[實用新型]便攜式高頻探海雷達的緊湊接收天線

無效

• 申請號: 200920085881.6
• 申請日: 2009-05-19
• 公開（公告）號: CN201408843Y
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 吳世才;文必洋;周浩;石振華
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H01Q21/29
• 分類號: H01Q21/29;H01Q1/12;H01Q7/08;H01Q9/32
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱必武

技術領域

本實用新型涉及一種便攜式高頻探海雷達的緊湊接收天線，具體地說，涉及一種由一個單極子和兩個正交的有源鐵氧體環天線組成的用于高頻探海雷達的接收天線。

背景技術

用于探測海洋表面流、海浪和風場的高頻雷達，為了實現雷達波束方位掃描，往往采用相控陣天線。為了增大探測距離，這種雷達的工作頻率很低，一般為幾兆赫茲到十幾兆赫茲，天線陣長一般達幾百米甚至上千米。如加拿大研制的高頻地波雷達GWR(IEEEJ.O.E.，Vol.19，No.4,540,1994.)建設在海邊1,500米的狹長地帶上，接收天線為40元振子，陣長800米；發射天線為對數周期天線，主塔高40米，距離接收天線陣中心800米。國內武漢大學早期研制的相控陣高頻地波雷達，天線陣長也有120米。高頻雷達的這種陣列天線造價高，占地面積大，而在海邊很難找到可提供建造這種雷達天線場的合適地帶，從而限制了這種雷達的廣泛應用。因此，如何簡化高頻海態雷達天線結構、減小天線尺度一直是人們廣泛關心的技術難題。

美國專利U.S.Pat.No.4172255為近岸海洋動力學應用雷達(CODAR)發明了一種交叉環/單極子(crossed-loops/monopole)天線及其相應的雷達數據處理方法，這種三單元天線系統結構緊湊，占地很少，適合高頻探海雷達，但美國的這種交叉環/單極子天線因為采用了4根兩米長的水平接地鞭，仍然顯得笨重。國內武漢大學前幾年獲得的實用新型專利雷達接收天線(ZL03254833.8)，天線采用了高輸入阻抗的低噪聲寬帶跨導放大器IC為核心組成的帶通放大器，但同樣使用了4根水平地鞭，不夠簡便。實用中，發現這種緊湊的高頻探海雷達接收天線可以進一步簡化。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種適用于便攜式高頻探海雷達的更為緊湊輕便的單極子/正交有源環天線，其采用了新的電路和整體結構，特別是革除了4根2米長水平地鞭，使高頻探海雷達接收天線更為緊湊輕便，實際上與天線支桿融為一體，在保障天線基本性能的同時，降低了天線成本，增加了天線抗風能力。

本實用型的技術方案是：一種便攜式高頻探海雷達的緊湊接收天線，由下列部件組成，其連接關系是：

一天線底座板(DZ)，其上垂直裝設四支架(ZJ)，該等支架(ZJ)上水平固定一電路板(DLB)，該電路板(DLB)正面裝設兩個水平正交的環天線(AA)、環天線(BB)及單極子插座，其反面裝設天線放大器(G)中除環天線(AA)、環天線(BB)以外的所有電路，一單極子(C)垂直裝設于一防水盒(FSH)頂部中心，當防水盒(FSH)罩上天線底座板(DZ)時，單極子(C)底部插入電路板(DLB)中心的單極子插座，該天線放大器(G)主要由串聯諧振電路(LC)、混合器(HJ)、放大器(IC)、抗共模干擾裝置(KGM)組成。

每個環天線均由鐵氧體天線線圈與調諧可變電容接成串聯諧振電路(LC)，且與50歐姆輸入阻抗的混合器(HJ)的兩個輸入端口相接，該混合器(HJ)的另外兩個端口，一個接有匹配電阻，另一個引出信號至放大器(IC)輸入端，單極子(C)底座還并聯接有電涌放電器(BL)，經過抗共模干擾裝置(KGM)與單極子(C)輸出電纜接頭C相接。

所述環天線(AA)、環天線(BB)為對稱繞在兩組共軸的短波鐵氧體磁棒上的環天線、混合器(HJ)、前置放大器一體化的設計。

所述單極子(C)和環天線(AA)、環天線(BB)的輸出通過抗共模干擾扼流圈(KGM)，分別與放大器(IC)的直流電源“多路復用”三個(TNC)電纜插頭相接，后者通過50歐姆電纜連到三通道接收機。

該單極子/正交有源環天線由一根長為2米的垂直的單極子(C)和水平面內相互正交的環天線(AA)、環天線(BB)組成，三個天線單元均為電小天線，且每個環天線對稱地繞在兩組共軸的磁棒(CB)上，環線圈繞組總長l遠小于雷達波長λ。

所述混合器(HJ)與其前面的串聯諧振電路(LC)，以及后面的放大器(IC)匹配耦合，放大器增益可通過改變偏置電阻(R4)，使其輸出電平與單極子(C)輸出電平相當。

所述環天線(AA)、環天線(BB)分別由相同的兩半組成，且每個環天線的兩半在中間隔開，其中心裝設有單極子(C)，其繞制方法為沿磁棒軸線正、反方向上來回間繞相同圈數串聯。

該防水盒(FSH)為一圓形玻璃鋼防水盒(FSH)，其頂部內壁微微突起成錐形，以防止盒內溫度驟將時冷凝水直接滴落在天線電路板上。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的組成圖；

圖2是圖1中天線放大器的組成框圖；