一种适用于高频地波雷达的双频短波天线制造技术

本实用新型专利技术提供一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，包括：基座、绝缘柱、单鞭柱体、第一螺旋线圈、第二螺旋线圈以及若干导线。基座通过铆钉固定在地面上，基座四周连接辐射状地网；单鞭柱体下端通过绝缘柱连接在基座上，上端与螺旋线圈连接；第一螺旋线圈和第二螺旋线圈与单鞭柱体顶端相连，两线圈交错排布；若干导线与基座相连构成辐射状地网。本实用新型专利技术通过在单鞭柱体的顶部加载螺旋线圈，改变了天线柱体表面的电流分布，使电流分布更加均匀，在不改变天线物理高度的情况下增加了天线的有效高度，实现了天线的小型化。本实用新型专利技术极大地减小了天线的尺寸，并且结构简单，便于天线的加工、调试与安装。调试与安装。调试与安装。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高频地波雷达的双频短波天线


[0001]本技术属于短波天线
，尤其涉及一种适用于高频地波雷达的双频短波天线。

技术介绍

[0002]高频地波雷达工作在短波(3—30MHz)波段，利用垂直极化的电磁波沿海洋表面绕射传播的特性，能够克服地球曲率的限制，实现对海上目标和海态的超视距、全天候探测，具有探测成本低、范围广、实时性好等特点，成为海洋探测的重要手段。由于天线工作在短波波段，天线的物理尺寸较大，而海边的地理环境又比较复杂，天线的架设难度和维护成本都比较高，成为限制高频地波雷达推广应用的重要因素。对于海态和目标探测来说，工作在多个频段的雷达在探测性能和抗干扰等方面更具优势。因此随着技术的发展，高频地波雷达对于发射天线小型化和多频化的要求越来越迫切。
[0003]对于天线的小型化，目前的方法主要有在天线结构上进行集总元件加载、介质材料加载、顶部加载、分布加载等，其中集总电感加载是最常用的方法，这种方法能够有效降低天线的谐振频率，使天线尺寸的大幅度减小，但是由于电感元件寄生电阻的存在会造成额外的损耗，降低天线的效率。而对于天线的多频化设计，工程上更多的采用陷波器、寄生阵子、多枝节、频率可重构等方法来实现。其中陷波器、频率可重构方法虽然能够实现多频设计，但是会使天线的结构更加复杂。高频地波雷达的发射功率一般较大，而发射天线作为能量辐射的关键器件，要求发射天线具有高效率，并且能够承受高功率。考虑到海边的环境复杂，天线结构要尽量简单，以便于架设、安装和维护。因此对于小型化、多频发射天线的研究，要在实现设计目标的同时，也要兼顾这些重要因素。

