[发明专利]工作在HF范围特别用于海军装备的宽带多功能天线有效

专利信息
申请号: 200680025720.7 申请日: 2006-05-18
公开(公告)号: CN101228662A 公开(公告)日: 2008-07-23
发明(设计)人: G·马罗科;F·巴达蒂;M·普罗伊亚;P·托格诺拉蒂;L·马蒂奥尼;R·帕雷利;G·科拉桑蒂;G·法尔西奥尼 申请(专利权)人: 塞雷克斯通信股份有限公司
主分类号: H01Q1/34 分类号: H01Q1/34;H01Q9/42;H01Q5/00
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 曾祥夌;王小衡
地址: 意大利*** 国省代码: 意大利;IT
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摘要:
搜索关键词: 工作 hf 范围 特别 用于 海军 装备 宽带 多功能 天线
【说明书】:

发明涉及直线式天线,具体来说,涉及工作在HF频率范围的宽带直线式天线。更具体来说,本发明涉及如权利要求1的前序部分所述类型的天线。

无线电通信系统领域的发展近来已经经历了基于无线电信号调制波形软件定义的“软件无线电”或“软件定义的无线电”技术的确立,在其中无线电通信系统的发射和接收装置分别通过计算机对信号进行调制和解调。

软件无线电技术基于由软件通信体系结构(SCA)定义的精确标准,并且适用于以多信道和多服务模式工作在频率范围从2MHz至3GHz(HF、VHF和UHF频带)的无线电通信系统。这种技术使得能够通过从其组件以同样严格方式进行标准化的库中进行检索来选择最适宜的调制波形。

在常规用于海军通信的HF频率范围(2MHz-30MHz),存在已知的所谓“多信道”传输系统,它可用于通过使用单个天线或者减少数量的天线来组合多个传输信道。多信道系统借助于功率放大器构成,该功率放大器可单独分配给不同的服务或者分配给单个信道。

目前用于HF频带海军通信的天线不但必须满足工作在整个频带的频率范围的多个传输信道的要求,并允许接近地平线(表面波或海面波,例如高达大约500km)、超过地平线(BLOS,超视线,例如大约100km以上)和高仰角(NVIS,近垂直入射天波)的链路,而且还必须尽可能紧密,以便适合于船上海军设备的可用空间。

在目前海军通信系统中,这组要求通过使用具有不同配置并工作在具有不同频率的子频带的多个天线来满足。例如,“扇形”天线用于具有高仰角、频率范围从2MHz至8MHz的链路,而“双鞭形/三鞭形”天线用于频率范围从10MHz至30MHz的海面波和超地平线通信。

近来,已经提出了使用宽带HF天线,其由载有集总和/或分布阻抗的线性(导线)导体形成,具有“鞭形”天线的典型辐射模式。但是,这些天线不属于多功能类型,在某种意义上,尽管它们是宽带天线,但是它们也无法提供HF频带海军通信、换句话说海面波、天波(NVIS)和超地平线(BLOS)通信所需的所有功能性。

对于不同通信服务和模式,多个天线的共存不仅需要船上的大量空间、复杂的供电网络以及精心设计的控制系统,而且还具有产生干扰的缺点,这些干扰可使各个天线的预期性能降级。

最后,在不允许当前在现有技术中用于获得不同配置和辐射图的具有不同供电点的天线的软件无线电技术的新要求方面,使用宽带HF天线的常规解决方案遇到了难以克服的障碍。

本发明的目的是提供一种工作在HF频率范围的宽带多功能天线,它特别设计用于船上海军设备的固定装备,并且使得能够使用软件无线电技术构造用于海军通信的多功能灵活多信道无线电通信系统。

为此,本发明提出一种具有如权利要求1所述特征的直线式天线。

在从属权利要求中定义了具体实施例。

由于形成“双折叠”类型、即具有双重折叠设计的天线的辐射导线单元的特殊配置,以及由于建立多功能天线、或者说是可按照工作频率配置的天线的电阻抗装置的布置,本发明提出的天线克服了现有技术的天线系统的限制。

根据互易定理,天线的行为和特性保持不变,不管它用作接收还是发射天线,因此,在本说明书中,为了简洁起见,考虑发射天线的操作,某些特性的定义也参照此,但没有排除装置在接收方面的使用。

简言之,本发明提出的天线其特征在于:提供一对带电导电支路和连接到地导体(平面)的返回导电支路,具有主要垂直配置,其中各带电支路通过主要水平配置的对应导电支路与返回支路连接,以便形成共同具有一个或多个辐射单元的两个闭合嵌套共面通路。这样一种布置使得能够通过方便地选择天线的辐射单元来提供“环形”和“单极”类型的多个电流通路。

详细来说,能够获得代表低和中仰角的全向通信的“鞭形”天线的辐射模式、代表高仰角的通信的“环形”天线的辐射模式以及代表为了低和中仰角的通信而简化天线小型化的“曲折形”天线的辐射模式。

上述配置之一的选择自动发生,并取决于HF范围的不同频率子频带,且由于以集总恒定二维电路、优选为串联或并联谐振配置的二维LC电路的形式构成的电阻抗装置的行为而执行,该LC电路作为用于流入天线辐射单元的电流的带通或带阻滤波器。

电阻抗装置使得能够有选择地修改导电支路中不同频率的电流的流动(由此按照服务的类型),同时用作沿天线分布的自适应电路。

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