[发明专利]一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵

说明书

技术领域

本发明涉及船舶AIS基站天线领域，特别涉及一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵。

背景技术

AIS是自动识别系统的缩写，该系统由岸基设备和船载设备组成。AIS的基本操作是“船对船”和“船对岸”信息交换。为了实时监测重要通航水域的实时通航状况，保障海上交通安全，在世界交通繁忙水域和大型港口地区安装了大量AIS基站。AIS基站接收其辖区船载终端发出的航行状态、船舶信息等相关信息，同时将海事管理部门发布的气象、水文等航行安全信息向辖区内的船舶进行广播，从而实现对辖区内船舶的管理监督及服务。

AIS通信所采用的频率为AIS 1(161.975MHz)和AIS 2(162.025MHz)，属于甚高频(VHF)频率范围，通常采用鞭状金属天线，方向性为全向性，虽然可以实现较大范围的VHF通信，但仍存在许多问题：

1)船舶AIS系统中，由于部分水域离岸站距离20海里以上，甚至有些水域离岸站距离超过50海里。全向性船站天线增益较低，根据国际电信联盟(ITU)规定，发射功率受限,因此难以实现远距离VHF通信，导致AIS岸站不能覆盖这些水域；

2)在船载AIS通信系统中，全向性发射天线发射功率在20W以上，对周围岸上设施及用户产生很强的电磁干扰；

3)由于水域交通流密度增大，通信信道常被占用，存在时隙冲突，大大增加了VTS值班员的负担。

常规VHF定向天线多采用八木天线，该天线具有辐射效率高、增益高等优点，可实现AIS基站VHF远距离通信。但普通八木天线指向一旦固定，方向性便随之固定，难以通过快速改变方向图来实现对不同水域的定向通信。当对小区域内的船舶发送信息时，需要波瓣图尖锐，对大范围海域内的船舶群发信息时，所需的波瓣图较宽。所以普通八木天线即使旋转天线方向，也难以快速控制波瓣图大小，难以控制AIS基站通信覆盖范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵，满足定线制水域AIS基站通信需求，从而提高定线制水域的安全性。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵，其特点是，包含：

竖直设置的固定轴；

水平设置在固定轴上两端具有腰型孔的主梁；

活动连接件；

一对八木天线，其对称套置在主梁两侧，且通过活动连接件与主梁相连；

每个所述的八木天线包含：

一天线横梁，其与所述主梁交接处开设有矩形通孔，使得所述的主梁穿过矩形通孔实现距离和旋转调节。

每个所述的八木天线对应设置于主梁的腰型孔位置处。

所述的活动连接件包含：

三角托架，其设置于所述的天线横梁矩形通孔的下方；

圆柱螺纹销，其一段设置于所述的三角托架上，另一端穿设于主梁的腰型孔中。

所述的天线横梁以圆柱螺纹销为轴旋转调节，使得天线横梁与主梁夹角角度改变。

所述的圆柱螺纹销沿着腰型孔移动，使得一对八木天线之间的相对距离改变。

所述的八木天线还包含：

设置在天线横梁上的反射器、有源振子和若干根引向器。

所述的有源振子为半波折叠振子。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

天线阵有两个阵元，每个元件代表一个八木天线。单个八木天线可设置旋转，旋转方式可以是两天线同步旋转，也可以是异步旋转，当同步旋转时，天线始终保持平行状态，当异步旋转时，天线振子可以沿各个方向旋转，两个八木天线间的距离可以调节，以实现增益和模式的可调性。

有源振子是半波折叠振子，可以提高阻抗。为了保持同轴线和阻抗匹配的电流平衡，采用了两个阻抗变压器和两个天线巴伦。两个八木天线之间由功率分配器相连以实现功率平等分配。同时天线阵的主轴也是可旋转，以瞄准所关注的区域和船舶。

附图说明

图1为本发明一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵的结构示意；

图2为本发明一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵的活动连接件爆炸图；

图3为本发明一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵阻抗特性图；

图4为本发明一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵H面与E面方向图；

图5为本发明一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵归一化方向图；

图6为本发明一种旋转可控式AIS基站二元八木天线阵不同天线夹角归一化方向图；