双碟螺旋型发射天线 【技术领域】
本发明涉及的是一种双碟螺旋型发射天线，用于长波、中波、短波广播信号的发射，属于无线电广播、通讯技术领域。
技术背景
众所周知，传统的长波、中波或短波无线电广播发射的天线装置，均属于对地分布参数、谐振式天线，依据地面镜像原理。其发射天线的高度和地网占有土地面积均与射频电磁波长是密切相关的。一般长波的波长可达3千米以上，中波的波长为180-560米之间，短波的波长也有几十米。如直立塔式中波天线的高度设计为λ/4-λ/2(其λ为射频电磁波的波长)。由此，中波发射天线有上百米的塔高、地网占地面积有几十亩，多则几百亩，可见地网和铁塔架的费用是高昂的。对于1MHZ频率的发射天线，使用1/2λ波长天线时，塔体高为150米；同时必须有以塔体为中心，半径为150米的区域圆内敷埋铜线，地网占用土地约110亩。由此，带来维护难度是可想而知的。对于机房操作人员，在此天线设备中遭受连续大功率电磁辐射，一直是无法解决的问题。
【发明内容】
本发明地目的在于提供一种双碟螺旋型发射天线，用于长波、中波、短波广播信号的发射。克服了上述缺点，具有结构简单，天线高度低、占地面积小、架设维护方便，适合于安装城市楼顶等建筑物之上。同时，天线的底部方向辐射场强极低，从根本上解决对工作人员的有害电磁辐射问题。
一种双碟螺旋型发射天线，包括有辐射器和天线基座两部分构成，辐射器安装在天线基座上；其特征在于辐射器是由上、下两个碟型极板构成的开放电容型辐射器。在上、下两个碟型极板之间有均布的3-8根防雨裙支柱支撑，螺旋型主振线圈垂直设置在上、下两个碟型极板之间并在由防雨裙支柱围成护圈的中心位置处，螺旋型主振线圈通过转接卡具固定在防雨裙支柱上。螺旋型主振线圈上端与上碟型极板相连，螺旋型主振线圈下端穿过下碟型极板与调配箱输出端相连接。
上、下两个碟型极板间的平均高度为λ/40-λ/30；上、下两个碟型极板外圆盘的直径分别为λ/40-λ/30。其中，波长λ为10-4600米。
上、下两个碟型极板由角钢构成碟型骨架，骨架上铺设有铝、铜或不锈钢的蒙皮材料。
防雨裙支柱的每一根支柱由2-8柱节构成，柱节之间以及支柱和碟型板极间由上、下法兰和螺栓连接。每节支柱的上端法兰为裙式防雨结构，支柱的造型为带法兰圆柱、竹节、花瓶及艺术造型。
防雨裙支柱的材料选为高强度高频瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢等绝缘介质材料。
螺旋型主振线圈的材料选为铜管或紫铜管，其表面镀铬处理。
天线基座为方形基座或圆形基座，方形基座的长和宽应大于碟型极板的大圆盘直径的1.5倍。
调配箱设置于天线基座的中间，也可设置于天线基座的侧旁位置。在调配箱内设有屏蔽层，它与天线基座和碟形下极板由铜带接地连接。
在双频共用时，中波天线主振线圈变更为双频主振线圈，双频主振线圈是由匝距较大的高频线圈和匝距较小的低频线圈组成，其中间设有连接点。
本发明的双碟螺旋型发射天线所依据的是经典电磁场理论和传统用集中参数的原理，目的是减小天线的尺寸。但此前该经典理论和传统方法多用于超短波段和线形辐射器或电感辐射器。本发明提出的双碟螺旋型发射天线，其创新点在于使用集中参数、谐振式、开放电容辐射器的天线装置，且应用于长、中、短波段的发射。它的结构尺寸就可以大大减小，天线的发射效率优于传统天线装置。
本发明提供一种双碟螺旋型发射天线，结构简单，天线辐射器的高度低、占地面积小、架设维护方便，适合于安装在城市楼顶等建筑物之上。同时，辐射器的底部方向辐射场强极低，从根本上解决了对工作人员的有害电磁辐射问题，它是广播通讯领域内的一次变革。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图。图中：
1-上碟形极板，2-下碟形极板，3-螺旋型主振线圈，4-支柱，5-转接卡具，6-辐射器 7-天线基座，8-调配箱。
图2为本发明集中参数电路图。其中：
Lo为螺旋型主振线圈的电感，Co为开放电容型辐射器的电容。
图3为螺旋型主振线圈与防雨裙支柱固定的结构示意图。图中：
