表面波天线、天线阵列以及天线或天线阵列的使用制造技术

本发明专利技术涉及一种旨在发射和/或接收具有十米、百米或千米中心波长λ0的表面波的天线，其特征为它包括具有在0.5λ0和λ0之间的长度的至少一个水平线辐射元件(22)，以及安置在相同平面内的具有在0.03λ0和0.1λ0之间的相同长度的至少三个垂直线辐射元件(24a‑24c)并且每个垂直线辐射元件包括上端和下端，所述上端被链接到水平线辐射元件(22)，所述下端适于被链接到具有基本上水平的表面的导电介质(26)。本发明专利技术还涉及天线阵列以及天线或天线阵列的使用。

The use of surface wave antennas, antenna arrays and antennas or antenna arrays.

The present invention relates to an antenna designed to transmit and / or receive a surface wave with a ten meter, 100 meter, or kilometre center wavelength lambda 0, which is characterized by the inclusion of at least one horizontal line radiant element (22) having the length between 0.5 lambda 0 and lambda 0, and the same length between 0.03 lambda 0 and 0.1 lambda 0 in the same plane. At least three vertical line radiant elements (24a 24C) and each vertical line radiation element includes the upper end and the lower end, the upper end is linked to the horizontal line radiant element (22), the lower end is adapted to be linked to a conductive medium (26) with a basic level of the surface. The invention also relates to the use of antenna arrays and antennas or antenna arrays.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面波天线、天线阵列以及天线或天线阵列的使用1.专利技术的技术范围本专利技术涉及天线、天线阵列以及天线或天线阵列的使用。具体而言，本专利技术涉及天线或垂直和/或椭圆极化天线的阵列，所述天线被设计成以宽频带发射和/或接收表面波，所述宽频带尤其包括在大约30kHz和大约30MHz(即千米波、百米波和十米波)之间的低、中和高频率的全部或部分。2.技术背景当前，大量辐射塔被用于发射在百米波频带内的高功率。这些塔具有下述缺陷：昂贵、需要非常安全的地基以供它们的安装并且是不美观且不稳定(indiscreet)的。它们没有被优化用于主要使用表面波的散播。使用仅一个表面波作为传播矢量的天线并不很常见。现代的表面波天线是不适用于这样的应用的鞭式类型或双锥类型的天线。辐射塔以及通常所有的垂直极化天线(例如鞭式或双锥形天线)必须生成空间波(也称为电离层辐射)场并且是昂贵且不是很稳定的。已经提议了解决方案来解决这些问题。申请人所提交的法国专利申请FR2965978提议了一种解决方案，该解决方案使得天线的垂直尺寸能够被显著减小，进而使得安装费用能够被降低并使得天线更加稳定。另外，天线提供了对表面波传播的改进以及电离层辐射的减少。然而，电离层辐射仍然是显著的，尤其对于围绕在其上安排天线的地面的法向的在±[20°；80°]之间的角度时。在某些频带中，这种剩余的电离层辐射能导致衰减现象，特别是当表面波和空间波在不同环境中并且经由不同路线传播后在地球表面处干扰时。3.