三層垂直極化天線的製作方法

2023-06-21 12:35:06

專利名稱：三層垂直極化天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三層垂直極化天線。
背景技術：
傳統的三層偶極子天線單元組成天線陣列時，將三層偶極子天線單元進行功率分配時在支撐杆上需外掛多個功率分配器、大量的分饋線、接頭插座，大大妨礙和影響了天線陣列的安裝、維護、保養。
發明內容本實用新型的發明目的在於針對上述存在的問題，提供一種三層垂直極化天線，其特徵在於包括三個VTV偶極子天線單元、六個反射器、分饋電纜、功率分配器、玻璃鋼防護罩；該三層垂直極化天線由三個VTV偶極子天線單元自下而上排列組成；所述的VTV 偶極子天線單元、分饋電纜及功率分配器均設置於所述玻璃鋼防護罩內。CGOJ-VTV-U三層垂直極化天線主要由VTV偶極子天線單元、分饋電纜、功率分配器、玻璃鋼防護罩組成。天線單元、分饋電纜及功率分配器均安裝於玻璃鋼防護罩內。不同的功率等級以及不同的天線增益其天線陣列組成不同，CGO J—VTV—U三層垂直極化天線由三個VTV偶極子天線單元自下而上排列組成。一、VTV偶極子天線單元1、偶極子單元VTV偶極子天線單元如圖1所示，其主要由兩層、兩列有源振子、四個平平衡/不平衡變換器、兩塊反射板及一個功率分配器(帶阻抗變換)所組成。輸入信號從上、下振子對稱中心饋入，經功率分配器分為兩路等幅同相地饋送於上、下兩組振子中心，在該處再將高頻信號電流均分為兩路經平衡/不平衡變換器將同軸線的不平衡電流平衡後饋送於平衡的對稱振子。在該發射天線單元中，每一個平衡/不平衡變換器上均裝有一個短路器，調節短路器在平衡/不平衡變換器上的位置可調整天線單元的輸入阻抗；輻射振子饋電採用探針耦合方式，適當改變探針長度可調節天線單元的電壓駐波比。天線單元有源振子的方向垂直於地面，每層兩個振子對稱於支撐杆且位於同一反射板的兩側。對於輻射效果而言，每層的兩個有源振子可等效為兩個帶反射板的偶極子，其水平方向性為D=Sin (β HX Sin Φ)； 其中β =2 π / λ，λ為工作波長，φ為反射板平面與輻射方向之間的夾角，H為有源振子到反射板的距離，約為λ/4，因此其半功率夾角約為士60°。在90°及270°方向有極大值，在0°及180°方向有極小值。2、申請專利保護項本專利申請保護的項為VTV-U天線偶極子，該VTV-U天線偶極子物理和幾何形狀呈圓柱形空心管狀，管狀偶極子直徑Φ為38mm、振子長度略小於工作中心頻率的半個波長，實際使用的振子長度應當為諧振長度，一般振子實際(諧振)長度A1 = O. 951。天線單元空心管狀有源振子的方向垂直於地面，每層兩個振子對稱於支撐杆且位於同一反射板的兩側，有源振子饋電時，饋線電纜與有源振子間採用平衡不平衡阻抗變換器相連，管狀偶極子材料為鋁型材加工成型，偶極子與阻抗變換器採用亞弧焊焊結，上下偶極子通過支撐杆內置的二功分器組成VTV偶極子天線單元。二、三層偶極子天線單元的一體化饋電1、饋電方法在CGOJ—VTV—U三層垂直極化天線中，每一 VTV偶極子天線單元都有輸入饋電接口。輸入信號從上、下振子對稱中心饋入，經功率分配器分為兩路等幅同相地饋送於上、下兩組振子中心，在該處再將高頻信號電流均分為兩路經平衡/不平衡變換器將同軸線的不平衡電流平衡後饋送於平衡的對稱振子。每一 VTV偶極子天線單元都是具有獨立工作能力的天線。在垂直方向可由三個天線單元組成高增益的發射天線，考慮到波束下傾和零點填充問題，以及結合各層天線單元的電流相位不等饋電方法，可以滿足複雜多樣的場形服務區覆蓋。2、申請專利保護一體化饋電方法傳統的三層偶極子天線單元組成天線陣列時，將三層偶極子天線單元進行功率分配時在支撐杆上需外掛多個功率分配器、大量的分饋線、接頭插座，大大妨礙和影響了天線陣列的安裝、維護、保養。而本專利將各種路數的功率分配器、分饋線、支撐杆進行一體化設計，並將天線單元、功率分配器和分饋線內置於圓柱形玻璃鋼罩內，可以大大簡化天線的安裝、維護，並節省天線的安裝位置和施工費用。保護項見圖2:當採用三層天線偶極子組成天線陣列時，需對三層偶極子天線單元進行饋電，參見圖2所示的天線陣列主饋線和第一級分饋線饋電方式主饋線連接第一級的三功分器， 第一級的三功分器與天線支撐杆為一體化結構，外導體和天線支撐杆焊接為一體，主饋線連接三功分器輸入、三功分器的三個輸出連接第一級分饋線，分饋線沿天線支撐杆管壁引上，到達每層偶極子天線單元的支撐杆內置的二功分器饋線輸入端，功分器輸出的第二級分饋線連接天線的有源振子，完成整個三層偶極子天線單元有源振子的饋電三、CGOJ— VTV—U三層垂直極化天線本專利申請保護的帶反射板的偶極子天線單元及三層天線單元天線陣列，除申請專利保護的偶極子、一體化饋電之外，與目前國內外廣播電視工程上廣泛使用的偶極子反射板天線一樣，具有天線增益高(四層雙偶極板天線增益可以做到9. 5 dB)，頻帶寬，分米波段調配fQ士50 MHz帶寬很容易，帶內駐波比SWR彡1. 1，分米波段一副天線能進行多電視頻道電視發射。根據覆蓋要求天線單元的安裝方式可採用同相安裝及正交安裝。同相安裝 (即各天線單元有源振子方向一致)其水平方向圖與天線單元的水平方向圖一致，適用於覆蓋半徑不同的異形場；正交安裝(即上、下兩個VTV偶極子天線單元的有源振子在水平方向成90°夾角)，其水平方向性在每一象限內為相鄰兩個振子水平方向性的矢量疊加。正交安裝方式的水平方向圖不圓度較小(近似於一個圓形)，適合於全方向覆蓋，水平方向圖不圓度可以做到< 士2dB，並且安裝容易、調試簡單、天線效率高等特點。綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是[0023]本專利申請的技術方案將各種路數的功率分配器、分饋線、支撐杆進行一體化設計，並將天線單元、反射器、功率分配器和分饋線內置於圓柱形玻璃鋼罩內，可以大大簡化天線的安裝、維護，並節省天線的安裝位置和施工費用。

