專利名稱：特別適于船載的運(yùn)行于hf范圍的寬帶結(jié)構(gòu)天線的制作方法
特別適于船栽的運(yùn)行于HF范圍的寬帶結(jié)構(gòu)天線本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)天線，并且具體地說(shuō)涉及運(yùn)行于HF頻率范圍中 的寬帶結(jié)構(gòu)天線。更具體地-沈，本發(fā)明涉及在權(quán)利要求1前序部分所述類型的天線 系統(tǒng)。在用于船載的無(wú)線電通信系統(tǒng)中，在通常用于船舶通信(naval communication)的HF頻率范圍(2 MHz - 30 MHz)內(nèi)，目前使用的天線 不但必須要滿足在整個(gè)頻帶頻率范圍的多個(gè)傳輸信道中運(yùn)行的要求， 和允許地平線附近的(表面波或海波，距離最遠(yuǎn)大約100公里)、地平 線之上(BLOS，超視距，距離超過(guò)大約IOO公里)和在高仰角(NVIS, 近垂直入射天波)處鏈路的要求，而且必須盡可能緊湊，以便與船舶甲 板單元上的可用空間相適宜。因此，已知為"多信道"系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)已浮支提出用于通過(guò)使用單 一寬帶天線而組合多個(gè)傳輸信道，在寬帶天線的輸入端，多個(gè)傳輸信 道通過(guò)組合電路加在一起。這些多信道系統(tǒng)借助于功率放大器(一般大 約在lkW級(jí)另U)而構(gòu)成，功率放大器可獨(dú)立地分配到不同服務(wù)或單個(gè) 信道。對(duì)于這種解決方案，功率控制很關(guān)鍵，并且由于存在組合電路， 因而有功率損失。例如，可指出的是，單天線中八個(gè)信道與混合變壓器的組合會(huì)產(chǎn) 生供應(yīng)到每個(gè)信道的大約125 W有效功率，峰值功率為8KW。因此， 多信道系統(tǒng)要求放大器提併比實(shí)際輻射功率數(shù)量級(jí)更多的功率，并且 會(huì)遭受相當(dāng)大的效率損失。此問(wèn)題通常通過(guò)為船只安裝多天線而解決，這些天線具有不同配 置并運(yùn)行于單獨(dú)的頻率子頻帶上，各天線都分配到特定的信道。例如，"扇形"天線(fan antennae)用于2 MHz到8 MHz頻率范圍處 具有高仰角的鏈路，并且在必要時(shí)裝載的、具有"鞭狀，，幾何形狀的天 纟戔一皮用于;爭(zhēng)》皮通4言(sea wave communication),牙口 10 MHz到30 MHz 頻率范圍處高于地面線的通信。用于不同通信服務(wù)和模式的多天線的共存不但要求船上有大量的 空間、復(fù)雜的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和完善的控制系統(tǒng)，而且它還具有如下缺點(diǎn) 產(chǎn)生能夠降低各天線預(yù)期性能的干擾(例如，對(duì)于先存在的船舶結(jié)構(gòu))。有效使用可用空間的問(wèn)題一段時(shí)間以來(lái)已經(jīng)在結(jié)構(gòu)解決方案普遍 的航空環(huán)境得到解決，其中，整個(gè)飛機(jī)或其部分(如機(jī)身)通過(guò)適合的 饋電過(guò)程("切口 (notch)"或"毛巾架(towel-bar)，，型天線)而用作輻射元 件。然而，還未發(fā)現(xiàn)船舶環(huán)境中的此類解決方案，在該環(huán)境中，與 HF頻帶中傳輸?shù)碾姶艈?wèn)題解決方案相關(guān)聯(lián)的難題使得此頻帶的通信 逐漸4支;改棄，以便有利于更高效的衛(wèi)星通信。本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)行于HF頻率范圍中的寬帶多功能天 線系統(tǒng)，該系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)用于在船舶甲板單元上的固定安裝，并使得 在有限安裝空間中構(gòu)建高效、靈活和多用途的多信道無(wú)線電通信系統(tǒng) 成為可能。本發(fā)明的又一目的是提供一種天線系統(tǒng)，該系統(tǒng)可形成更復(fù)雜天 線系統(tǒng)的基礎(chǔ)，更復(fù)雜天線系統(tǒng)可能是也允許根據(jù)方向性和掃描容量 而對(duì)輻射圖樣(radio pattern)進(jìn)行控制的 一種系統(tǒng)。