专利技术目标本专利技术目的在于减轻已知天线的至少一些缺陷。具体地，本专利技术的目的在于，在本专利技术的至少一个实施例中提供其优选辐射是表面波辐射的天线。本专利技术的目的还在于在至少一个实施例中提供其电离层辐射被减小的天线。本专利技术的目的还在于在本专利技术的至少一个实施例中提供易于实现的天线。本专利技术的目的还在于在至少一个实施例中提供一种稳定的天线且其垂直尺寸是小的。本专利技术的目的还在于在至少一个实施例中提供其带宽可被容易地修改的天线。本专利技术的目的还在于提供一种表面波天线的阵列。本专利技术的目的还在于提供表面波辐射的天线或天线阵列的使用。4.专利技术演示为此，本专利技术涉及一种被设计成发射和/或接收具有十米、百米或千米中心波长λ0的表面波的天线，其特征为，它包括：-长度在0.5λ0和λ0之间的至少一个水平线天线(aerial)元件，-有相同的在0.03λ0和0.1λ0之间的长度的至少三个垂直线天线元件，这些天线元件被安置在相同的平面内并且每个天线元件包括上端和下端，所述上端被连接到水平线天线元件，所述下端被设计成连接到具有基本上水平的表面的导电介质，并且其中至少两个垂直线天线元件的上端被分别连接到所述水平线天线元件的第一端和第二端，并且被称为中心元件的一个垂直线天线元件的上端被连接到所述水平线天线元件的其中心处，所述中心元件还被连接到用于馈送天线的设备。因此，根据本专利技术的天线允许垂直极化定向表面波的发射/接收，并且归因于以这样的方式发射/接收表面波的特定形式的天线的使用，电离层辐射相比于传统天线减少了。天线到导电介质，例如陆地或水介质，的连接允许表面波的辐射沿该介质传播。具体而言，表面波被设计成遵循地球曲率，这样允许在长距离上的传播。另外，天线具有等于垂直线天线元件的长度的高度，换句话说，在0.03λ0和0.1λ0之间的高度，这使得其成为在垂直平面中的电短路(electricallyshort)天线，且具有减小的垂直尺寸。因此，这样的天线是稳定的。另外，其对风、气流、闪电、地震等较不敏感。如果天线在单个频率中辐射的话，中心波长λ0对应于与工作频率相关联的波长，或者，如果天线在一个频带中辐射的话，中心波长λ0对应于与所述频带的中心频率相关联的波长。天线元件相对于中心元件形成两个对称的环路，从而允许定向表面波的辐射。有利地，根据本专利技术的天线包括至少两个水平线天线元件，每个水平线天线元件被连接到至少两个垂直线天线元件以及中心元件。有利地且根据本专利技术，至少两个水平线天线元件具有相同的长度、被并排安置且在距导电介质相同的距离处。并排的水平线天线元件使得增加天线的宽度且进而增加天线的辐射频带成为可能。有利地且根据本专利技术，至少两个水平线天线元件是平行的、具有不同的长度、在距导电介质不同的距离处将一个安置在另一个之上。一个在另一个之上且具有不同的长度的水平线天线元件通过以合适的长度重复天线的各元件以便形成双谐振天线来允许以附加中心频率从该天线的辐射。有利地，根据本专利技术的天线包括电阻型、电容型和/或电感型的集总元件，这些集总元件被设计成在天线上形成电流阱。根据本专利技术的这个方面，集总元件被用于在天线上形成电流阱，就是说形成在某些频率处断开且在其它频率处闭合的电路，以便创建具有多谐振的天线。本专利技术还涉及一种天线阵列，其特征为，它包括至少两个根据本专利技术的天线，所述天线形成天线行，使得所述天线的水平线天线元件垂直于相同对准平面。所形成的天线是线性天线阵列，其中所有的天线都被对准。从根据本专利技术的天线形成天线阵列使得强化这些天线所提供的优势成为可能：具体而言，天线阵列的辐射具有更好的方向性、表面波的增益被改善并且电离层辐射被显著减少。天线阵列具有与根据本专利技术的天线相同的垂直尺寸以得到改善的性能。根据本专利技术的天线对于需要占据小表面面积的情形是有吸引力的。有利地，根据本专利技术的天线包括其对准平面是平行的至少两个天线行，来自一个行的天线的每个水平天线元件与来自至少另一行的天线的水平天线元件对准。形成的阵列是平面天线阵列，包括多个线性阵列。本专利技术还涉及根据本专利技术的至少一个天线的使用，所述天线被连接到陆地或水导电介质，用于发射/接收表面波，使得所述表面波沿所述介质传播。本专利技术还涉及根据本专利技术的至少一个天线阵列的使用，来自天线阵列的每个天线被连接到陆地或水导电介质，用于发射/接收表面波，使得所述表面波沿所述介质传播。