一种短波全向螺旋天线装置的制作方法

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1.本发明属于无线电短波通信技术领域，更具体地，涉及一种短波全向螺旋天线装置。

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全向螺旋天线装置，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全向螺旋天线装置，所述天线装置包括支撑塔和多个振子组件；
6.所述支撑塔的顶部外周壁具有多个绝缘支撑座，多个所述绝缘支撑座沿所述支撑塔的周向均匀间隔布置；
7.多个所述振子组件沿所述支撑塔的周向均匀间隔布置，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轴和第一连接杆，所述主轴为沿所述支撑塔轴向方向布置的螺旋结构，各所述主轴安装在相对应的所述绝缘支撑座上，所述第一连接杆连接所述主轴的两端，以形成闭环结构。
8.可选地，各所述主轴包括多个连接轴和多个第二连接杆，各所述连接轴均为c形结构，多个所述连接轴平行间隔布置，任意相邻的两个所述连接轴通过一个所述第二连接杆连接，以使得所述主轴形成为螺旋结构。
9.可选地，各所述主轴还包括多个连接块，多个所述连接块沿所述主轴的周向间隔布置，各所述连接轴均穿过多个所述连接块。
10.可选地，各所述绝缘支撑座均包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆为u形结构，所述第一支撑杆的两个竖杆分别连接一个所述连接轴的两端，所述第二支撑杆的两端分别连接所述第一支撑杆的横杆和所述支撑塔。
11.可选地，所述振子组件的数量为4个，各所述振子组件在所述支撑塔的径向截面上的投影为等腰梯形，且多个所述振子组件的内边缘和外边缘均呈正方形布置。
12.可选地，各所述振子组件还包括绝缘支撑杆，所述绝缘支撑杆的一端和所述绝缘支撑座分别位于相对应的所述主轴的两侧，所述绝缘支撑杆的一端与相对应的所述主轴连接，所述绝缘支撑杆的另一端与所述支撑塔连接。
13.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另一端固定安装在相对应的所述挂耳上。
14.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，所述连接段上具有多个多间隔布置的走线孔，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。
15.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。
16.可选地，所述支撑塔为自立塔或者牵绳拉线塔。
17.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
18.对于本发明实施例提供的一种短波全向螺旋天线装置，由于多个振子组件沿支撑塔的周向均匀间隔布置，且通过绝缘支撑座布置在支撑塔的顶部，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。
19.进一步地，多个振子组件沿支撑塔的周向均匀间隔布置，对于任意一个振子组件，振子组件包括为金属结构的主轴和第一连接杆，主轴为沿支撑塔轴向方向布置的螺旋结构，各主轴安装在相对应的绝缘支撑座上，第一连接杆连接主轴的两端，以形成闭环结构，从而使得振子组件沿轴向螺旋折叠，以减小外形尺寸，该天线装置结构紧凑、集成度高，减小了水平方向尺寸，能收、发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。
20.也就是说，本发明提供的一种短波全向螺旋天线装置，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
21.图1是本发明实施例提供的一种短波全向螺旋天线装置的结构示意图；
22.图2是本发明实施例提供的一种短波全向螺旋天线装置的俯视图；
23.图3是本发明实施例提供的振子组件的结构示意图；
24.图4是本发明实施例提供的振子组件的局部放大图；
25.图5是本发明实施例提供的支撑塔的结构示意图；
26.图6是本发明实施例提供的一种短波全向螺旋天线装置的信号辐射方向图。
27.图中各符号表示含义如下：
28.1、支撑塔；11、绝缘支撑座；111、第一支撑杆；112、第二支撑杆；12、挂耳；13、第一支撑段；14、连接段；141、走线孔；15、第二支撑段；16、爬梯；17、信号收发器；18、电缆；2、振子组件；21、主轴；211、连接轴；212、第二连接杆；213、连接块；22、第一连接杆；23、绝缘支撑杆。
具体实施方式
29.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。
30.图1是本发明实施例提供的一种短波全向螺旋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全向螺旋天线装置的俯视图，结合图1和图2所示，该天线装置包括支撑塔1和多个振子组件2。
31.支撑塔1的顶部外周壁具有多个绝缘支撑座11，多个绝缘支撑座11沿支撑塔1的周向均匀间隔布置。
32.图3是本发明实施例提供的振子组件的结构示意图，图4是本发明实施例提供的振子组件的局部放大图，结合图3和图4所示，多个振子组件2沿支撑塔1的周向均匀间隔布置，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轴21和第一连接杆22，主轴21为沿支撑塔1轴向方向布置的螺旋结构，各主轴21安装在相对应的绝缘支撑座11上，第一连接杆22连接主轴21的两端，以形成闭环结构。