為此，本發(fā)明提出了一種具有如權(quán)利要求1所述的特征的結(jié)構(gòu)天 線系統(tǒng)。相關(guān)權(quán)利要求項(xiàng)中限定了特定的實(shí)施例。天線輻射元件的特殊裝置和在這些元件中包含具有主要為垂直向 的延伸部的先存在船舶結(jié)構(gòu)，并為線性輻射裝置提供支持及提供對(duì)由 于存在所述船舶結(jié)構(gòu)而造成此裝置輻射特性(mdiation characteristic)的 失真效應(yīng)的固有補(bǔ)償，因此本發(fā)明提出的天線系統(tǒng)保證可克服現(xiàn)有技 術(shù)天線的限制。多信道通信^^莫式的實(shí)現(xiàn)取決于提供形成多功能天線的電阻抗部 件，換而言之，該天線是一種可根據(jù)運(yùn)行頻率而配置的天線。電阻抗部件的提供也有利于補(bǔ)償在所有情況下由于與存在的其它 船舶結(jié)構(gòu)耦合而造成的失真效應(yīng)成為可能，從而允許在設(shè)計(jì)階段或安 裝期間修改天線的裝載條件。根據(jù)互易定理，無(wú)論天線是用作接收天線還是發(fā)射天線，其性能 和特性保持不變，因此，在此說(shuō)明書(shū)中，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)而考慮了發(fā)射天 線的運(yùn)行，并且一些特性的定義涉及了此因素，但不排除在接收中使 用部件。簡(jiǎn)要地說(shuō)，本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)在其最簡(jiǎn)單的配置中的特 征在于，將線性輻射裝置(通過(guò)各種定向線材元件組合而產(chǎn)生)耦合到 在先存在的導(dǎo)電船舶結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)具有主體垂直的延伸部分，諸如煙囪 或塔樓等，其高度一般類似于常規(guī)船舶的"鞭狀"天線的高度。此類結(jié) 構(gòu)不但具有在船舶環(huán)境中存在的固有性能，而且充當(dāng)線性輻射裝置的 支撐物和天線系統(tǒng)本身的一部分。有利的是，所形成的結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)相當(dāng)簡(jiǎn)單，不會(huì)顯著增加形成 船舶結(jié)構(gòu) 一部分的在先存在的結(jié)構(gòu)的總尺寸。線性輻射裝置具有主體垂直的總尺寸，并包括具有主體垂直的延伸部分的々責(zé)電導(dǎo)電分支(fed conducting branch),該分支通過(guò)至少一個(gè) 具有主體水平的延伸部分的導(dǎo)電分支連接到充當(dāng)接地回路導(dǎo)電元件 的船舶結(jié)構(gòu)，以便形成至少一個(gè)閉路。一種類型的結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)附加的有成角導(dǎo)電分支，該分支連 接具有垂直延伸部分的饋電分支與具有水平延伸部分的連接分支，該 類型的結(jié)構(gòu)使得通過(guò)方便地選擇天線輻射元件的配置而形成多個(gè)電 流路徑成為可能。上述配置之一的選擇是自動(dòng)的具取決于HF范圍的不同頻率子頻 帶，并且由于電阻抗部件的性能而執(zhí)行，該部件至少部分為集總恒定 雙端子電路，優(yōu)選為串聯(lián)或并聯(lián)諧振配置的雙端子LC電路形式，它型)，以便在低、中和高仰角形成輻射圖樣?；诒景l(fā)明提出的輻射裝置的結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)可配置有一個(gè)或多個(gè) 饋電點(diǎn)，并且可在單信道或多信道模式中運(yùn)行。包括單個(gè)線性輻射裝置，并因此包4舌單々貴電點(diǎn)的天線系統(tǒng)可用作 多功能寬帶輻射器(就上面定義的意義而言)，在整個(gè)HF頻帶中駐波比小于3:1，并且輻射效率在2MHz與10 MHz之間大約為0.5%-30%, 在10 MHz與15 MHz之間大約為30%-50%,并且在15 MHz與30 MHz 之間大約為50%-80%。