技术实现思路

[0004]为了能够兼顾发射天线的高效率、耐大功率和结构简单的要求，本技术采用顶部加载技术与多枝节技术相结合的技术方案，提出了一种适用于高频地波雷达的双频短波天线。
[0005]一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，天线包括基座、绝缘柱、单鞭柱体、第一螺旋线圈、第二螺旋线圈以及若干导线，所述第一螺旋线圈、第二螺旋线圈加载在单鞭柱体的顶部，且与单鞭柱体的顶端相连，第一螺旋线圈和第二螺旋线圈交错排布；所述单鞭柱体通过绝缘柱与基座相连，所述基座连接在地面上，基座上连接有多根导线，多根导线呈辐射状铺设在地面构成辐射状地网。
[0006]上述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，所述第一螺旋线圈和第二螺旋线圈为平面螺旋线圈，由漆包线绕制而成，并采用绝缘材料进行支撑。
[0007]上述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，所述导线的长度为四分之一雷达波长。由多根四分之一雷达波长的导线连接在基座周围构成辐射状地网，能够明显改善地面的导电性。
[0008]上述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，所述基座为法兰盘型底座，底部为一整块大的金属板，在金属板四角开铆钉孔，用铆钉固定在地面上，金属板的四周边缘开有多个螺钉孔，通过蝶形螺钉将地网连接在底座上。
[0009]上述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，所述绝缘柱是由环氧树脂材料制成的中空柱体，柱体的半径为4.8cm，厚度为10mm，柱体的高度H1为0.2m，绝缘柱上端与单鞭柱体连接，下端与基座连接，采用贯穿螺钉在连接处固定。
[0010]上述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，所述单鞭柱体是由不锈钢材料制成的中空柱体，柱体的半径为5cm，厚度为2mm，柱体的高度H2为6m，所述天线的总高度H为6.3m。
[0011]上述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，所述地网由16根不锈钢铁丝构成，每根铁丝的长度是18m，地网在地面上成辐射状铺开，地网一端通过蝶形螺钉连接在基座上。
[0012]上述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，所述天线采用同轴线进行馈电，同轴线的内导体连接到单鞭柱体的底部进行馈电，同轴线的外导体连接在基座上与地网相连。
[0013]上述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，所述天线的两个谐振频点分别是4.2MHz和7MHz，对于4.2MHz的谐振频点，在水平面内具有全向性，而且最大辐射方向为水平方向，3dB波束宽度为43.7
°
，增益为5.34dBi；对于7MHz的谐振频点，在水平面内具有全向性，而且最大辐射方向为水平方向，3dB波束宽度为41.7
°
，增益为5.15dBi。
[0014]上述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，所述第一螺旋线圈和第二螺旋线圈的长度不同。改变螺旋线圈相邻两匝的线间距对天线谐振频率的影响不大，天线的谐振频率主要由螺旋线圈的长度决定。
[0015]本技术具有以下优点和积极效果：
[0016]①
本技术所述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，通过在单鞭天线的顶部加载螺旋线圈，可以改变天线表面的电流分布，使电流分布更均匀，增加天线的有效高度，缩小天线的物理尺寸，便于调试和安装。
[0017]②
本技术所述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，利用多枝节技术，通过在单鞭天线的顶部加载不同长度的螺旋线圈，可以形成不同的电流路径，使天线具有双频谐振特性。改变螺旋线圈的长度，可以调节天线的谐振频率，两线圈之间耦合作用较小，便于调试。
[0018]③
本技术所述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，能够独立工作在各谐振频点上，而且在各谐振频点均具有与单极子天线类似的辐射特性，在E面具有水平全向性，在H面随着仰角的增大，天线的方向性逐渐降低，最大辐射方向为水平方向。
[0019]④
本技术所述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，能够同时工作在两个频点上，可以实现天线的复用，减少天线的数目以及缩减阵列的占地面积。并且双频同时工作，可以提高雷达系统的探测性能和抗干扰能力。
附图说明
[0020]图1为本技术的双频短波天线的整体结构示意图；
[0021]图2为本技术的第一螺旋线圈和第二螺旋线圈的结构示意图。
[0022]图中：1
‑
基座，2
‑
绝缘柱，3
‑
单鞭柱体，4
‑
第一螺旋线圈，5
‑
第二螺旋线圈。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本技术的实施方式进行信息描述。
[0024]所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例的是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
[0025]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。
[0026]本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，其特征在于，天线包括基座(1)、绝缘柱(2)、单鞭柱体(3)、第一螺旋线圈(4)、第二螺旋线圈(5)以及若干导线，所述第一螺旋线圈(4)、第二螺旋线圈(5)加载在单鞭柱体(3)的顶部，且与单鞭柱体(3)的顶端相连，第一螺旋线圈(4)和第二螺旋线圈(5)交错排布；所述单鞭柱体(3)通过绝缘柱(2)与基座(1)相连，所述基座(1)连接在地面上，基座(1)上连接有多根导线，多根导线呈辐射状铺设在地面构成辐射状地网。2.如权利要求1所述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，其特征在于，所述第一螺旋线圈(4)和第二螺旋线圈(5)为平面螺旋线圈，由漆包线绕制而成，并采用绝缘材料进行支撑。3.如权利要求1所述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，其特征在于，所述导线的长度为四分之一雷达波长。4.如权利要求1所述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，其特征在于，所述基座(1)为法兰盘型底座，底部为金属板，在金属板四角开铆钉孔，用铆钉固定在地面上，金属板的四周边缘开有多个螺钉孔，通过蝶形螺钉将地网连接在底座上。5.如权利要求1所述的一种适用于高频地波雷达的双频短波天线，其特征在于，所述绝缘柱(2)是由环氧树脂材料制成的中空柱体，柱体的半径为4.8cm，厚度为10mm，柱体的高度H1为0.2m，绝缘柱(2)上端与单鞭柱体(3)连接，下端与基座(1)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙岗，吴雄斌，陈章友，岳显昌，张兰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：