圖1是偶極子天線單元、反射板及阻抗變換示意圖。圖2是三層偶極子天線陣列一體化饋電示意圖。圖中標記1代表是偶極子為空心圓柱形Φ=38πιπι ；2代表是天線單元分饋線輸入埠，3代表是有源振子，4代表是調配探針，5代表是短路器，6代表是平衡不平衡變換器，7 代表是功分器，8代表是兩段λ /4阻抗變換器，9代表是天線單元，10代表是偶極子(諧振) 長度I0 = 0. 951，11代表是一個防護罩，12代表是兩個反射器，2-1代表是防護罩，2-2代表是天線單元，2-2-1代表是置於防護罩內的第一層偶極子天線單元分饋線1，2-2-2代表是置於防護罩內的第二層偶極子天線單元分饋線2，2-2-3代表是置於防護罩內的第三層偶極子天線單元分饋線3，2-3代表是與天線支撐杆一體化的功率分配器，2-4代表是天線主饋線。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。如圖1所示，一體化極化天線，其特徵在於包括VTV偶極子天線單元、反射器、分饋電纜、功率分配器、玻璃鋼防護罩；所述的VTV偶極子天線單元、分饋電纜及功率分配器均設置於所述玻璃鋼防護罩內。如圖2，當採用三層天線偶極子組成天線陣列時，需對三層偶極子天線單元進行饋電，參見圖2所示的天線陣列主饋線和第一級分饋線饋電方式主饋線連接第一級的三功分器，第一級的三功分器與天線支撐杆為一體化結構，外導體和天線支撐杆焊接為一體，主饋線連接三功分器輸入、三功分器的三個輸出連接第一級分饋線， 分饋線沿天線支撐杆管壁引上，到達每層偶極子天線單元的支撐杆內置的二功分器饋線輸入端，該二功分器輸出的第二級分饋線連接天線的有源振子，完成整個三層偶極子天線單元有源振子的饋電。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種三層垂直極化天線，其特徵在於包括VTV偶極子天線單元三個、總計六個反射器、分饋電纜、功率分配器、玻璃鋼防護罩；該三層垂直極化天線由所述VTV偶極子天線單元自下而上排列組成；所述的VTV偶極子天線單元、分饋電纜及功率分配器均設置於所述玻璃鋼防護罩內。
2.根據權利要求1所述的三層垂直極化天線，其特徵在於所述VTV偶極子天線單元的組成是包括兩層兩列有源振子、四個平衡/不平衡變換器、兩塊反射板及一個帶阻抗變換的支撐杆內置的功率分配器。
3.根據權利要求2所述的三層垂直極化天線，其特徵在於所述有源振子的方向垂直於地面，每層兩個振子對稱於支撐杆且位於同一反射板的兩側。
4.根據權利要求1所述的三層垂直極化天線，其特徵在於在所述VTV偶極子天線單元中，每一個所述平衡/不平衡變換器上均設置有一個短路器。
5.根據權利要求1所述的三層垂直極化天線，其特徵在於該VTV偶極子天線單元的物理和幾何形狀呈圓柱形空心管狀，該管狀偶極子直徑Φ為38mm、振子長度為A1 = 0.951。
6.根據權利要求1所述的三層垂直極化天線，其特徵在於每一所述VTV偶極子天線單元都設置有輸入饋電接口。
專利摘要本實用新型公開了一種三層垂直極化天線,其特徵在於包括三個VTV偶極子天線單元、六個反射器、分饋電纜、功率分配器、玻璃鋼防護罩；該三層垂直極化天線由三個VTV偶極子天線單元自下而上排列組成；所述的VTV偶極子天線單元、反射器、分饋電纜及功率分配器均設置於所述玻璃鋼防護罩內。本專利申請的技術方案進行一體化設計，並將天線單元、功率分配器和分饋線內置於圓柱形玻璃鋼罩內，可以大大簡化天線的安裝、維護，並節省天線的安裝位置和施工費用。
文檔編號H01Q1/36GK202042606SQ201120123139
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月25日 優先權日2011年4月25日
發明者餘志全 申請人:成都成廣電視設備有限公司