33.对于本发明实施例提供的一种短波全向螺旋天线装置，由于多个振子组件2沿支撑塔1的周向均匀间隔布置，且通过绝缘支撑座11布置在支撑塔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。
34.进一步地，多个振子组件2沿支撑塔1的周向均匀间隔布置，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轴21和第一连接杆22，主轴21为沿支撑塔1轴向方向布置的螺旋结构，各主轴21安装在相对应的绝缘支撑座11上，第一连接杆22连接主轴21的两端，以形成闭环结构，从而使得振子组件2沿轴向螺旋折叠，以减小外形尺寸，该天线装置结构紧凑、集成度高，减小了水平方向尺寸，能收、发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。
35.也就是说，本发明提供的一种短波全向螺旋天线装置，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。
36.在本实施例中，振子组件2的数量可以为4个(相邻两个振子组件2呈90
°
布置)，各振子组件2在支撑塔1的径向截面上的投影为等腰梯形，且多个振子组件2的内边缘和外边缘均呈正方形布置。
37.在上述实施方式中，各振子组件2在支撑塔1的径向截面上的投影为等腰梯形，可以使得多个振子组件2整体来看其内边缘和外边缘均呈正方形布置，可以进一步减小水平方向的尺寸，提高水平方向上空间利用率。
38.需要说明的是，单个振子组件2波束周向覆盖≥100
°
，通过4副振子组件2实现最大辐射方向为低仰角水平极化全向波束覆盖。
39.另外，在本发明的其它实施例中，振子组件2还可以为5个或者6个等，本发明对此不作限制。
40.继续参见图3和图4，各主轴21包括多个连接轴211和多个第二连接杆212，各连接轴211均为c形结构，多个连接轴211平行间隔布置，任意相邻的两个连接轴211通过一个第二连接杆212连接，以使得主轴21形成为螺旋结构。
41.在上述实施方式中，通过多个连接轴211和多个第二连接杆212的布置，可以便捷实现螺旋结构的组装，从而降低主轴21的加工难度，降低本装置的生产成本。
42.进一步地，各主轴21还包括多个连接块213，多个连接块213沿主轴21的周向间隔布置，各连接轴211均穿过多个连接块213。
43.在上述实施方式中，多个连接块213可以保证多个连接轴211之间的结构强度，从
而增大振子组件2的稳定性。
44.在本实施例中，各绝缘支撑座11均包括第一支撑杆111和第二支撑杆112，第一支撑杆111为u形结构，第一支撑杆111的两个竖杆分别连接一个连接轴211的两端，第二支撑杆112的两端分别连接第一支撑杆111的横杆和支撑塔1。第一支撑杆111可以分别实现对连接轴211两端的连接，从而在第二支撑杆112的连接作用下增大振子组件2和支撑塔1的连接强度。
45.需要说明的是，第一支撑杆111包括两个竖杆和一个横杆，整体呈u形。
46.再次参见图1，各振子组件2还包括绝缘支撑杆23，绝缘支撑杆23的一端和绝缘支撑座11分别位于相对应的主轴21的两侧，绝缘支撑杆23的一端与相对应的主轴21连接，绝缘支撑杆23的另一端与支撑塔1连接，从而通过绝缘支撑杆23进一步增大振子组件2和支撑塔1的连接强度。
47.图5是本发明实施例提供的支撑塔的结构示意图，如图5所示，支撑塔1的外周壁上具有多个挂耳12，多个挂耳12沿支撑塔1的周向间隔布置，各绝缘支撑杆23的另一端固定安装在相对应的挂耳12上，从而通过挂耳12实现绝缘支撑杆23和支撑塔1的连接。
48.示例性地，第二支撑杆112同样通过挂耳实现其与支撑塔1的连接。
49.在本实施例中，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，连接段14上具有多个多间隔布置的走线孔141，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。
50.在上述实施方式中，将支撑塔1设置为三段，便于加工和运输。
51.示例性地，多个挂耳12均设置在第一支撑段13上。
52.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18实现电连接，从而实现信号的收发。电缆18穿过连接段14上的走线孔141与各振子组件2的第一连接杆22电连接。
53.示例性地，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。
54.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。
55.图6是本发明实施例提供的一种短波全向螺旋天线装置的信号辐射方向图，如图6所示，通过电磁仿真软件仿真计算，具有低仰角60
°
～80
°
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；由于仰角低(60
°
～80
°
)，电离层反射的跳数少，损耗小，有利于远距离通信。外圈270～0～90表示通信的角度，竖直轴0～-5～-10～-20表示的归一化辐射能量强度高，这个值越趋近于0，表示通信效果越好。将天线装置设计成这种螺旋结构，在低仰角方向主瓣突出明显，曲线光滑，能够保证远距离通信。
56.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。

