一种短波双向天线装置的制作方法 专利技术说明

电气元件制品的制造及其应用技术1.本发明属于无线电短波通信技术领域，更具体地，涉及一种短波双向天线装置。背景技术：2.天线装置是通讯系统的重要组成部分，用于信号的发送和接收，在卫星通信等重大航天项目领域具有重要的研究意义。3.相关技术中，要实现短波频率水平极化方向的通信，需水平架设一根振子长度为十几米的天线装置。由于重力、风荷载等因素，上述天线装置水平架设在单独一座支撑塔上显然是难以实现的，且无法实现360°全方向收、发电磁信号。技术实现要素：4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种短波双向天线装置，其目的在于不仅能实现360°全方向收、发水平极化的电磁信号，还能保持天线装置振子的有效电气长度。5.本发明提供了一种短波双向天线装置，所述天线装置包括支撑塔和多个振子组件；6.多个所述振子组件沿所述支撑塔的周向均匀间隔布置，且位于所述支撑塔的顶部，对于任意一个所述振子组件，所述振子组件包括为金属结构的主杆、多个支撑杆、多个第一斜杆和多个第二斜杆，多个所述支撑杆沿所述主杆的周向间隔布置，且各所述支撑杆的一端均与所述主杆的中部连接，各所述第一斜杆的两端分别连接两个相邻的所述支撑杆的另一端，所述主杆的一端绝缘安装在所述支撑塔的外周壁，且所述主杆沿所述支撑塔的径向延伸，各所述第二斜杆的一端均连接所述主杆，各所述第二斜杆的另一端均连接相对应的所述支撑杆或者至少一个所述第一斜杆，多个所述第一斜杆和多个所述第二斜杆形成双棱锥结构。7.可选地，所述振子组件还包括多个绝缘支撑杆，多个所述绝缘支撑杆沿所述主杆对称布置，各所述绝缘支撑杆两端分别连接至少一个所述第二斜杆和所述支撑塔的外周壁。8.可选地，所述支撑塔的外周壁上具有多个挂耳，多个所述挂耳沿所述支撑塔的周向间隔布置，各所述绝缘支撑杆的一端固定安装在相对应的所述挂耳上。9.可选地，各所述绝缘支撑杆的轴向和一个所述第二斜杆的轴向共轴。10.可选地，所述支撑塔的外周壁具有多个绝缘座，多个所述绝缘座沿所述支撑塔的周向均匀间隔布置，各所述主杆的一端安装在相对应的所述绝缘座上。11.可选地，所述支撑塔包括同轴依次连接的第一支撑段、连接段和第二支撑段，多个所述绝缘座固定安装在所述连接段的外周壁上，且所述连接段与所述第一支撑段或者第二支撑段通过法兰连接。12.可选地，所述主杆、多个所述支撑杆、多个所述第一斜杆和多个所述第一斜杆中至少两个杆件之间通过导电接头连接。13.可选地，所述支撑塔上具有多个爬梯，多个所述爬梯沿所述支撑塔的长度方向延伸。14.可选地，所述振子组件的数量为4-8个。15.可选地，所述支撑塔为自立塔或者牵绳拉线塔。16.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：17.对于本发明实施例提供的一种短波双向天线装置，由于多个振子组件沿支撑塔的周向均匀间隔布置，且位于支撑塔的顶部，从而使得各振子组件都能独立接、收电磁信号，且实现360°全方向接、收电磁信号。18.进一步地，多个支撑杆沿主杆的周向间隔布置，且各支撑杆的一端均与主杆的中部连接，各第一斜杆的两端分别连接两个相邻的支撑杆的另一端，主杆的一端绝缘安装在支撑塔的外周壁，且主杆沿支撑塔的径向延伸，各第二斜杆的一端均连接主杆，各第二斜杆的另一端均连接相对应的支撑杆或者至少一个第一斜杆，以使得多个第一斜杆和多个第二斜杆形成双棱锥结构，从而可以将振子划分为主杆、多个支撑杆、多个第一斜杆和多个第二斜杆，在立体空间上形成折叠，以减小水平的尺寸，且同时能接、收水平极化的电磁信号，又保持了天线装置振子的有效电气长度。