一种短波对数立体阵列天线系统技术方案

本发明专利技术公开了一种短波对数立体阵列天线系统。所述系统包括天线主体系统、天线承载系统以及天线控制系统；其中，所述天线主体系统包括由数个呈夹角排列设置的对数周期天线组成的天线阵列；所述天线承载系统包括用于承载、旋转和翻转所述天线阵列的支撑装置；所述天线控制系统包括控制支撑单元旋转和翻转的转动控制装置。由于采用了基于对数周期天线的优良特性，设计的对数周期天线垂直扇形阵，不仅结构简便、功能灵活、性能指标高、占地面积小，而且宽频带、大功率、高增益，可实现水平360度旋转以及垂直180度翻转。

【技术实现步骤摘要】
一种短波对数立体阵列天线系统
本专利技术涉及天线领域，尤其涉及的是一种结构简单、功能灵活、性能指标高的短波对数立体阵列天线系统。
技术介绍
传统国内短波大型天线系统以宽带幕形天线为主，如图1所示。宽带幕形天线是由多层全波或半波偶极子组成的天线阵，水平方向图由每层阵元天线的数目控制，垂直方向图由阵元天线的层数和最低层天线的离地高度控制。其优点是频带范围较宽、功率较大、传播距离较远。但宽带幕形天线的缺点也很明显，主要包括: I占地面积大，地形要求苛刻； 2天线主体高,结构体积大； 3工程施工难，建设周期长； 4使用操作复杂，维修保养困难。而且宽带幕形天线通常为国外进口，国内部分厂家在该系统上也有研发生产，但核心技术没有突破，所生产的产品功率较小，覆盖范围窄，该类产品设计复杂、结构繁琐、零部件多、体积庞大、安装困难，且价格昂贵、维修不便，更重要的是核心技术受制于人，很多产品引进后因故障不能及时修复，无法使用。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单、功能灵活、性能指标高的短波对数立体阵列天线系统，实现两种辐射模式的天线功能。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下: 一种短波对数立体阵列天线系统，其中，所述系统包括天线主体系统、天线承载系统以及天线控制系统；其中，所述天线主体系统包括由数个呈夹角排列设置的对数周期天线组成的天线阵列；所述天线承载系统包括用于承载、旋转和翻转所述天线阵列的支撑装置；所述天线控制系统包括控制支撑单元旋转和翻转的转动控制装置。所述的短波对数立体阵列天线系统，其中，每个对数周期天线单元包括天线集合线和天线振子，所述天线集合线为双线结构，且所有对数周期天线单元的天线集合线的一端通过连接杆连接，所述天线振子与所述天线集合线垂直设置。所述的短波对数立体阵列天线系统，其中，每个对数周期天线单元中天线振子的长度从天线集合线相连接的一端起向外逐渐增大。所述的短波对数立体阵列天线系统，其中，所述支撑装置包括用于支撑所述天线阵列的支撑架、用于翻转所述支撑架的翻转机构、用于旋转所述天线阵列的转动塔桅、固定所述转动塔桅的固定塔桅，所述支撑架、翻转机构、转动塔桅和固定塔桅依次连接。所述的短波对数立体阵列天线系统，其中，所述翻转机构与所述支撑架通过一销轴连接。所述的短波对数立体阵列天线系统，其中，所述转动塔桅与固定塔桅连接处安装有一回转机构，用于控制所述转动塔桅转动。所述的短波对数立体阵列天线系统，其中，所述转动控制装置安装在所述回转机构或固定塔桅内，包括用于驱动所述回转机构转动的回转驱动装置、还包括电动机、传动及减速装置、静止制动装置和过载包括装置。所述的短波对数立体阵列天线系统，其中，所述天线控制系统还包括一滑动离合器，用于在天线阵列转动过程中或者静止时启动天线系统的刹车功能。所述的短波对数立体阵列天线系统，其中，所述天线控制系统还包括一控制器，所述控制器用于控制所述转动控制装置对天线转动角度和离合刹车速度的调整。所述的短波对数立体阵列天线系统，其中，所述系统还包括一防雷装置。本专利技术所提供的短波对数立体阵列天线系统，由于采用了基于对数周期天线的优良特性，设计的对数周期天线垂直扇形阵，不仅结构简便、功能灵活、性能指标高、占地面积小，而且宽频带、大功率、高增益，可实现水平360度旋转以及垂直180度翻转。【附图说明】图1是现有技术中宽带幕形天线的结构示意图。图2是本专利技术提供的短波对数立体阵列天线系统的结构示意图。图3是本专利技术提供的短波对数立体阵列天线系统的一优选实施例的结构示意图。图4是本专利技术提供的短波对数立体阵列天线系统中Balun为天线阵列供电的示意图。图5是本专利技术提供的短波对数立体阵列天线系统一实施例的四功分器原理图。图6是本专利技术提供的短波对数立体阵列天线系统中控制器的结构框图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提出的短波对数立体阵列天线系统，如图2所示的各个视图，主要由三个子系统组成:天线主体系统、天线承载系统以及天线控制系统，其中，天线主体系统又包括天线阵列、集合线、巴伦、功分器、动力电源、传输馈线、防雷等七部分；天线承载系统包括砼基础、爬梯及维修平台、天线支撑装置、塔杆及塔桅等四部分；天线控制系统包括射频旋转节、天线转动装置、控制器等三部分。