[发明专利]基站短波宽带加载偶极天线

说明书

技术领域

本发明是涉及一种应用于短波通信的基站短波宽带加载偶极天线。

背景技术

目前用于中、近距离的短波通信的基站天线大量采用水平极化天线，最常见的有双极天线、笼形天线等，它们均为窄带天线，不能保证发射机免调谐全频段宽带工作，跳频、扩频、自适应选频、动态频管等有效的抗干扰通信手段无法实施。现代通信业务量越来越大，为了不增加天线规模，要求通信距离2000km以内的天线应为全向宽带天线，以满足对多个通信对象的通信。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种适合2000km以内短波通信的基站短波宽带加载偶极天线。

本发明采用的解决方案为：基站短波宽带加载偶极天线，包括有支撑杆塔、天线臂、天线尾翼、绝缘子、传输线变压器，其不同之处在于在天线臂中部串接一个集总加载电阻单元。

按上述方案，所述的天线臂从集总加载电阻单元的加载点处向下以角度α向支撑杆塔伸出一个三角形天线尾翼，天线尾翼的末端通过绝缘绳挂在支撑杆塔上，天线臂与支撑杆塔通过绝缘子相连接。

按上述方案，在集总加载电阻单元的加载点前的天线臂为一个平面结构的线栅三角形，集总加载电阻单元的加载点后的天线臂为一个三维线栅锥形结构。

按上述方案，所述的天线臂导线直径为2-4mm的不绣钢丝绳。

按上述方案，所述的角度α为20-40°。

本发明的优点是：

1)结构简单，架设方便，占地面积小，适用于2000km以内的中小型基站；

2)具有优良的驻波比带宽，在整个短波波段内驻波比小于2.2，适合于与宽带发射机配套使用；在一般地面上平均增益大于4dBi；

3)方向性较弱，适合于全向通信；

4)天线具有很强的抗风能力；

5)传输线变压器具有比普通阻抗变换器宽得多的带宽，可以满足3～30MHz频率范围使用要求。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为仿真和实测驻波比曲线；

图4为天线增益仿真计算曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构做进一步的说明。

基站短波宽带加载偶极天线，包括有支撑杆塔、天线臂2、天线尾翼6、绝缘子、传输线变压器4(Balun)、集总加载电阻单元5，支撑杆塔1通过天线臂与传输线变压器相连，传输线变压器又与另一支撑杆塔3相连，集总加载电阻单元位于天线臂中部，天线臂从集总加载电阻单元的加载点处向下以角度α向支撑杆塔伸出一个三角形天线尾翼，天线尾翼的末端通过绝缘绳挂在支撑杆塔上，天线臂与支撑杆塔通过绝缘子相连接。

其中，在集总加载电阻单元的加载点前的天线臂为一个平面结构的线栅三角形，集总加载电阻单元的加载点后的天线臂为一个三维线栅锥形结构。

其中，天线臂导线直径为2-4mm的不绣钢丝绳。

其中，角度α为20-40°。

其中，整个天线臂采用小张角三角形结构。

如图1所示，天线臂长L＝19.2m，其中L₁＝7.918m，L₂＝9.264m，L₃＝1.417m，加载段和馈电段的长度S＝0.4m，天线臂末端宽W＝1.8m，天线尾翼长L₄＝7.6m，天线尾翼张角α＝30°，集总加载电阻单元R＝160Ω，为大功率无感电阻，传输线变压器的变比为6∶1。

对实验天线采用矩量法仿真，计算得到了基站短波宽带加载偶极天线的VSWR曲线图、增益曲线图和辐射方向图，如图2是矩量法仿真VSWR曲线和实测VSWR曲线的对比图，两者吻合很好，实测结果是用矢量网络分析仪HP8752C测量得到的。由图2可知，该天线的工作频带覆盖3～30MHz整个短波波段，VSWR最大值约为2.2。

如图3是在一般地面上(σ＝1×10^-2s/m，ε_r＝15)对实验天线采用矩量法仿真得到的增益曲线图。可以看出，低频端增益较低，这是由于此时天线效率较低引起，如3MHz时天线效率的计算值只有20％。但当工作频率大于5MHz时，天线的增益大于2dBi；全频段内天线的平均增益大于4dBi。