[发明专利]一种在1MHz到8MHz频率范围具有高辐射率的短波天线

说明书

本发明公开了一种在1MHz到8MHz频率范围具有高辐射率的短波天线，包括地网线、预埋件、天线变量器、固绳器、上部拉绳、下部拉绳、主杆，其特征在于：所述主杆为分节负荷天线，包括下部杆、中部杆、上部杆、顶部杆；以及中部杆和上部杆之间连接的第一加感线圈；以及上部杆和顶部杆之间连接的第二加感线圈；所述第一加感线圈被焊接在中部杆和上部杆之间的圆形凹槽内；所述第二加感线圈被焊接在上部杆和顶部杆之间的圆形凹槽内；在顶部杆末端处，设置有一个铝罐加感器，铝罐加感器底部有一个刚好能通过主杆直径大小的大圆孔。本发明利用第二加感线圈和加感器解决了常规天线在1MHz‑8MHz接受灵敏度差问题，提高了短波天线的辐射效率。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种在1MHz到8MHz频率范围具有高辐射率的短波天线。

背景技术

无线电技术的发展，与天线技术的发展密切相关。工作于短波波段(1～30MHz)的发射或接收天线，统称为短波天线。短波的传输按传输路径不同主要分为两种，一种是通过电离层反射，称为天波。由于太阳活动会对电离层造成一定的影响，所以这种方式传输的波长也要随太阳活动的强弱发生变化；另一种是贴地表传输的地波。这种传输方式受相对介电常数和电导率的影响发生损耗。海水的相对介电常数和电导率都比较大，所以损耗较小，这也是为什么海事通信用这类通信较多。由于短波通信不像卫星、光纤、电缆通信一样，不需要中继站，所以应用比较广泛。是现代远距离无线电通信的重要手段之一。现今的短波接收天线设计，一般采用有源和无源两种方法。无源天线的设计，通常采用接收的最大功率与功率密度的比值确定天线的有效口径，即：A＝Pmax/S。式中，A为天线有效口径；Pmax为接收的最大功率；S为功率密度。根据以上无源天线的设计原理，设计出来的天线频率范围不可能在1MHz-8MHz频率范围内达到较高的辐射效率，而且输入阻抗变化很大。传统分节负荷天线设计方式，单纯靠计算很难确定最优加载位置，只有通过不断尝试来确定，这样需反复试验，具有一定盲目性，而且工作量很大。采用有源天线设计原理设计的天线，虽然能拓宽频带，但同时也降低了天线的信噪比和可靠性，增加了互调产物的形成几率，很难获得均匀的输入阻抗。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种在1MHz到8MHz频率范围具有高辐射率的短波天线，解决了常规天线在1MHz-8MHz接受灵敏度差问题，提高了短波天线的辐射效率，并获得均匀的输入阻抗。

本发明采用的技术方案如下：

一种在1MHz到8MHz频率范围具有高辐射率的短波天线，包括地网线、预埋件、天线变量器、固绳器、上部拉绳、下部拉绳、主杆，其特征在于：所述主杆为分节负荷天线，包括下部杆、中部杆、上部杆、顶部杆；以及中部杆和上部杆之间连接的第一加感线圈；以及上部杆和顶部杆之间连接的第二加感线圈；所述第一加感线圈被焊接在中部杆和上部杆之间的圆形凹槽内；所述第二加感线圈被焊接在上部杆和顶部杆之间的圆形凹槽内；在顶部杆末端处，设置有一个铝罐加感器，铝罐加感器底部有一个刚好能通过主杆直径大小的大圆孔。通过设置加感线圈和铝罐加感器，改善了天线上的电流分布，因为垂直天线的有效高度之所以很低是与天线上电流分布不均匀有关。所述第二加感线圈是由R，L串联组成的电路，但由于顶部杆与中部杆间的绝缘子使两者间有一个分布电容，因此上部加感器实际上是一个谐振回路；所述第一加感线圈也是一个L，C，R的并联谐振回路，具有类似上部加感器的特性，仅谐振频率不同；当满足h/入<<1时，天线上电流按正弦规律分布，天线顶部的电流为零，靠近天线顶端的电流很小，所以在天线顶端附近辐射(或接收)效能很低。只有设法改善天线上的电流分布，使之尽量接近均匀，才能提高天线的有效高度，从而提高了天线的辐射效率。同时，采用场路协同仿真，利用遗传迭代算法对加载位置进行优化，最终得到最优加载点位置。