下面对天线主体系统的各组成部分进行详细描述。如图3所示，天线阵列由数个呈夹角排列设置的对数周期天线10组成，即在H面天线单元间成一定夹角空间排列。每个对数周期天线单元10包括天线集合线11和天线振子12，所述天线集合线11为双线结构，且所有对数周期天线单元的天线集合线11的一端通过连接杆100连接，所述天线振子12与所述天线集合线11垂直设置，且每个对数周期天线单元中天线振子的长度从天线集合线相连接的一端起向外逐渐增大。对数周期天线(LPDA)是一种具有极为优良电特性的宽频带天线，它在输入阻抗、方向图、增益系数等主要电参数方面都近似与频率无关，其电特性随工作频率成对数周期关系而变化，即在任一频率f0所具有的特性将在所有的fn= τ f0的频率上重复，此处&一> 称为一个周期(τ为周期率，η=±1，2，3，...)。如果能设计在一个周期内天线电特性为一个常数，则在所有频率工作时，都将可认为同频率无关，这种结构便称为对数周期天线。对数周期天线扇形阵的理论比之于各向同性单元组成的直线阵复杂得多，且不能应用方向图乘法。本专利技术应用矩量法对自由空间水平和垂直对数周期偶极天线扇形阵进行分析，并对阵列参数对天线性能的影响进行详细的分析计算。针对对数周期天线单元间的夹角可以由上述方法进行分析得到，夹角的大小直接决定了天线的性能。巴仑(Balun)是平衡一不平衡变换器，作用除了平衡一不平衡变换之外，同时还视巴仑的形式、结构，可以进行1:1、4:1、6:1、9:1、25:1等比值的阻抗转换。在本专利技术的天线系统中，Balun为天线阵列供电示意图如图4所示，本专利技术的对数周期天线单元有四个，因此，采用系统采用一四功分器，由四功分器输出的信号经馈线由各Balun输入端输入，转换到平衡信号分别为各对数周期天线供电。功分器为功率分配元件，将从输入端口进来的能量分配到N个输出端口，四功分器原理图如图5所示，该功分器安装在塔桅内。又参见图3，所述天线承载系统包括砼基础14、塔桅、支撑装置、维修平台和爬梯(图中未示出)，其中，支撑装置用于承载、旋转和翻转所述天线阵列，包括用于支撑所述天线阵列的支撑架13、用于翻转所述支撑架的翻转机构20、用于旋转所述天线阵列的转动塔桅15、固定所述转动塔桅15的固定塔桅17，所述支撑架13、翻转机构20、转动塔桅15和固定塔桅17依次连接。支撑架13是天线系统中的重要单元，它承担着天线阵列固定在塔桅上，同时保证天线单元之间的相对位置，具体包括有水平桁架131和垂直桁架132。天线集合线11就安装在水平桁架131间。优选地，翻转机构20与所述支撑架13通过一销轴连接，销轴通过一 U型支架固定，支撑架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短波对数立体阵列天线系统，其特征在于，所述系统包括天线主体系统、天线承载系统以及天线控制系统；其中，所述天线主体系统包括由数个呈夹角排列设置的对数周期天线组成的天线阵列；所述天线承载系统包括用于承载、旋转和翻转所述天线阵列的支撑装置；所述天线控制系统包括控制支撑单元旋转和翻转的转动控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种短波对数立体阵列天线系统，其特征在于，所述系统包括天线主体系统、天线承载系统以及天线控制系统；其中， 所述天线主体系统包括由数个呈夹角排列设置的对数周期天线组成的天线阵列；所述天线承载系统包括用于承载、旋转和翻转所述天线阵列的支撑装置；所述天线控制系统包括控制支撑单元旋转和翻转的转动控制装置。2.根据权利要求1所述的短波对数立体阵列天线系统，其特征在于，每个对数周期天线单元包括天线集合线和天线振子，所述天线集合线为双线结构，且所有对数周期天线单元的天线集合线的一端通过连接杆连接，所述天线振子与所述天线集合线垂直设置。3.根据权利要求2所述的短波对数立体阵列天线系统，其特征在于，每个对数周期天线单元中天线振子的长度从天线集合线相连接的一端起向外逐渐增大。4.根据权利要求1所述的短波对数立体阵列天线系统，其特征在于，所述支撑装置包括用于支撑所述天线阵列的支撑架、用于翻转所述支撑架的翻转机构、用于旋转所述天线阵列的转动塔桅、固定所述转动塔桅的固定塔桅，所述支撑架、翻转机构、...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔立成，张少林，
申请(专利权)人：深圳市顶一精密五金有限公司，
类型：发明
国别省市：