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自主研发的智能宽频段天线
2007年11月13日 09:03    C114    评论()    
作 者:阿里互联电子网

    天线振子的断面形状为弧形的金属薄钢片,它与调谐驱动带一同呈层叠螺旋结构,环绕在振子盒内的滑轮上。因其内部设置断面为弧形薄钢片而具有反向作用力,振子屏蔽盒的一端留有振子出口或另端有调谐驱动带出口。振子屏蔽盒与天线屏蔽盒留有间隔,特性阻抗可按带状线的特性阻抗公式计算:

    本天线设置的屏蔽阱,其功能大大拓展频率高端的覆盖。由于振子长度的可调性,消除了天线产生的副瓣,在各频段上均是标准天线,大大提高了测向精度。

    具体实施方式

    片状振子组合成测向天线阵如图2所示。

    屏蔽阱结构如图3所示,拉杆式天线、天线振子(图3中1)与金属屏蔽管(图3中11)嵌套在一起构成屏蔽阱,设计成标准特性阻抗为50Ω的同轴传输线,使它在较宽的频率段中损耗最小、传输特性最好。我们常用的高频电缆,可以在很宽频段内传输电磁波信号。

    图3  屏蔽阱结构

    屏蔽阱的工作原理是:当天线振子(图3中1)全部缩回金属屏蔽管(图3中11)内时,由于屏蔽管理阱的屏蔽限制,振子对任何电磁波都不谐振,不接收任何电磁波。因机械驱动力的作用,当天线振子从图3中0处伸出时,由于天线振子的长度超出了金属屏蔽管的屏蔽束缚,天线振子必然要对某一波长的频率谐振。天线谐振的频率数值随天线振子超出0 点的长度有密切的对应关系,天线振子的长度越长,谐振频率越低,反之越高。

    因此,只要伸长或缩短天线振子,即可在超宽频段内改变天线的谐振频率,对任何频点均达到λ/4标准天线的最佳接收效果。利用屏蔽阱技术,可设计做成中波、短波、超短波至微波范围的更宽频段的可调谐天线。由计算机软件编程,按数学公式λ=kc/f快速计算出某频率点的波长数值并迅速控制驱动机构,将天线振子调整到该频率λ/4波长的长度,取得最佳天线增益。

    屏蔽阱偶极子式天线工作原理如图4所示,天线振子的断面形状为弧形金属薄钢片,它与调谐驱动带(图4中6)一同呈层叠螺旋结构环绕在振子盒内的滑轮上,安装在振子机构屏蔽盒(图4中2)内。因内部设有断面为弧形的薄钢片,与振子和调谐驱动带一端连接。在卷曲成圆环时,产生回绕内应力,可将金属片天线振子连同调谐驱动带一起收卷到振子机构屏蔽盒里。

    调谐驱动带在驱动机构的驱动下,天线振子会伸长或缩短,可根据需要调整振子长度。振子机构屏蔽盒由绝缘支架(图4中8)固定。高频信号由同轴电缆(图4中7)引出,送到接收机去。振子机构屏蔽盒的外壁与屏蔽阱的内壁距离可由无线电工程领域的带状传输线公式计算得出。振子机构屏蔽盒的一端留有振子出口或另有调谐驱动带出口。天线防护管(图4中4)罩在振子外,具有绝缘保护功能。

    当计算机发出调谐信号给智能控制器(图4中10)时,驱动电机(图4中5)带动蜗杆蜗轮减速器(图4中13)转动,蜗轮的一端设置一个随动轮(图4 中9)随之转动,随动轮上固定缠绕的调谐驱动带被拉动。当随动轮向缠紧方向拉动调谐驱动带时,通过滑轮(图4中3)拉动振子作伸长运动。振子的顶端将伸出屏蔽阱口接收电波,伸出的长度决定了接收频率高、低。当随动轮释放调谐驱动带时,因振子机构屏蔽盒内的回绕内应力牵引,使得调谐驱动带经滑轮收回振子盒内,天线振子同时随同收回到振子机构屏蔽盒内。

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
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