通過(guò)將多個(gè)類似的線性輻射裝置連接到在先存在的導(dǎo)電船舶結(jié) 構(gòu)，就產(chǎn)生了適于運(yùn)行在多信道或單信道才莫式的多饋結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)， 可根據(jù)特定服務(wù)類型為輻射圖樣定形和定向。在第一種情況下(廣播通信)，具有多饋電點(diǎn)(端口)的配置使得為每 個(gè)端口分配不同信道(信號(hào))成為可能，因此避免了使用組合電路，并 提供了天線系統(tǒng)更高效率和傳輸系統(tǒng)更低成本的明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)限制 了輻射裝置的總尺寸。在第二種情況下，在多信道^t式中，換而言之，當(dāng)多個(gè)饋電端用 于單個(gè)信道(信號(hào))時(shí)，可為輻射瓣波定形(尤其是縮小)和定向，以在性能方面實(shí)現(xiàn)增益。具體而言，可優(yōu)化非廣播通信中發(fā)射的功率，為此可在有限角度區(qū)域(angular sector)中.包含輻射。有利的是，這使得相同天線系統(tǒng)可用于海波、電離層反射和NVIS通信。也可降低傳送的功率，并因此限制與船舶的其它結(jié)構(gòu)的相互影響。 另一個(gè)功能涉及通過(guò)控制到每個(gè)輻射裝置的饋電信號(hào)幅度和相位，將單信道天線系統(tǒng)作為具有制導(dǎo)和掃描能力的天線陣凈乘作的可能性。有利的是，提出的配置適用于在低頻(2 MHz - 10 MHz)在所有方 向產(chǎn)生足夠均勻的輻射，并在中頻和高頻(l0 MHz - 30 MHz)的水平面 中產(chǎn)生全向輻射，因而允許同時(shí)提供在HF頻帶所需的所有服務(wù)，即 在不同仰角處的海波、天波和地平線之上通信，而無(wú)需天線系統(tǒng)或其 饋電電路的任何機(jī)械修改或重新配置。下面的詳細(xì)說(shuō)明參照附圖作為示例提供而并非限制含意，它更全 面地顯示出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)側(cè)面和頂部圖示；圖2是沿圖1天線系統(tǒng)的線性輻射裝置的電阻抗部件的分布圖示；圖3是圖1天線系統(tǒng)的饋電電路的圖示；圖4a-4f是圖1結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)在HF頻帶的不同頻率處的輻射圖樣 的表示^圖5是本發(fā)明提出的具有多饋的結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)的透視示；以及圖6示出用于帶有圖4的多饋的結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。本發(fā)明提出的適于運(yùn)行在HF頻率范圍(2 MHz - 30 MHz)中的寬 帶多功能結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)一^:表示為10。在圖1中，在安裝配置中示出 了用作連接到饋電單元12和地面GND的發(fā)射天線。如本說(shuō)明書(shū)介紹部分中所述，根據(jù)互易定理，天線的性能和特征 保持不變，而無(wú)論它是用作接收天線還是發(fā)射天線。下面的說(shuō)明部分 只作為例示而無(wú)限制含意，它將涉及發(fā)射天線系統(tǒng)的運(yùn)行，這只是為 了以清晰和適當(dāng)?shù)姆绞蕉x射頻信號(hào)饋電電路的特征。圖1的天線系統(tǒng)表示了包括單個(gè)線性輻射裝置14(并因此具有單 饋電點(diǎn))的結(jié)構(gòu)天線，該裝置14耦合到在先存在的導(dǎo)電船舶結(jié)構(gòu)，該 結(jié)構(gòu)具有定位在子午面中的主體垂直的延伸部分，諸如煙自F等。天線系統(tǒng)的總體配置主體垂直，并且線性輻射裝置優(yōu)選安裝在水 平面上，例如，船舶結(jié)構(gòu)的表面。天線的線性輻射裝置包括具有主體垂直延伸部分的線性輻射元件和具有主體橫向的延伸部分的線材輻射元件，所有這些元件共面。
具有主體垂直的延伸部分的輻射元件形成了連接到饋電單元12
端子的第一垂直導(dǎo)電分支H。
船舶結(jié)構(gòu)包括具有豎立在船舶結(jié)構(gòu)表面上的柱狀體或截錐體的煙
