[發明專利]一種雙頻單極子/正交有源環天線

有效

• 申請號: 201310205243.4
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103259103A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 周浩;楊星;吳世才;田應偉;文必洋
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H01Q21/29
• 分類號: H01Q21/29;H01Q9/32;G01S13/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

技術領域

本發明涉及一種探海雷達接收天線，具體涉及一種用于高頻海態雷達的雙頻單極子/正交有源環天線。

背景技術

用于探測海洋表面流、海浪和風場的高頻雷達，為實現雷達波束方位掃描，往往采用相控陣天線。為增大探測距離，這種雷達工作頻率很低，一般為幾兆赫茲到十幾兆赫茲，天線陣長一般達到幾百米甚至上千米。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。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。

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。

但高頻地波雷達在探浪的時候，單頻雷達會受到浪高和頻率的乘積飽和的限制，所以探測到的浪高范圍有限，雙頻雷達可以提高浪高探測范圍，所以雙頻接收天線是目前單極子/交叉環天線的一個改進方向。

發明內容

針對背景技術存在的問題，本發明的目的是提供一種雙頻單極子/正交有源環天線，該天線能分時工作在兩個頻率，從而提高了高頻探海雷達的測浪精度，用于目標檢測的情況下也能提高檢測精確度。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種雙頻單極子/正交有源環天線，在天線底座板上，安裝有一個防水盒和防水蓋；在防水盒內安裝有電路板，電路板正面設置有兩個水平正交的環天線及單極子插座，電路板反面設置有電路；單極子天線垂直安裝在防水蓋的中心，并插入位于電路板中心的單極子插座內；

所述電路包括串聯諧振電路LC、混合器HJ、放大器IC、抗共模干擾模塊KGM、控制模塊KZ、開關芯片KG；控制模塊KZ包括光耦芯片GO；

串聯諧振電路LC、混合器HJ、放大器IC、抗共模干擾模塊KGM依次連接，共模干擾模塊KGM分別與三個TNC電纜插頭相接，三個TNC電纜插頭分別通過50歐姆電纜連接到三通道接收機；

兩個水平正交的環天線分別接入兩個串聯諧振電路LC，單極子天線與抗共模干擾模塊KGM連接；

光耦芯片GO分別與開關芯片KG、抗共模干擾模塊KGM連接，開關芯片KG接入串聯諧振電路LC。

還包括穩壓模塊WY，穩壓模塊WY分別與放大器IC、開關芯片KG、光耦芯片GO連接；穩壓模塊WY將接收機模擬前端為放大器IC提供的電源經過扼流和濾波后輸出穩定的直流電壓，為開關芯片KG和光耦芯片GO提供電源。

與現有技術相比，本發明采用開關芯片和控制模塊，使該天線能分時工作在兩個頻率，實現了天線的雙頻工作；既可以單獨選定其中一個頻率工作，也可以兩個頻率分時復用，從而提高了高頻探海雷達的測浪精度，用于目標檢測的情況下也能提高檢測精確度。同時還延續了單極子/正交有源環天線占地面積小、易攜帶、易安裝、抗風能力強和成本低的優點。

附圖說明

圖1是本發明的電路組成框圖；

圖2是本發明的電路原理圖；

圖3是模擬天線合成信號的心形波束。

其中，A、B—環天線系統；C—單極子天線；LC—串聯諧振電路；HJ—混合器；IC—放大器；KGM—抗共模干擾模塊；KZ—控制模塊；KG—開關芯片；WY—穩壓模塊；GO—光耦芯片；ELQ—扼流圈；C0、C1……C12—電容，其中C8為三腳電容，C4、C5為可調電容；R1、R2……R6—電阻；L1、L2—電感；L3、L4、L5—磁珠，FreqCtrl—信號控制端。

具體實施方式

下面結合附圖所示的實施例對本發明作進一步說明：

一種雙頻單極子/正交有源環天線，在天線底座板上，安裝有一個防水盒和防水蓋；在防水盒內安裝有電路板，電路板正面設置有兩個水平正交的環天線及單極子插座，電路板反面設置有電路；單極子天線垂直安裝在防水蓋的中心，并插入位于電路板中心的單極子插座內；

電路包括串聯諧振電路LC、混合器HJ、放大器IC、抗共模干擾模塊KGM、控制模塊KZ、開關芯片KG、穩壓模塊WY；控制模塊KZ包括光耦芯片GO；

串聯諧振電路LC、混合器HJ、放大器IC、抗共模干擾模塊KGM依次連接，共模干擾模塊KGM分別與放大器IC與三個TNC電纜插頭相接，三個TNC電纜插頭分別通過50歐姆電纜連接到三通道接收機；