技术特征：

1.一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，所述天线装置包括支撑塔(1)和多个振子组件(2)；所述支撑塔(1)的顶部外周壁具有多个绝缘支撑座(11)，多个所述绝缘支撑座(11)沿所述支撑塔(1)的周向均匀间隔布置；多个所述振子组件(2)沿所述支撑塔(1)的周向均匀间隔布置，对于任意一个所述振子组件(2)，所述振子组件(2)包括为金属结构的主轴(21)和第一连接杆(22)，所述主轴(21)为沿所述支撑塔(1)轴向方向布置的螺旋结构，各所述主轴(21)安装在相对应的所述绝缘支撑座(11)上，所述第一连接杆(22)连接所述主轴(21)的两端，以形成闭环结构。2.根据权利要求1所述的一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，各所述主轴(21)包括多个连接轴(211)和多个第二连接杆(212)，各所述连接轴(211)均为c形结构，多个所述连接轴(211)平行间隔布置，任意相邻的两个所述连接轴(211)通过一个所述第二连接杆(212)连接，以使得所述主轴(21)形成为螺旋结构。3.根据权利要求2所述的一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，各所述主轴(21)还包括多个连接块(213)，多个所述连接块(213)沿所述主轴(21)的周向间隔布置，各所述连接轴(211)均穿过多个所述连接块(213)。4.根据权利要求2所述的一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，各所述绝缘支撑座(11)均包括第一支撑杆(111)和第二支撑杆(112)，所述第一支撑杆(111)为u形结构，所述第一支撑杆(111)的两个竖杆分别连接一个所述连接轴(211)的两端，所述第二支撑杆(112)的两端分别连接所述第一支撑杆(111)的横杆和所述支撑塔(1)。5.根据权利要求1所述的一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，所述振子组件(2)的数量为4个，各所述振子组件(2)在所述支撑塔(1)的径向截面上的投影为等腰梯形，且多个所述振子组件(2)的内边缘和外边缘均呈正方形布置。6.根据权利要求1所述的一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，各所述振子组件(2)还包括绝缘支撑杆(23)，所述绝缘支撑杆(23)的一端和所述绝缘支撑座(11)分别位于相对应的所述主轴(21)的两侧，所述绝缘支撑杆(23)的一端与相对应的所述主轴(21)连接，所述绝缘支撑杆(23)的另一端与所述支撑塔(1)连接。7.根据权利要求6所述的一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，所述支撑塔(1)的外周壁上具有多个挂耳(12)，多个所述挂耳(12)沿所述支撑塔(1)的周向间隔布置，各所述绝缘支撑杆(23)的另一端固定安装在相对应的所述挂耳(12)上。8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，所述支撑塔(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)，所述连接段(14)上具有多个多间隔布置的走线孔(141)，且所述连接段(14)与所述第一支撑段(13)或者第二支撑段(15)通过法兰连接。9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，所述支撑塔(1)上具有多个爬梯(16)，多个所述爬梯(16)沿所述支撑塔(1)的长度方向延伸。10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种短波全向螺旋天线装置，其特征在于，所述支撑塔(1)为自立塔或者牵绳拉线塔。

技术总结

本发明公开了一种短波全向螺旋天线装置，属于无线电短波通信技术领域。所述天线装置包括支撑塔和多个振子组件。支撑塔的顶部外周壁具有多个绝缘支撑座，多个绝缘支撑座沿支撑塔的周向均匀间隔布置。多个振子组件沿支撑塔的周向均匀间隔布置，对于任意一个振子组件，振子组件包括为金属结构的主轴和第一连接杆，主轴为沿支撑塔轴向方向布置的螺旋结构，各主轴安装在相对应的绝缘支撑座上，第一连接杆连接主轴的两端，以形成闭环结构。本发明提供的一种短波全向螺旋天线装置，不仅能实现360