19.也就是说，本发明提供的一种短波双向天线装置，不仅能实现360°全方向收、发水平极化的电磁信号，还能保持天线装置振子的有效电气长度。附图说明20.图1是本发明实施例提供的一种短波双向天线装置的结构示意图；21.图2是本发明实施例提供的一种短波双向天线装置的俯视图；22.图3是本发明实施例提供的振子组件的结构示意图；23.图4是本发明实施例提供的支撑塔的结构示意图；24.图5是本发明实施例提供的一种短波双向天线装置的信号辐射方向图。25.图中各符号表示含义如下：26.1、支撑塔；11、挂耳；12、绝缘座；13、第一支撑段；14、连接段；15、第二支撑段；16、爬梯；17、信号收发器；2、振子组件；21、主杆；22、支撑杆；23、第一斜杆；24、第二斜杆；25、绝缘支撑杆；26、导电接头。具体实施方式27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。28.图1是本发明实施例提供的一种短波双向天线装置的结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种短波双向天线装置的俯视图，结合图1和图2所示，天线装置包括支撑塔1和多个振子组件2。29.多个振子组件2沿支撑塔1的周向均匀间隔布置，且位于支撑塔1的顶部。30.图3是本发明实施例提供的振子组件的结构示意图，如图3，对于任意一个振子组件2，振子组件2包括为金属结构的主杆21、多个支撑杆22、多个第一斜杆23和多个第二斜杆24，多个支撑杆22沿主杆21的周向间隔布置，且各支撑杆22的一端均与主杆21的中部连接，各第一斜杆23的两端分别连接两个相邻的支撑杆22的另一端，主杆21的一端绝缘安装在支撑塔1的外周壁，且主杆21沿支撑塔1的径向延伸，各第二斜杆24的一端均连接主杆21，各第二斜杆24的另一端均连接相对应的支撑杆22或者至少一个第一斜杆23，以使得多个第一斜杆23和多个第二斜杆24形成双棱锥结构。31.对于本发明实施例提供的一种短波双向天线装置，由于多个振子组件2沿支撑塔1的周向均匀间隔布置，且位于支撑塔1的顶部，从而使得各振子组件2都能独立接、收电磁信号，且实现360°全方向接、收电磁信号。32.进一步地，多个支撑杆22沿主杆21的周向间隔布置，且各支撑杆22的一端均与主杆21的中部连接，各第一斜杆23的两端分别连接两个相邻的支撑杆22的另一端，主杆21的一端绝缘安装在支撑塔1的外周壁，且主杆21沿支撑塔1的径向延伸，各第二斜杆24的一端均连接主杆21，各第二斜杆24的另一端均连接相对应的支撑杆22或者至少一个第一斜杆23，以使得多个第一斜杆23和多个第二斜杆24形成双棱锥结构，从而可以将振子划分为主杆21、多个支撑杆22、多个第一斜杆23和多个第二斜杆24，在立体空间上形成折叠，以减小水平的尺寸，且同时能接、收水平极化的电磁信号，又保持了天线装置振子的有效电气长度。33.也就是说，本发明提供的一种短波双向天线装置，不仅能实现360°全方向收、发水平极化的电磁信号，还能保持天线装置振子的有效电气长度。34.在本实施例中，支撑杆4的数量可以为4个，4个支撑杆呈十字交叉布置。主杆21和4个支撑杆垂直连接。第一斜杆23的数量可以为4个，第二斜杆的数量可以为8个，4个第一斜杆23和8个第二斜杆24形成双棱锥结构。其中，主杆21和4个支撑杆为双棱锥结构的内部支撑结构，保证各振子组件2的结构更加稳定。35.继续参见图3，振子组件2还包括多个绝缘支撑杆25，多个绝缘支撑杆25沿主杆21对称布置，各绝缘支撑杆25两端分别连接至少一个第二斜杆24的一端和支撑塔1的外周壁。