囪F，該船舶結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電材料制成，或者通過(guò)應(yīng)用金屬鍍層而變得導(dǎo) 電。它形成了回路導(dǎo)體，電氣連接到地面GND。
饋電導(dǎo)電分支H通過(guò)橫向?qū)щ姺种нB接到煙囪結(jié)構(gòu)F，而橫向?qū)?電分支包括至少一個(gè)具有主體水平延伸部分的輻射元件，并且饋電導(dǎo) 電分支H與這些后者形成了在饋電單元與地面之間的閉合的矩形路 徑。在離饋電分支H上部自由端的預(yù)定距離處，橫向?qū)щ姺种在 分支的中間點(diǎn)處連接到饋電分支H。
成角導(dǎo)電分支A在其頂端連接到橫向?qū)щ姺种，并且在其下端 連接到垂直導(dǎo)電分支H，連接處位于上述分支的對(duì)應(yīng)中間點(diǎn)，并且在 分支H和W定義的矩形路徑內(nèi)，在饋電單元與地面之間形成了第二 個(gè)封閉的多邊形;洛徑。
在當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中，線性輻射裝置的垂直總尺寸(換而言之， 導(dǎo)電分支H的高度)在HF頻帶最大波長(zhǎng)的大約8%到10%之間(在2 MHz頻率處為150米)，并且優(yōu)選為12米。煙囪主體的高度一^:在 HF頻帶最大波長(zhǎng)的大約6%與10%之間。
線性輻射裝置的總水平尺寸在HF頻帶最大波長(zhǎng)的大約1%與2% 之間(在2MHz頻率處為150米)，并且優(yōu)選為2米。煙自結(jié)構(gòu)主體的 直徑(在所示實(shí)施例中為柱形)一般在HF頻帶處為最大波長(zhǎng)的大約2% 與5%之間。
成角導(dǎo)電分支A的高度等于HF頻帶處最大波長(zhǎng)的大約2。/。，并 且優(yōu)選為3米，而其橫向的延伸部分等于上述波長(zhǎng)的大約0.7%,并且 優(yōu)選為1米。
形成導(dǎo)電分支的輻射元件的直徑大約為HF頻率處的最大波長(zhǎng)的 大約0.1%,并且優(yōu)選為0.15米。諸如煙自主體F等的船舶結(jié)構(gòu)是中空結(jié)構(gòu)，它的側(cè)壁一般具有
0.25米的厚度。
方便的是，橫向?qū)щ姺种在離垂直分支H上部自由端2米距 離處的中間點(diǎn)連接到垂直分支H。成角導(dǎo)電分支A在其中間點(diǎn)連接到 橫向?qū)щ姺种,并在高于垂直導(dǎo)電分支中間點(diǎn)的高度連接到垂直導(dǎo) 電分支H，并且優(yōu)選為在離地面7米，等于分支總高度的大約60%。
參照?qǐng)D2，電阻抗部件Z1和Z2沿導(dǎo)電分支H插入，并且阻抗部 件Z3沿橫向?qū)щ姺种插入，并且又一阻抗部件Z4沿成角導(dǎo)電分 支A插入，優(yōu)選為沿垂直腿。
優(yōu)選是每個(gè)阻抗部件Zl和Z2包括雙端子電抗電路(reactive circuit),如串耳關(guān)諧振LC電路，而每個(gè)阻抗部件Z3和Z4包括雙端子 電阻電路，如簡(jiǎn)單的電阻器。
阻抗部件Zl和Z2的電參數(shù)使得它們形成集總濾波器電路，這些 電路適于在HF頻率范圍的對(duì)應(yīng)子頻帶中選擇性地阻礙電流沿它們連 接的導(dǎo)電分支傳播。
阻抗部件Zl-Z4的電參數(shù)一起使得它們形成沿天線線性輻射裝置 的分布式匹配電^各。
在優(yōu)選實(shí)施例中，阻抗部件Zl、 Z2和Z4分別定位在高于地面 GND3.25米、8.25米和7.75米的高度，而阻抗部件Z3位置離船舶隧 道結(jié)構(gòu)F側(cè)壁1.25米處。
在此處所述的示范實(shí)施例，形成阻抗部件Z1和Z2的雙端子串聯(lián) LC電路的電感和電容的電參數(shù)具有以下值
-雙端子電路Z1具有1.12juH的電感分量，和569.1pF的電容分 量；以及
國(guó)雙端子電3各Z2具有0.073 nH的電感分量和59.8pF的電容分
偶極Z3具有48.6 Q的電阻分量；以及-偶極Z4具有61 O的電阻分量。
很明顯，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠通過(guò)提供比指定更多或更少阻 抗部件，而偏離涉及當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的上述設(shè)計(jì)，條件是部件沿導(dǎo)電 分支定位，以便通過(guò)濾波動(dòng)作而選擇性地控制分支H、 W和A到煙囪 結(jié)構(gòu)F和接地導(dǎo)體(地面)GND的耦合，并且更具體地說(shuō)，以便交替地 從電流路徑中斷開(kāi) 一個(gè)或多個(gè)分支。
