子13、集合线21均用钢管材料制成，环振子13实施例有10个单元环振子阵列、绕制成园环型交叉焊装在集合线21上，其作用将集合线上的高频电流转换为电磁波的形式向空间按一定方向辐射出去。集合线21由两根铜管组成，由固定块15支撑集合线21，保证其阻抗稳定不变，固定块15由聚四氟乙烯绝缘材料制成。短路器14其作用对集合线21起一电抗加载作用，保证低频端能量辐射良好和改善天线匹配性能，实施例采用铜板材料加工而成。连接片17与同轴馈线22一端焊接安装、另外用紧固件与集合线21固定联接，介质支撑18用紧固件安装夹住在连接片17与集合线21之间，连接片17用铜板材料制成，其作用连接同轴馈线22和集合线21，实现高频电流的传输，介质支撑18采用聚四氟乙烯材料制成，其作用保证集合线21馈电点间的距离，同轴馈线22采用市售SYV－50型电缆线制作，同轴插头20焊接安装在同轴馈线22的另一端上，其作用实现与带状线组合式功分器4连接，实施例采用市售L16型同轴插头制成。固定槽板19用紧固件夹住安装环振子13，其作用保证各环振子13之间的相对位置，提高天线强度，实施例用玻璃钢板材料制作而成。
对数周期环阵单元天线2在反射面1安装一个时，反射面1的面积尺寸为0.25至16倍工作波长尺寸的平方，实施例单个对数周期环阵单元天线2安装反射面1时的面积尺寸为1000平方厘米。当安装2至16个对数周期环阵单元天线2时，每个对数周期环阵单元天线2轴线与反射面1轴线安装角度11为5至20度，每相邻两个对数周期环阵单元天线2中心间距12安装尺寸为0.5至1.5倍工作波长尺寸。实施例在反射面1上安装4个单元对数周期环阵天线，实现宽带拼阵天线，每个单元天线2轴线与反射面1轴线安装角度11为19度，相邻两个对数周期环阵单元天线2中心间距12安装尺寸为60厘米。实施例还把对数周期环阵单元天线用玻璃钢罩密封，提高天线的三防性能。
带状线组合式功分器4由一分为二功分器，一分为四功分器、一分为八功分器三种，实施例采用一分为四功分器，每种带状线组合式功分器4由外导体23、内导体24、支撑块25、平衡电阻R、入端26、各功分器出端27组成。外导体23实施例采用上下两块硬铝板及硬铝加工的侧条制作而成，其尺寸为长430毫米、宽360毫米、高17毫米，内导体24由φ3.5及φ5两种直径的铜丝弯曲制作而成，信号输入端26连接内导体24，内导体24可绕制成二、四、八功分器，内导体24由多个支撑块25固定在外导体23中，支撑块25可由聚四氟乙烯材料加工而成，内导体24之间焊装多个平衡电阻R，其作用实现各功分器的信号平衡和相互间隔离，实施例支撑块25采用16块、平衡电阻R由6个制作而成，入端26、各功分器出端27采用市售L16同轴插座分别安装在外导体23的两端板上，入端26与下级收发信机连接，各功分器出端27与各对数周期环阵单元天线2连接。
反射面1四周带围边，反射面1制作成正方形结构，围边尺寸实施例高为20厘米，反射面1背面由骨架支撑，带状线组合式功分器4用紧固件安装在反射面1的背面，反射面1背面骨架用紧固件固定在中心体3的上端面上，中心体3下端面用紧固件安装支座5，支座5另一端用销钉活动联接横梁7、横梁7另一端与立柱6上端均焊装法兰盘后用紧固件联接安装，实施例中心体3是用钢板焊接成直径为450毫米、高度为350毫米的一个园筒形结构、支座5、横梁7均用钢板材料机械加工而成，支座5与横梁7用销钉活动联接处为天线俯仰支撑的支点。
在立柱6上端法兰盘下安装一轴套，拉杆8上端用紧固件与立柱6上的轴套安装联接，使立柱6在轴套内能作方位转动，为天线方位的一个支点。拉杆8下端与底座10分别用地脚螺栓固定在地面上。立柱6下端为螺纹轴杆，螺纹轴杆插在底座10轴孔内，并用螺母锁紧，使立柱6在底座10轴孔内能方位转动而又不能拔出来，作为天线方位的另一个支点，拉杆8、立柱6均用粗细不同的钢棒材料机械加工而成，底座10用钢管材料和钢板焊接加工而成，并在立柱6下端法兰盘和底座10端口处焊接法兰盘，当天线调节好方位角后再用紧固件固定联接安装。
天线俯仰装置9有丝杠、丝杠螺母和支杆组成，丝杠一端用销钉活动联接安装在中心体3园柱面上，作为天线俯仰的另一支点，另一端安装在丝杠螺母内，丝杠螺母用紧固件安装在支杆上端处，支杆下端用销钉活动安装在立柱6下端法兰盘上，为俯仰装置9的支点，调节丝杠螺母时，使丝杠作升降移动，达到改变天线俯仰角的目的，实施例俯仰装置9均用钢管和棒型钢材机械加工而成。