9-防雨裙式上法兰，10-上法兰孔，11-下法兰，12-支柱卡，13-线圈卡与支柱卡间连接螺栓，14-支柱卡固紧螺栓，16-线圈卡。
图4为图3的A-A剖视图。图中：15-线圈卡固紧螺栓。
图5为中波双频螺旋型主振线圈的结构示意图。图中：
30-双频线圈，31-高频线圈，32-低频线圈，节点-33。
图6为中波高频端设置在高楼顶的示意图。图中
17-楼房，101-平板型极板。实施例
双碟螺旋型发射天线包括有辐射器6和天线基座7两部分，辐射器6安装在天线基座7上。
辐射器6是由上碟型极板1和下碟型极板2构成开放电容型辐射器。上、下两个碟型极板1、2之间的平均高度为λ/40--λ/30(波长λ＝10-4600米)；上、下两个碟型极板外圆盘的直径分别为λ/40-λ/30。上、下两个碟型极板1、2由角钢构成碟型骨架，骨架上铺设有铝、铜或不锈钢的蒙皮材料。
在上、下两个碟型极板1、2之间均布有3-8根绝缘的防雨裙支柱4支撑，螺旋型主振线圈3垂直设置于上、下两个碟型极板1，2之间并由防雨裙支柱4围成护圈的中心位置处。螺旋型主振线圈3通过转接卡具5固定在防雨裙支柱4上。螺旋型主振线圈3的上端与上碟型极板1相连，螺旋型主振线圈3的下端穿过下碟型极板2与调配箱8的输出端相连接。从附图2的电路示意图可以看出，图中的Lo为螺旋型主振线圈的电感，它是本发明螺旋型主振线圈3；Co为开放电容型辐射器的电容极板，它是由上碟型极板1和下碟型极板2构成的开放电容型辐射器。螺旋型主振线圈3的材料选为铜管或紫铜管，其表面为镀铬处理。
防雨裙支柱4的每一根支柱由2-8柱节构成，柱节之间以及支柱和上、下碟型极板1、2之间由防雨裙上法兰9和下法兰11，并有螺栓通过上、下法兰孔10及螺栓相连接。防雨裙支柱4的造型为带法兰的圆柱、竹节、花瓶及其它艺术柱造型。每节支柱的上端法兰9为裙式防雨结构，其目的在于雨季中，支柱4上的防雨裙部分免被雨水侵湿，保持干燥，以免造成上、下两个碟型极板1、2的导通短路，发生故障。支柱4的材料选为高强度高频瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢或其它绝缘介质材料。
螺旋型主振线圈3依靠若干个转接卡具5固定在防雨裙支柱4上。转接卡具5包括有线圈卡16和支柱卡14。线圈卡16通过线圈卡固紧螺栓15夹紧螺旋型主振线圈3，支柱卡14通过支柱卡固紧螺栓14压紧在防雨裙支柱4，线圈卡13与支柱卡14之间通过螺栓13，使螺旋型主振线圈3与防雨裙支柱4连接，使螺旋型主振线圈3牢固地固定在防雨裙支柱4上。
天线基座7为方形基座或圆形基座；方形基座的长和宽应大于碟型极板外圆盘直径的1.5倍。天线基座7先用角钢焊接成珩架结构的方形骨架，然后在上面铺设钢板，下碟型极板2由螺栓与天线基座7相连接并由铜带接地，天线基座7四边由铜带规范接地。
调配箱8的主要功能是担负该天线的阻抗变换任务，通过调节电感及电容的匹配值，确保天线的正常工作。调配箱8设置于天线基座7的中间，也可设置于天线基座7的侧旁位置。调配箱8的箱体(调配箱体可设计为调配室)的外壳或者在调配箱内设有屏蔽层并保证有良好的接地。目的是为避免干扰并使工作人员免于遭受电磁场的辐射，况且本天线装置的磁场辐射很低，从根本上解决工作人员的电磁辐射问题。
在中波频率的高端(频率大于1.3兆赫)的天线架设于高于50米的建筑物17顶上时，上碟形极板1改为平板型极板101。目的是以减少“天波”发射强度，增强“地波”辐射能力。
在双频共用时，中波天线主振线圈变更为双频主振线圈。双频主振线圈30。双频主振线圈30由匝距较大的高频线圈31和匝距较小的低频线圈32组成，中间设有连接点33。低频线圈32输出端及连接节点33分别与调配箱8输出端相连接。使用时，高频线圈31经其节点33构成主振线圈进行高频发射；当使用中波的发射时，高频线圈31+低频线圈32构成主振线圈进行发射。由此一机两用，节约资金。
本发明给出的天线发射功率为0.1KW～1000KW，辐射器的高度为0.6米-150米，占地面积对中波天线来说仅有100平方米左右。