根据本专利技术的天线或根据本专利技术的天线阵列在陆地或水导电介质(例如地面、海洋、湖或盐沼)上的使用允许表面波沿所述介质的辐射。导电介质相对于天线或天线阵列具有巨大的尺寸(所述巨大的尺寸被认为相对于天线或天线阵列而言是无限的)并且因而允许表面波在长距离上的传播。另外，导电介质的巨大尺寸允许电离层辐射被减少。本专利技术还涉及通过组合如上或如下所述的所有或部分特征来表征的一种天线、天线阵列以及天线或天线阵列的使用。5.附图列表本专利技术的其它目的、特征和优势将通过借助于非限制性示例并参考附图阅读单独提供的下述说明书而显现，其中：-图1是根据本专利技术的第一实施例的天线沿xOz面的示意图,-图2是根据本专利技术的第一实施例的天线沿xOy面的辐射图案,-图3是根据本专利技术的第一实施例的天线沿yOz面的辐射图案,-图4是根据本专利技术的第二实施例的天线沿xOz面的示意图。-图5是根据本专利技术的第三实施例的天线沿xOz面的示意图，-图6是根据本专利技术的第四实施例的天线的示意透视图，-图7是根据本专利技术的第五实施例的天线的示意透视图，-图8是根据本专利技术的第六实施例的天线的沿xOz面的示意图，-图9是根据本专利技术的第一实施例的天线阵列的示意透视图，-图10是根据本专利技术的第一实施例的天线沿yOz面的辐射图案,-图11是根据本专利技术的第一实施例的天线阵列沿xOy面的辐射图案,-图12是根据本专利技术的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被设计成发射和/或接收具有十米、百米或千米中心波长λ0的表面波的天线，其特征在于，它包括：‑长度在0.5λ0和λ0之间的至少一个水平线天线元件(22,122)，‑安置在相同平面内的具有相同的在0.03λ0和0.1λ0之间的长度的至少三个垂直线天线元件(24a‑24g,124a‑124c)，并且每个垂直线天线元件包括上端和下端，所述上端被连接到所述水平线天线元件(22,122)，所述下端被设计成与被连接到具有基本上水平的表面的导电介质(26)，并且其中至少两个垂直线天线元件(24a‑24g,124a‑124c)的所述上端被分别连接到所述水平线天线元件的第一端和第二端，并且被称为中心元件(24b)的垂直线天线元件的所述上端被连接到所述水平线天线元件的其中心处，所述中心元件还被连接到用于馈送所述天线的设备(28)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.10 FR 15576541.一种被设计成发射和/或接收具有十米、百米或千米中心波长λ0的表面波的天线，其特征在于，它包括：-长度在0.5λ0和λ0之间的至少一个水平线天线元件(22,122)，-安置在相同平面内的具有相同的在0.03λ0和0.1λ0之间的长度的至少三个垂直线天线元件(24a-24g,124a-124c)，并且每个垂直线天线元件包括上端和下端，所述上端被连接到所述水平线天线元件(22,122)，所述下端被设计成与被连接到具有基本上水平的表面的导电介质(26)，并且其中至少两个垂直线天线元件(24a-24g,124a-124c)的所述上端被分别连接到所述水平线天线元件的第一端和第二端，并且被称为中心元件(24b)的垂直线天线元件的所述上端被连接到所述水平线天线元件的其中心处，所述中心元件还被连接到用于馈送所述天线的设备(28)。2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，它包括至少两个水平线天线元件(22,122)，每个水平线天线元件被连接到至少两个垂直线天线元件(24a-24g,124a-124c)和所述中心元件(24b)。3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，至少两个水平线天线元件(22a-22c)具有相同的长度、被并...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·贝莱克，JY·劳伦特，S·帕卢德，PY·杰泽凯尔，F·科隆贝尔，S·阿夫里永，
申请(专利权)人：TDF公司，雷恩第一大学，
类型：发明
国别省市：法国,FR