饋電單元12包括如圖3所示的信號(hào)匹配和分配電路。
單元12可操作地設(shè)置在天線的線性輻射裝置的基部，并電連接在 導(dǎo)電分支H與承載射頻信號(hào)的傳輸線路之間。
參照傳輸配置，饋電單元12具有經(jīng)傳輸線路L(諸如同軸電纜)而 耦合到射頻信號(hào)源20的輸入端IN，和輸出端口 OUT,通過(guò)使用絕緣 體IS天線的垂直導(dǎo)電分支H被裝進(jìn)輸出端口 OUT。
饋電單元包括具有涉及地面的預(yù)定阻抗變換率為n(優(yōu)選為3.7)的 阻抗升壓變壓器T,升壓變壓器T的一個(gè)端子連接到輸入端IN以接 收射頻信號(hào)，并且另一端子連接到輸出端口 OUT。
已描述的饋電單元可裝入盒狀的金屬容器30中，形成電子屏并接 地GND。這為輸7^傳輸線路形成了 50歐姆的匹配單元。
在運(yùn)行方面，本發(fā)明提出的天線系統(tǒng)如下。
為更好地理解，圖4a-4f示出在垂直(左側(cè)圖)和水平(右側(cè)圖)平面 中的不同頻率的輻射圖樣。
外部源20輸出并沿傳輸線路L傳送的射頻信號(hào)，施加到阻抗變 壓器T，并轉(zhuǎn)移成連接到天線導(dǎo)電分支H的饋電單元12的輸出端 OUT。從此處起，視阻抗部件性能確定的線性裝置的配置而定，它根 據(jù)頻率及由此根據(jù)天線所需的功能類型，而選擇性地沿線性輻射裝置 和煙自結(jié)構(gòu)分布。
在2 MHz與10 MHz之間的低頻處，阻抗部件Z2開(kāi)始運(yùn)行以阻 礙在饋電分支H上部中的電流，以便線性裝置中的電流流過(guò)導(dǎo)電分支 H的下部，沿著成角導(dǎo)電分支A和與煙囪結(jié)構(gòu)相鄰的導(dǎo)電分支W部分的內(nèi)部路徑。天線系統(tǒng)因此具有類似于"半環(huán)"配置輻射和"鞭狀，，配
置輻射組合而提供的輻射沖莫式。所形成的輻射圖樣(圖4a-4c的輻射圖 樣)在所有方向上大致均勻，因而允許在不同仰角的海波和天波通信。 在10 MHz與30 MHz之間的中頻和高頻，無(wú)阻抗部件阻礙電流， 并且電流趨向于流過(guò)所有線材輻射元件，尤其包括垂直饋電導(dǎo)電分支 H的上部，直到自由端。線性裝置的配置和對(duì)應(yīng)天線系統(tǒng)的輻射才莫式 (圖4d-4f中的輻射圖樣)因此類似于鞭狀天線的輻射圖樣，鞭狀天線 在水平面、低仰角和中仰角具有全向輻射圖樣，并適用于海波和BLOS 通信。
參照?qǐng)D5和圖6所示的天線系統(tǒng)，描述的是具有多饋的結(jié)構(gòu)天線 系統(tǒng)，包括多個(gè)線性輻射裝置114,這些裝置的幾何形狀和特征類似 相對(duì)于圖1所示實(shí)施例描述的裝置14的幾何形狀和特征，而圖1所 示實(shí)施例涉及具有單饋的結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)。
每個(gè)線性輻射裝置114連接到類似所述單元12的對(duì)應(yīng)饋電單元 112,并耦合到具有主體垂直的延伸部分的在先存在的導(dǎo)電船舶結(jié)構(gòu)， 如煙自F， /人而形成電連4妄到例如船舶結(jié)構(gòu)表面等水平面GND的回 路導(dǎo)體。
在當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中，提供有定位在所述船舶結(jié)構(gòu)子午面中并 以相同的60度角間隔隔開(kāi)的6個(gè)相同的輻射裝置114。
控制和信號(hào)處理單元200連接到饋電單元112，并設(shè)置為控制從 信號(hào)源通過(guò)對(duì)應(yīng)饋電單元112注入線性輻射裝置114的射頻電流的幅 度和相位。
電流根據(jù)射頻信號(hào)的頻率及幅度和相位，沿?zé)熥越Y(jié)構(gòu)的導(dǎo)電分支 和柱狀導(dǎo)電體分配。視從天線所需的功能而定，可同時(shí)或以預(yù)定的相 差饋電6個(gè)饋電點(diǎn)，以及在必要時(shí)部分饋電，從而通過(guò)在空中中附加 輻射場(chǎng)，而提供具有掃描能力的全向多信道輻射配置或定向配置。
