[實(shí)用新型]一種實(shí)現(xiàn)羅蘭C與短波通信共用鞭天線的應(yīng)用電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720093681.X
• 申請(qǐng)日: 2017-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN206497985U
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾錫洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/50
• 分類號(hào): H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q23/00
• 代理公司: 廣州圣理華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44302
• 代理人: 頓海舟,李唐明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于通信領(lǐng)域，涉及導(dǎo)航領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)羅蘭C與短波通信共用鞭天線的應(yīng)用電路。

背景技術(shù)

羅蘭遠(yuǎn)程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)是早期的無線定位技術(shù)，除衛(wèi)星外的主要定位系統(tǒng)，在可靠性、準(zhǔn)確度、造價(jià)及有效作用范圍等方面存在很多優(yōu)勢，短波通信是歷史悠久的無線通信方和最重要的遠(yuǎn)程通信方式之一，因此羅蘭C導(dǎo)航系統(tǒng)與短波通信在現(xiàn)代船舶中占有非常重要地位。羅蘭C導(dǎo)航系統(tǒng)是一種以地面導(dǎo)航臺(tái)為基準(zhǔn)的，使用100kHz長波無線電信號(hào)，按照時(shí)差測量、雙曲線相交原理實(shí)現(xiàn)定位的遠(yuǎn)程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，主要用于艦船導(dǎo)航。采用脈沖體制可消除天波對(duì)地波的混淆，但99％輻射能量必須限制在90kHz～110kHz頻段內(nèi)。它的工作頻率范圍為100kHz±10kHz，屬于長波波段；短波通信的工作頻率范圍為3～30MHz，中波的高頻段1.5～3MHz也可以歸于短波波段。由于羅蘭C與短波通信頻段不屬于同一波段內(nèi)，羅蘭C共用通信系統(tǒng)天線時(shí)，天線和羅蘭C接收機(jī)嚴(yán)重失調(diào)，加上電纜衰減，到達(dá)羅蘭C接收機(jī)前端的信號(hào)微弱，信噪比低，甚至不能滿足羅蘭C接收機(jī)導(dǎo)航定位。

鞭天線即垂直接地單極子天線，是一種應(yīng)用相當(dāng)廣泛的水平平面全向天線。這類天線結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝使用，但是存在效率低，阻抗變寬受環(huán)境影響變化大等缺點(diǎn)。鞭天線的阻抗特性：在頻率低端，由于天線的電長度很小，其輸入電阻很小，而輸入容抗很大，等效一個(gè)電容；隨著頻率的增高，天線的阻抗特性逐漸變好。

目前船舶的應(yīng)用中，主要有以下三種方式把羅蘭C與短波通信結(jié)合使用。

一、羅蘭C與短波通信系統(tǒng)分別單獨(dú)采用鞭天線進(jìn)行信號(hào)接收。

使用獨(dú)立天線既可以提升羅蘭C接收機(jī)的定位成功率，又可以保障短波系統(tǒng)的接收靈敏度；但這種需要加裝鞭天線和鋪設(shè)電纜的方式會(huì)導(dǎo)致船上的有限空間更為擁擠、成本提高及加大了管理難度等問題，提高了受干擾的風(fēng)險(xiǎn)。

二、鞭天線輸出口連接的射頻輸入端加載匹配網(wǎng)絡(luò)(高阻變低阻)的方式提高輸入回路阻抗，使輸入端獲取更大的有用功率。

由于鞭天線在物理尺寸上仍是小天線，尤其是中長波段和HF頻段低端，電阻小、電抗大，匹配困難，因此大多鞭天線應(yīng)用在窄帶工作狀態(tài)，帶寬大約在5％～10％左右。目前的主要應(yīng)用手段是在射頻輸入端加載匹配網(wǎng)絡(luò)，拓寬頻帶，提高輸入阻抗，從鞭天線中獲得更多的有用功率，接收性能提升。這個(gè)應(yīng)用在短波通信比較成熟，但與羅蘭C共用的通信系統(tǒng)時(shí)測量結(jié)果并不理想，短波接收機(jī)靈敏度有所提升，但羅蘭的定位成功率不高，容易出現(xiàn)錯(cuò)周現(xiàn)象。因?yàn)榱_蘭C是特殊的導(dǎo)航系統(tǒng)，采用脈沖體制可消除天波對(duì)地波的混淆，但99％輻射能量必須限制在90kHz～110kHz頻段內(nèi)，所以寬帶式及分段式的阻抗匹配可拓寬頻帶卻導(dǎo)致能量分散，羅蘭C信號(hào)體制很難識(shí)別出90kHz～110kHz頻段的脈沖信號(hào)，導(dǎo)致定位成功率低的現(xiàn)象。

三、利用鞭天線的阻抗特性，采用分路的方式把能量集中在羅蘭C頻段。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)羅蘭C與短波通信共用鞭天線的應(yīng)用電路，以解決羅蘭C導(dǎo)航系統(tǒng)與短波難以共用的問題。具體的技術(shù)方案如下：

一種實(shí)現(xiàn)羅蘭C與短波通信共用鞭天線的應(yīng)用電路，包括微帶功分、高阻濾波器、低噪聲運(yùn)放、合路器，高通濾波器，所述微帶功分將天線信號(hào)分離為羅蘭通路、短波通路；

所述羅蘭通路依次經(jīng)過第一電阻、高阻濾波器、低噪聲運(yùn)放、第二電阻，然后接至合路器輸出；所述第一電阻的阻抗為2.2kΩ，所述第二電阻的阻值為50Ω；

所述短波通路依次經(jīng)過電容、運(yùn)算放大器、第三電阻、高通濾波器，然后接至合路器輸出；所述電容的容抗為10pF，所述第三電阻的阻抗為50Ω。

作為優(yōu)選的方案，所述第一電阻串聯(lián)一個(gè)9.1mH的可調(diào)電感，并聯(lián)一個(gè)33pF的電容形成RC低通濾波器。

進(jìn)一步的，所述RC低通濾波器對(duì)大于1MHz的頻點(diǎn)抑制＞16dB。

作為優(yōu)選的方案，所述高阻濾波器的帶寬為80kHz～120kHz。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，將所述電容可替換為第四電阻和高阻濾波器，所述第四電阻與鞭天線的輸出阻抗匹配。所述鞭天線的輸出阻抗根據(jù)短波通信頻段的中心頻點(diǎn)計(jì)算得出。

進(jìn)一步的，所述高阻濾波器的阻抗與第四電阻匹配。

進(jìn)一步的，所述高通濾波器可替換為低通濾波器。

作為優(yōu)選的方案，所述合路器的工作頻率為80kHz～30MHz。

本實(shí)用新型的有益效果是：