[发明专利]基于金属材质公路设施的短波天线装置及实现方法

权利要求书

1.一种基于金属材质公路设施的短波天线装置，其特征在于，所述短波天线装置包括短波天线单元，所述短波天线单元包括：

金属天线辐射体(10)，所述金属天线辐射体(10)由金属材质的公路设施构成，所述金属天线辐射体(10)用于实现短波信号的接收与发送；

馈电单元(20)，所述馈电单元(20)与所述金属天线辐射体(10)连接，所述馈电单元(20)用于对所述金属天线辐射体(10)进行馈电；

固定单元(30)，所述金属天线辐射体(10)和所述馈电单元(20)均设置在所述固定单元(30)上，所述固定单元(30)用于将所述金属天线辐射体(10)固定设置在地面上；

所述短波天线装置包括多个均匀间隔设置的所述短波天线单元，多个所述短波天线单元构成周期性阵列结构；

多个所述短波天线单元中的任意两个相邻的所述短波天线单元之间的间距D与所述金属天线辐射体(10)的波长λ以及最大扫描角θ之间的关系为D＜λ/(1+sin(θ))。

2.根据权利要求1所述的基于金属材质公路设施的短波天线装置，其特征在于，所述金属天线辐射体(10)的长度L与所述金属天线辐射体(10)的波长λ之间的关系为L≥0.1λ。

3.根据权利要求2所述的基于金属材质公路设施的短波天线装置，其特征在于，所述金属天线辐射体(10)包括金属路灯杆。

4.根据权利要求3所述的基于金属材质公路设施的短波天线装置，其特征在于，所述金属天线辐射体(10)包括第一金属路灯杆段(11)和第二金属路灯杆段(12)，所述第一金属路灯杆段(11)与所述第二金属路灯杆段(12)呈夹角设置，所述第一金属路灯杆段(11)的长度L1与所述第二金属路灯杆段(12)的长度L2的总和与所述金属天线辐射体(10)的波长λ之间的关系为L1+L2≥0.1λ。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于金属材质公路设施的短波天线装置，其特征在于，所述短波天线单元还包括阻抗匹配单元(40)，所述阻抗匹配单元(40)与所述馈电单元(20)连接，所述阻抗匹配单元(40)用于提高所述金属天线辐射体(10)的宽带阻抗匹配特性。

6.根据权利要求5的基于金属材质公路设施的短波天线装置，其特征在于，所述阻抗匹配单元(40)包括阻抗匹配网络(41)和馈电巴伦(42)，所述阻抗匹配网络(41)和所述馈电巴伦(42)连接，所述阻抗匹配网络(41)用于实现天线的调谐，所述馈电巴伦(42)用于实现天线的阻抗匹配。

7.根据权利要求6所述的基于金属材质公路设施的短波天线装置，其特征在于，所述阻抗匹配网络(41)包括至少一个电容和至少一个电感，至少一个所述电容并联连接，至少一个所述电感串联连接，至少一个并联连接的所述电容与至少一个串联连接的所述电感相连接，所述馈电巴伦(42)包括高频变压器，所述馈电巴伦(42)用于实现所述阻抗匹配网络(41)输出阻抗的阻抗变换以及平衡不平衡变换。

8.根据权利要求6所述的基于金属材质公路设施的短波天线装置，其特征在于，多个所述短波天线单元所构成的结构形状包括直线、方形或圆形。

9.一种基于金属材质公路设施的短波天线装置的实现方法，其特征在于，所述短波天线装置为权利要求1至8中任一项所述的短波天线装置，所述实现方法包括：

从金属材质的公路设施中选取多个均匀间隔设置的公路设施作为金属天线辐射体(10)，任意一个所述金属天线辐射体(10)的长度L与所述金属天线辐射体(10)的波长λ之间的关系为L≥0.1λ，多个短波天线单元中的任意两个相邻的所述短波天线单元之间的间距D与所述金属天线辐射体(10)的波长λ以及最大扫描角θ之间的关系为D＜λ/(1+sin(θ))；

将多个馈电单元(20)的一端与多个所述金属天线辐射体(10)一一对应连接，将多个馈电单元(20)的另一端与多个阻抗匹配单元(40)一一对应连接，通过所述金属天线辐射体(10)完成短波信号的接收与发送。