專利名稱：短波多機共用天線隔離耦合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及短波發(fā)射系統(tǒng)用的隔離耦合系統(tǒng)，特別涉及一點對多點通信系統(tǒng)中用的多機共用天線隔離耦合系統(tǒng)。
國內(nèi)外現(xiàn)有的發(fā)射機共用系統(tǒng)，是由三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)和天線構(gòu)成的三部發(fā)射機共用系統(tǒng)，因其只能由三部發(fā)射機共用一部天線，因此天線利用率不高。為了能夠?qū)崿F(xiàn)三路以上的通信，只能再增加這樣的系統(tǒng)，這無疑又會大大增加天線的占地面積。另外，多路信號需隔離耦合，而目前的多路隔離耦合器多是基于短截傳輸線原理和基于陷波電路原理，由于這兩種隔離耦合器當工作頻率改變時調(diào)諧困難，只適于點頻工作，而這與短波通信需要經(jīng)常改變工作頻率的特點相矛盾，因此在實際產(chǎn)品中未被廣泛應(yīng)用。國外生產(chǎn)的由濾波器并聯(lián)構(gòu)成的多路隔離耦合器有兩個頻率通道，一個通道處于天線工作頻帶的較低頻段內(nèi)，另一個通道處于天線工作頻帶的較高頻段內(nèi)，兩部發(fā)射機分別工作在其中一個通道內(nèi)，工作頻率可在相應(yīng)的通道內(nèi)任意改變，而不需調(diào)諧耦合器。低通道對高通道的隔離度由高通道濾波器阻帶在低通道內(nèi)的衰減決定，同樣，高通道對低通道的隔離度由低通帶濾波器阻帶在高通道內(nèi)的衰減決定。通常要求隔離度不小于30dB，因此，高低通道間的間隔即是從濾波器通帶邊沿到阻帶衰減為30dB處的頻帶寬度稱為保護帶寬。可見，這種耦合器保護頻帶較寬，使天線的工作頻帶不能充分利用。
本發(fā)明的目的在于提供一種短波多機共用天線隔離耦合系統(tǒng)，提高天線利用率并使天線占地面積大大減少。
本發(fā)明進一步的目的是通過在該系統(tǒng)中采用保護頻帶窄且不需調(diào)諧的多路隔離耦合器，使天線的工作頻帶能夠充分利用。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案短波多機共用天線隔離耦合系統(tǒng)，包括三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)和天線，它還包括多路隔離耦合器，多路隔離耦合器和三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)通過高頻傳輸線相連接。
多路隔離耦合器由兩個以上的信號隔離耦合器輸出端級聯(lián)而成，信號隔離耦合器由兩個完全相同的寬帶傳輸線變壓器魔T、兩對完全相同的全通網(wǎng)絡(luò)移相器和兩個完全相同的濾波器組成，并按魔T、移相器、濾波器、移相器、魔T的順序依輸入輸出關(guān)系順次連接，兩對移相器相對于濾波器呈對角線對稱，每對移相器的兩個移相器φA、φB的相位差為90°。
移相器φA由電感La1、La2、電容Ca1、Ca2組成，移相器φB由電感Lb1、Lb2、電容Cb1、Cb2組成，移相器φA、φB的共同端接地。
本發(fā)明用多路隔離耦合器和三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，使多部發(fā)射機(9-12部)能共用一付天線，天線處于寬頻帶、全方位、多波束工作，可實現(xiàn)近中遠不同距離上一點對多點的通信，這不但提高了天線的利用率，而且極大地減少了天線場地，節(jié)約開支，維護省時省力方便，此外還改善了電磁環(huán)境。本發(fā)明的多路隔離耦合器保護頻帶窄且不需調(diào)諧，使天線的工作頻帶得以充分利用。某些路路之間是雙重隔離，隔離度高，這些路可分別接收發(fā)信機同時工作，互不影響。
以下結(jié)合附圖并通過實施例進一步說明本發(fā)明

圖1為本發(fā)明的框圖；圖2為本發(fā)明多路隔離耦合器的原理框圖；圖3為信號隔離耦合器的電路原理圖；圖4、5分別為三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)的框圖及原理圖；圖6、7分別為天線軟拉線固定法和四地錨固定法的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8、9分別為圖6、7的俯視圖。
實施例短波多機共用天線隔離耦合系統(tǒng)由多路隔離耦合器、三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)、天線構(gòu)成，多路隔離耦合器與三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)通過高頻傳輸線(同軸電纜)相連接。多路隔離耦合器由兩個以上的信號隔離耦合器輸出端級聯(lián)而成，信號隔離耦合器由兩個完全相同的寬帶傳輸線變壓器魔T、兩對完全相同的全通網(wǎng)絡(luò)移相器和兩個完全的濾波器組成，并按魔T、移相器、濾波器、移相器、魔T的順序依輸入輸出關(guān)系順次連接，兩對移相器相對于濾波器呈對角線對稱，每對移相器的兩個移相器φA、φB的相位差為90°，移相器φA由電感La1、La2、電容Ca1、Ca2組成，移相器φB由電感Lb1、Lb2、電容Cb11、Cb2組成，Ca2、Cb2的共同端接地。
