[发明专利]一种便携式高频地波雷达的双频段发射中馈天线

说明书

本发明公开了一种便携式高频地波雷达的双频段发射中馈天线。本发明由天线上节、陷波器、天线中节、天线下节、基座5部分组成。其中，陷波器主要由电感Lx、电容Cx并联组成。基座包含传输线变压器及电缆扼流圈。当雷达频率f1远低于陷波器谐振频率时，陷波器等效于加载电感，三节天线体组成典型的中馈天线。当雷达频率f2等于陷波器谐振频率时，陷波器呈高阻抗，隔开天线上节，使天线中节与天线下节及基座重构为新的中馈天线。因此，本发明的中馈天线与典型中馈天线的区别为具有两个较宽的工作频段，中心频率分别为f1与f2，并且沿地面的辐射方向图主瓣最强，能极大地改善高频探海雷达综合性能。

技术领域

本发明涉及一种便携式高频地波雷达的紧凑型天线系统，具体地说，涉及一种其特征在于由天线上节SA、陷波器XBQ、天线中节ZA、天线下节WB、基座JZ等五部分组成双频段发射中馈天线。

背景技术

用于探测海洋表面流、海浪和风场的便携式高频海态雷达，由于采用了紧凑的单极子作为发射天线，采用紧凑的单极子交叉环作为接收天线，不需要开辟宽阔的天线场，极大地降低了雷达站的建设和维护费用，海边应用十分方便灵活，因此，这种便携式雷达在当今世界投入运行的高频地波雷达总数中占90﹪。

目前，为了增强便携式高频地波雷达的功能，进一步改善其性能，提出了多频工作方式。例如，由于海水的“趋肤效应”，工作频率13MHz的雷达探测海面下水深2m左右的海流；由于海浪谱的“饱和效应”，能探测的最大有效浪高仅约为7m。而工作频率7MHz的雷达探测海面下水深3.5m左右的海流，能探测的最大有效浪高约为13.6m。显然，不同频率能够探测到海流随水深的变化。一般来说，雷达工作频率较高，探测数据的精度较高，但探测距离较近；频率较低，探测数据精度较低，但探测距离较远。另外，用于探测海面移动目标时，不同频率易于发现被一阶海洋回波淹没的目标回波。采用多个频率工作的雷达，性能的改善是显而易见的。

传统的对数周期天线可工作在很宽的频带上，但其结构庞大复杂，完全不适合于便携式高频地波雷达。

文献1(吴世才等，用于便携式高频地波雷达的双频发射单极子天线，发明专利号：ZL 2012 1 0411260.9，授权公告日2015-4-29)提供了一种双频单极子发射天线，而且每个频率的辐射方向图主瓣都沿地面，但由于垂直单极子辐射电流波腹接近地面，实际使用中这种单极子的特性受地面环境的影响很大，导致高频探海雷达的性能受到严重影响。

文献2(高火涛吴世才等，加载中馈天线电特性的研究，电波科学学报，Vol.15，No.3，2000.9)从理论上较精确地分析了加载中馈天线的电特性，归纳了这种天线的设计步骤，特别指出，加载中馈天线对地隔离、减少周围地物环境影响、改善天线中的电流分布、展宽频带、保持天线的电特性在所要求的带宽内保持基本不变，具有较高的辐射效率，且辐射波瓣幅值趋近于地面。

发明内容

本发明所公开的一种地面上的垂直单杆双频段中馈天线，改变了背景技术中传统单极子、双频单极子以及经典中馈天线的概念和性能，能同时工作在两个频段上，具有优良的地面波特性，从而更适合用作多频段地波雷达的发射天线。

本发明的目的是提供一种适用于便携式高频地波雷达的双频段发射中馈天线系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

它由天线上节SA、陷波器XBQ、天线中节ZA、天线下节WB、基座JZ等五部分连接而成，天线上节SA和天线中节ZA之间接有陷波器XBQ；天线中节ZA底端与天线下节WB中的电缆芯线顶端连接；天线下节WB与天线基座JZ衔接；具体地说，有：

(1)一根天线上节SA，用外包玻璃钢的铜导体制成，其高为h3，下端安有连接陷波器的铜接头。