36.在上述实施方式中，绝缘支撑杆25对整个振子组件2起到进一步支撑的作用(增大振子组件2与支撑塔1的连接点的个数)，从而保证振子组件2在支撑塔1上安装的稳定性。37.图4是本发明实施例提供的支撑塔的结构示意图，结合图1和图4所示，支撑塔1的外周壁上具有多个挂耳11，多个挂耳11沿支撑塔1的周向间隔布置，各绝缘支撑杆25的一端固定安装在相对应的挂耳11上，从而通过挂耳11实现绝缘支撑杆25和支撑塔1的连接。38.在本发明的一种实现方式中，各绝缘支撑杆25的轴向和一个第二斜杆24的轴向共轴，从而实现绝缘支撑杆25对该第二斜杆24的支撑力与该第二斜杆24同轴，支撑效果更佳。39.在本实施例中，支撑塔1的外周壁具有多个绝缘座12，多个绝缘座12沿支撑塔1的周向均匀间隔布置，各主杆21的一端安装在相对应的绝缘座12上，从而通过绝缘座12不仅便于实现对主杆21的固定，还能实现主杆21和支撑塔1的绝缘。40.示例性地，绝缘座12为u形结构，绝缘座12的两个侧板分别固定在支撑塔1上，可以增大绝缘座12和支撑塔1之间的连接强度，主杆21的一端固定安装在绝缘座12的连接板(两个侧板通过连接板连接)上。41.继续参见图1，支撑塔1包括同轴依次连接的第一支撑段13、连接段14和第二支撑段15，多个绝缘座12固定安装在连接段14的外周壁上，且连接段14与第一支撑段13或者第二支撑段15通过法兰连接。42.在上述实施方式中，通过将支撑塔1设置为第一支撑段13、连接段14和第二支撑段15便于绝缘座12在连接段14上的安装。43.示例性地，在布置支撑塔1前，提前将多个绝缘座12安装在连接段14上，最后连接连接段14和第一支撑段13及第二支撑段15。44.为了增大振子组件2中各杆件的连接强度及提高组装效率，主杆21、多个支撑杆22、多个第一斜杆23和多个第二斜杆24中至少两个杆件之间通过导电接头26连接。45.示例性地，导电接头26的数量为7个，其中，6个分别位于双棱锥的各棱角处，1个位于双棱锥的中心(连接主杆21和多个支撑杆22)。46.示例性地，导电接头26上具有多个周向布置的耳板，通过耳板实现各杆件的安装。47.在本实施例中，支撑塔1上具有多个爬梯16，多个爬梯16沿支撑塔1的长度方向延伸，从而便于维护及安装振子组件2。48.示例性地，振子组件2的数量为4-8个，优选为4个，及相邻两个振子组件2呈90°布置。49.需要说明的是，单个振子组件2波束周向覆盖≥100°，通过4个振子组件2实现最大辐射方向为高仰角水平极化全向波束覆盖。50.示例性地，支撑塔1可以为钢结构，且支撑塔1为自立塔或者牵绳拉线塔。51.另外，支撑塔1的底部具有缺口，支撑塔1的内部具有信号收发器17，信号收发器17与该缺口正对，便于安装和维护。信号收发器17与各振子组件2均通过电缆实现电连接，从而实现信号的收发。52.图5是本发明实施例提供的一种短波双向天线装置的信号辐射方向图，如图5所示，通过电磁仿真软件仿真计算，具有-60°～60°的波束覆盖这个角度范围内归一化辐射能量强度高，通信效果好；具备近垂直入射波束、中高仰角波束覆盖，可满足近距离与中远程距离短波通信需求。将天线装置设计成这种双棱锥结构，在中高仰角方向曲线饱满、光滑，能够保证近距离通信。53.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。









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