魔T的各端口輸入輸出關(guān)系為信號從C端輸入時，由A、B兩端等幅同相輸出，D端無輸出；信號從D端輸入時，由A、B兩端等幅反相輸出，C端無輸出；信號從A、B兩端等幅同相輸入時，從C端合成輸出，D端無輸出；信號從A、B兩端等幅反相輸入時，從D端合成輸出，C端無輸出。可見C、D端始終是隔離的，隔離度等于或大于30dB。設(shè)信號F1處于濾波器的通帶內(nèi)，假定從C端輸入，則從A、B兩端等幅同相輸出，經(jīng)過第一次移相后，順利通過濾波器，再經(jīng)第二次移相到A′、B′兩點，其相位關(guān)系不變，仍為等幅同相，因此從C′端合成輸出。設(shè)信號F2處于濾波器的阻帶內(nèi)，并經(jīng)D′端輸入，則從A′、B′兩端等幅反相輸出，經(jīng)過移相器后到達濾波器而被反射回束，再經(jīng)過移相器回到A′、B′，即成為等幅同相信號，因此也從C′端合成輸出，這樣就實現(xiàn)了兩路信號的隔離耦合。由于信號F1對F2的隔離度就等于魔TC、D兩端的隔離度，而信號F2對F1的隔離度則等于魔T的隔離度加濾波器的阻帶衰減。因此，僅以確保兩路信號隔離而言，F(xiàn)2和F1之間是不需要保護頻帶的，兩通道的隔離度只由對F2的傳輸損耗的要求來確定。例如，若要求F2最低傳輸效率為95％，則濾波器的阻帶最小衰減只要達到13dB即可。這樣，保護帶寬是從濾波器通帶邊沿到阻帶衰減為13dB處的頻帶寬度，因此保護帶寬窄，天線的工作頻帶能夠充分利用。
三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)由阻抗變換器和由電感構(gòu)成的隔離耦合器組成。天線采用倒錐四臂單塔結(jié)構(gòu)對數(shù)周期螺旋線天線，用軟拉線固定法或四地錨固定法固定天線幕，見圖6、7、8、9。三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)和天線屬于現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。
該系統(tǒng)中多路隔離耦合器的信號隔離耦合器分為3組，每組由3-4個信號隔離耦合器組成，相應(yīng)地，每組可以和3-4部發(fā)射機相匹配，多部發(fā)射機的信號分別從信號隔離耦合器魔T的C端輸入，多路信號經(jīng)多路隔離耦合器隔離耦合，從C′端輸出由高頻傳輸線(同軸電纜)將高頻混合信號送至三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)，再進一步隔離耦合，由E、F、G、H端輸出高頻信號依次與天線四臂連接，由天線將高頻信號變成電磁波并形成三個模式將電磁波全方位地向空間輻射。天線輻射以水平分量為主的橢圓極化波，因此該系統(tǒng)抗極化衰落的能力強，可改善和提高通信質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.短波多機共用天線隔離耦合系統(tǒng)，包括三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)和天線，其特征在于，它還包括多路隔離耦合器，多路隔離耦合器和三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)通過高頻傳輸線相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的隔離耦合系統(tǒng)，其特征在于，多路隔離耦合器由兩個以上的信號隔離耦合器輸出端級聯(lián)而成，信號隔離耦合器由兩個完全相同的寬帶傳輸線變壓器魔T、兩對完全相同的全通網(wǎng)絡(luò)移相器和兩個完全相同的濾波器組成，并按魔T、移相器、濾波器、移相器、魔T的順序依輸入輸出關(guān)系順次連接，兩對移相器相對于濾波器呈對角線對稱，每對移相器的兩個移相器φA、φB的相位差為90°。
3.如權(quán)利要求2所述的隔離耦合系統(tǒng)，其特征在于，移相器φA由電感La1、La2、電容Ca1、Ca2組成，移相器φB由電感Lb1、Lb2、電容Cb1、Cb2組成，移相器φA、φB的共同端接地。
全文摘要
短波多機共用天線隔離耦合系統(tǒng),包括三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)和天線,它還包括多路隔離耦合器,多路隔離耦合器和三模匹配饋電網(wǎng)絡(luò)通過高頻傳輸線相連接。多路隔離耦合器由兩個以上的信號隔離耦合器輸出端級聯(lián)而成,信號隔離耦合器由兩個完全相同的寬帶傳輸線變壓器魔T、兩對完全相同的全通網(wǎng)絡(luò)移相器和兩個完全相同的濾波器組成。本發(fā)明提高了天線利用率,并使天線占地面積大大減小,使天線的工作頻帶得以充分利用。
文檔編號H03H7/00GK1222007SQ97119878
公開日1999年7月7日 申請日期1997年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月31日
發(fā)明者高鳳玉, 張廣求, 羅小武, 白貴芳, 李善文 申請人:中國人民解放軍信息工程學院