[发明专利]一种自动调谐短波环天线及其调谐方法

说明书

本发明提出了一种自动调谐短波环天线及其调谐方法，属于通讯天线设备技术领域，其具体包括辐射环和耦合环、支撑杆以及天线调谐单元盒，耦合环设置在辐射环的内侧，且耦合环通过支撑杆与天线调谐单元盒连接；天线调谐单元盒包括调谐网络单元、调谐模式选择电路、阻抗与驻波检测单元、频率检测单元及控制单元，频率检测单元和阻抗与驻波检测单元与控制单元连接，控制单元与调谐模式选择电路连接，调谐模式选择电路与调谐网络单元连接，且调谐模式选择电路通过控制开关与辐射环、耦合环电连接。天线调谐采用混合调谐模式，即低频段耦合调谐模式和高频段匹配网络调谐模式，解决了目前使用的短波天线效率低、体积大、存在通信盲区、不便携带的问题。

技术领域

本发明属于通讯天线设备技术领域，具体涉及一种自动调谐短波环天线及其调谐方法。

背景技术

目前市面上应用的短波天线存在天线效率较低的现象，一些频带宽的短波天线则其体积相对较大，制造成本较高，在一些空间受限的车载、机载、背负等移动短波通讯的场合不适用。短波通信频段较宽，窄带天线的输入阻抗随频率而变化，是一个复阻抗，一般的环天线通过连接在大环末端的可调电容实现天线的发射机间的阻抗匹配，可调范围一般在3-12MHz。现有的短波通讯主要有鞭天线、半环天线和双极天线等形式，鞭天线体积较小、结构简单，可用于近距离(地波)或较远距离(天波)的通信，如常用的背负型2.4米或10米鞭天线，其有效地波通信距离为10公里左右，而天波的通信距离则在几十到一百多公里以上，从而存在很大的通信盲区；双极天线的通信盲区小，但是其结构限制了它的灵活性，不能很好地用于短波背负型或车载移动型通信。半环天线是一种短波全频段调谐天线，但因其调谐网络单元的效率较低，因而通信效果不佳。

发明内容

为了解决上述短波天线存在的效率低、体积大、通信存在盲区、不便展开和收拢等问题，本发明提出了一种自动调谐短波环天线及其调谐方法。其具体技术方案如下：

一种自动调谐短波环天线，包括辐射环和耦合环、支撑杆以及天线调谐单元盒，耦合环设置在辐射环的内侧，且耦合环通过支撑杆与天线调谐单元盒连接；所述天线调谐单元盒包括调谐网络单元、调谐模式选择电路、阻抗与驻波检测单元、频率检测单元及控制单元，所述频率检测单元和阻抗与驻波检测单元与控制单元连接，所述控制单元与调谐模式选择电路连接，所述调谐模式选择电路与调谐网络单元连接，且调谐模式选择电路通过控制开关与辐射环、耦合环电连接。

进一步限定，所述调谐网络单元包括电感电路组、第一电容电路组、第二电容电路组和第三电容电路。所述电感电路组与第三电容电路构成串联支路，第一电容电路组、串联支路和第二电容电路组构成π型调谐匹配网络。

进一步限定，所述辐射环包括上半环、下半环和连接件，所述上半环和下半环之间通过连接件连接。

进一步限定，所述支撑杆包括上杆和下杆，上杆与下杆铰接。

进一步限定，所述阻抗与驻波检测单元与耦合环连接；所述频率检测单元与电台连接。

进一步限定，所述耦合环嵌装在辐射环内侧任意位置且与辐射环在同一环面上。

本发明还提供了上述的自动调谐短波环天线的调谐方法，其包括以下步骤：

(1)由频率检测单元检测出电台的工作频率、阻抗与驻波检测单元检测出天线的输入阻抗，控制单元判断是低频段还是高频段工作；

(2)若控制单元判断为低频段工作，控制单元通过控制调谐模式选择电路切换到耦合调谐模式，即先采用电容将感性电抗抵消，然后通过辐射环和耦合环进行阻抗变换，实现低端频段的阻抗匹配；

若控制单元判断为高端频段工作，控制单元通过控制调谐模式选择电路切换到匹配网络调谐模式，即调谐网络单元的二进制可调电感和电容的串并联调谐模式，对辐射环进行阻抗调谐，实现高端频段的阻抗匹配。