應(yīng)注意的是，在前面論述中提出的本發(fā)明實(shí)施例只是示例性的而 不是限制性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在基于本發(fā)明原理的不同實(shí)施例中輕松地應(yīng)用本發(fā)明。就定位饋電導(dǎo)電分支和/或橫向?qū)щ姺种б员阍?傾斜方向連接到船舶結(jié)構(gòu)的可能性而言，或者就從諸如曲線元件等非 直線線材元件形成橫向連接分支和成角分支，以得到更大的天線結(jié)構(gòu) 的機(jī)械穩(wěn)定性而言，或者同樣就將線性輻射裝置耦合到除煙囪外的船 舶結(jié)構(gòu)(例如配備用于安裝在更高頻率操作的天線的塔樓)的可能性而 言，情況尤其如此。很明顯，在保持本發(fā)明原理的條件下，在不脫離如隨附權(quán)利要求 書(shū)定義的本發(fā)明保護(hù)范圍的情況下，應(yīng)用的形式的構(gòu)造細(xì)節(jié)因此可廣 泛地改變而不同于只作為示例而無(wú)限制含意的所述和所示內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種尤其適用于船舶通信的運(yùn)行于HF頻率范圍中的天線系統(tǒng)，包括適于與接地導(dǎo)體(GND)可操作地關(guān)聯(lián)的線性輻射裝置(14)和至少一個(gè)電阻抗部件(Z1-Z4)，其特征在于，所述線性輻射裝置(14)耦合到在先存在的船舶結(jié)構(gòu)(F)，所述船舶結(jié)構(gòu)具有主體垂直的延伸部分并且是導(dǎo)電的。
2. 如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述在先存在的 船舶結(jié)構(gòu)(F)是基本上為柱形或截錐形的結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求2所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是船的 煙自(F)。
4. 如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述線 性輻射裝置(14)包括-具有主體垂直的延伸部分的多個(gè)線材輻射元件，形成適于可操 作地耦合到射頻信號(hào)饋電電路(12)的第一導(dǎo)電分支(H);以及_具有主體水平的延伸部分的多個(gè)線材輻射元件，形成至少一個(gè)橫向?qū)щ姺种?W)，用于將適于耦合到所述饋電電路(12)的所述導(dǎo)電分 支(H)連接到所述船舶結(jié)構(gòu)(F);所述輻射元件設(shè)置成能夠使得通過(guò)所述船舶結(jié)構(gòu)(F)而在所述饋 電電路(12)與所述接地導(dǎo)體(GND)之間形成至少一個(gè)閉合路徑；以及-多個(gè)電阻抗部件(Z1-Z4)，沿所述導(dǎo)電分支(H， W)插入，并適 用于根據(jù)運(yùn)行頻率而選擇性地形成多個(gè)不同的電流路徑，所述不同的 電流路徑沿著對(duì)應(yīng)于上述輻射裝置的多個(gè)不同的電氣和/或幾何配置 的所述導(dǎo)電分支(H,W)。
5. 如權(quán)利要求4.所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，在離所述饋電分 支(H)上部自由端的預(yù)定距離處，所述橫向?qū)щ姺种?W)在所述饋電分 支(H)的中間點(diǎn)處連接到所述饋電導(dǎo)電分支(H)。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述橫向?qū)нB接。
7. 如權(quán)利要求6所述的天線，其特征在于，所述成角導(dǎo)電分支(A) 包括在水平方向延伸的第一部分，和在垂直方向延伸的第二部分。
8. 如前面權(quán)利要求4到7任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其特征在于， 所述導(dǎo)電分支(H， W， A)在所述天線的運(yùn)行裝置中形成所述天線所處 的垂直面，與所述船舶結(jié)構(gòu)(F)的子午面重合。
9. 如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述線 性輻射裝置(14)的所述垂直延伸部分在所述HF頻帶最大波長(zhǎng)的8%與 10%之間。