本实用新型简要电气工作原理如下当发送信号时，发射机发出的信号通过带状线组合式功分器4分别向其单元天线进行等功率馈电，高频电流通过馈线到达集合线后，即在集合线上建立起TEM波，并激励工作区的环振子将高频电流以电磁波的形式辐射空间，随着频率的改变环振子13阵列的工作区域也在移动，包含最大及最小环振子的频率决定了天线的工作频段，故安具有极宽的频带。由于环振子相当于两个半波对称振子阵，因此该天线比其它天线增益高，在天线组阵时，对数周期环阵单元天线2按一定的角度与位置装配在同一反射面1上。在接收时，各组阵单元天线将接收信号通过带状线组合式功分器4进行功率合成，送入下级接收机，从而进一步提高了天线的增益。
权利要求1.一种由反射面1、中心体3、支座5、立柱6、横梁7、拉杆8、俯仰装置9、底座10组成的宽带拼阵天线，其特征在于由1至16个对数周期环阵单元天线2和带状线组合式功分器4组成，其中对数周期环阵单元天线2用紧固件按一定角度和位置安装在反射面1的正面上，另一端为辐射端，反射面1四周带围边，背面由骨架支撑；带状线组合式功分器4用紧固件安装在反射面1的反面，其入端26用电缆线与下级接收机连接，各功分器出端27与各对数周期环阵单元天线2输入端20用电缆线连接；反射面1背面骨架用紧固件固定在中心体3的上端面上；中心体3下端面用紧固件安装支座5，支座5另一端用销钉活动联接横梁7，横梁7另一端与立柱6上端均焊装法兰盘后用紧固件联接安装，立柱6上端法兰盘下安装一轴套，拉杆8上端用紧固件与立柱6上的轴套联接，使立柱6在轴套内能作方位转动，拉杆8下端和底座10分别用地脚螺栓与地面固定安装，立柱6下端为螺纹轴杆，螺纹轴杆插在底座10轴孔内并用螺母锁紧，使立柱6在底座10轴孔内可作方位转动，立柱6下端法兰盘和底座10端口法兰盘用紧固件联接，实现方位固定，俯仰装置9有丝杠、丝杠螺续母和支杆组成，丝杠一端用销钉活动联接安装在中心体3上，另一端安装在丝杠螺母内，丝杠螺母用紧固件安装在支杆上端，支杆下端用销钉活动安装在立柱6下端法兰盘上，调节丝杠螺母使天线俯仰角改变。
2.根据权利要求1所述的宽带拼阵天线，其特征在于对数周期环阵单元天线2在反射面1上安装一个时，反射面1的面积尺寸为0.25至16倍工作波长的平方，当安装2至16个时，每个对数周期环阵单元天线2轴线与反射面1轴线的安装角度11为5至20度，每相邻两个对数周期环阵单元天线2中心间距12安装尺寸为0.5至1.5倍工作波长尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的宽带拼阵天线，其特征在于对数周期环阵单元天线2由3至20个环振子13、短路器14、固定块15、匹配片16、连接片17、介质支撑18、固定槽板19、同轴插头20、集合线21、同轴馈线22组成，其中每个环振子13焊接在集合线21上，短路器14、固定块15用紧固件安装在集合线21上，连接片17与同轴馈线22一端焊接安装、另外用紧固件与集合线21固定联接，介质支撑18用紧固件安装夹住在连接片17与集合线21之间，固定槽板19用紧固件夹住安装环振子13，同轴插头20焊接安装在同轴馈线22另一端上。
4.根据权利要求1或3所述的宽带拼阵天线，其特征在于带状线组合式功分器4由一分为二功分器、一分为四功分器、一分为八功分器三种，每种带状线组合式功分器4由外导体23、内导体24、支撑块25、平衡电阻R、入端26、功分器出端27组成，其中内导体24制作成一分为二、一分为四、一分为八功分器，内导体24由支撑块25固定安装在外导体23中，内导体入端26、功分器出端27由同轴插座固定安装在外导体23两端的侧条上，平衡电阻R焊接在内导阻体24之间的四分之一波长处，外导体23由硬铝材料制成外壳。
专利摘要本实用新型公开了一种宽频带拼阵天线，它由反射面、中心体、俯仰、方位天线座架、新型对数周期环阵单元天线、带状线组合功分器等部分组成。特别对数周期环阵单元天线在反射面按一定的角度和位置组阵，使本实用新型具有宽频带、高增益、低旁瓣、驻波比小等优良电气性能，还具有天线体积小、结构简单、成本低廉、良好的密封性和三防性、安装使用维修方便等特点，能广泛适用于通信、广播、雷达、测控等领域作宽频带发送接收天线。
文档编号H01Q7/00GK2108366SQ91228920
公开日1992年6月24日 申请日期1991年11月16日 优先权日1991年11月16日
发明者王国英, 李述道, 冯贞国, 张寿功, 田哲民, 李星禄, 俞美琴, 俞兰如, 邵志国, 罗仲书, 武玉庭, 王宝成 申请人:机械电子工业部石家庄市第五十四研究所