10. 如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述 線性輻射裝置(14)的所述^f黃向延伸部分在所述HF頻帶最大波長(zhǎng)的1% 與2%之間。
11. 如權(quán)利要求4所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻抗部 件(Z1-Z4)包括帶集總參數(shù)(Z1， Z2)的雙端子電抗電路，和雙端子電阻 電路(Z3， Z4)。
12. 如權(quán)利要求ll所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述雙端子電 抗電路(Z1, Z2)包括串聯(lián)諧振LC電路。
13. 如權(quán)利要求11或12所述的天線系統(tǒng)，包括在所述饋電導(dǎo)電 分支(H)上設(shè)置的阻抗部件(Zl, Z2)，它們具有的電氣參數(shù)使得它們形 成-電流路徑，包括所述饋電導(dǎo)電分支(H)的一部分、所述成角導(dǎo)電 分支(A)和所述^f黃向?qū)щ姺种?W)的一部分，使得所述天線系統(tǒng)在第一 頻率范圍內(nèi)具有"半環(huán)"配置的輻射圖樣和"鞭狀"配置的輻射圖樣的組 合形式的完整輻射圖樣，以及-多個(gè)電流路徑，包括所述整個(gè)饋電導(dǎo)電分支(H)、所述成角導(dǎo)電 分支(A)和所述整個(gè)^f黃向?qū)щ姺种?W)，使得所述天線系統(tǒng)在第二頻率 范圍內(nèi)具有鞭狀配置的輻射圖樣。
14. 如權(quán)利要求11到13任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述阻抗部件(Z1-Z4)設(shè)計(jì)為能夠?yàn)樗鼍€性輻射裝置(14)的各種配置 形成分布式的阻抗匹配電^各。
15. 如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，包括 耦合到所述輻射裝置(14)的具有主體垂直的延伸部分(H)的所述導(dǎo)電 分支的射頻信號(hào)匹配和分配單元(12)，所述單元包括涉及所述接地導(dǎo) 體(GND)的阻抗升壓變壓器電路(T),此電路具有耦合到信號(hào)傳輸線路 (L)的第 一端子(IN),和耦合到所述導(dǎo)電分支(H)的第二端子(OUT)。
16. 如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，包括耦合到所述船 舶結(jié)構(gòu)(F)以便形成具有多饋的天線系統(tǒng)的多個(gè)線性輻射裝置(l 14)。
17. 如權(quán)利要求16所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述線性輻射 裝置(114)定位在所述船舶結(jié)構(gòu)(F)的子午面中，并且以相等角度間隔隔 開(kāi)。
18. 如權(quán)利要求16或17所述的天線系統(tǒng)，包括連接到所述線性 輻射裝置(114)的對(duì)應(yīng)的饋電單元(112)的控制和信號(hào)處理單元(200), 此單元設(shè)置成能夠控制注入射頻電流的幅度和相位，以便所述線材元 件形成所述輻射裝置(114)。
全文摘要
本文描述了一種尤其適用于船舶通信的、運(yùn)行于HF頻率范圍中的結(jié)構(gòu)天線系統(tǒng)，包括適于和接地導(dǎo)體(GND)可操作地關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)線性輻射裝置(14)，和至少一個(gè)電阻抗部件(Z1-Z4)，其中上述線性輻射裝置(14)耦合到在先存在的船舶結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有主體垂直的延伸部分并用是導(dǎo)電的，如煙囪(F)。具有多饋的結(jié)構(gòu)天線包括多個(gè)線性輻射裝置(114)，這些裝置定位在以相等角度間隔隔開(kāi)的煙囪類型(F)的船舶結(jié)構(gòu)的子午面中。
文檔編號(hào)H01Q5/00GK101243579SQ200680029545
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者F·巴爾達(dá)蒂, G·法爾西奧尼, G·科拉桑蒂, G·馬羅科, L·馬蒂奧尼, M·普羅伊亞, P·托格諾拉蒂, R·佩雷利 申請(qǐng)人:塞雷克斯通信股份有限公司