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nternet Technology 一种可伸缩鞭状天线的设计 ___□鲁赛中国电子科技集团公司第二十二研究所
【摘要】鞭状天线是短波天线的一种常见的结构形式，因其具有结构简单、体积小，全向性，易于机动化等特点得到了广泛应用。 本文详细地介绍了一种可伸缩鞭状天线设计方案，对于该类天线在机动平台上的应用具有重要的参考价值。
【关键词】鞭状天线可伸缩天线结构机动平台
引言
鞭状天线是短波天线的一种常见的结构形式m，其形状多为杆状，具有结构简单、体积小，全向性，易于机动化等优点，广泛应用于通信、侦收、监视等领域。
本文提供了一种可收缩鞭状天线的结构设计方案，为鞭 状天线在舰船、车载、背负等机动平台的应用提供指导。
一、 常见鞭状天线
常见的鞭状天线高度有2.4米、4米、6米、10米等尺寸，天线尺寸较大，在机动平台使用时不易直接收纳和搬运，所 以在实际应用过程中一般需要将天线杆拆分成多个短节，以 满足天线的收纳和机动性要求。
目前市场上的天线杆一般采用金属材料，节与节之间的连接多采用插接和螺纹连接的方式，天线杆即为天线的辐射体。但这两种连接方式由于电接触点较多，在长时间使用后，接触点易氧化、锈蚀，导致电接触不良，影响天线的电气性能；并且天线在收纳时，由于天线短节需要并排放置，占用 空间较大。
二、 天线方案设计
本文提供的设计方案，天线由支撑杆、辐射线、收线盒等部分组成，如图1所示。支撑杆采用套管式结构，可以手动伸缩，收纳时充分利用了管内空腔，减少了收纳体积；辐 射线选用连续的软导线，减少了电接触点的数量，增加了电连接的稳定性；支撑杆底部安装收线盒，天线收拢时，将辐射线收纳到收线盒内部空腔内，天线展开时，将辐射线释放到支撑杆内部空腔内；收线盒内部安装发条弹簧m，使辐射线可以随支撑杆的伸缩而自动收放，提高了天线的架设和撤收效率。 三、2.4米鞭状天线结构设计
本文以2.4米鞭状天线为例阐述该方案的具体结构设计。
3.1支撑杆结构设计
天线支撑杆为等截面套管，采用强度高、质量轻、绝缘
性好的玻璃钢薄壁管，不仅减轻了天线的重量，同时减小了
对天线性能的影响。
支撑杆展开长度约为2.4m，天线收纳长度约为500m m，根据设计要求，将支撑杆分为6个短节，每节套管
壁厚约为1m m，相邻两节套管之间有l m m〜2m m左右间隙，保证支撑杆可以自由滑动。同时，为了保证天线在展开过程中，支撑杆不会在拉力作用下脱出，而且也不会在重力以及
发条弹簧产生的拉力作用下自动回缩，需要在相邻两节套管
之间设计限位结构。
如图2所示，在相邻两节套管的外层套管一端安装限位
接头，接头可以借助螺纹在套管外侧左右滑动，同时，在内 层套管一端设计凸台，并在内、外层套管之间的安装限位钢珠，当限位接头滑动到钢珠位置时，将钢珠推入内层套管的 限位凹槽内，达到限位目的。另外，内层套管的凸台除了具
有限位作用，还起到减小套管之间的间隙，保证支撑杆展开
时的结构稳定性的作用。
图2支撑杆设计
3.2收线盒结构设计
收线盒安装在支撑杆底部，主要起到收放辐射线的作用，并通过转接接头将辐射线连接到天调或匹配器上，形成电气通路。
收线盒由绝缘外壳、绕线轮、转接接头等部分组成（如 图3所示）。收线盒外形尺寸约为116m m (长）x40m m(宽）x 132m m (高）〇
绝缘外壳和绕线轮选用强度髙、绝缘性好的玻纤增强尼龙、A B S等非金属材料制作，转接接头选用导电性能好，可 焊接的紫铜制作。
2.4米鞭状天线常在背负平台使用，因此将收线盒作为
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天线的安装底座，在绝缘外壳底部设计法兰接口，直接安装 到背架上；绝缘外壳与支撑杆连接处为应力集中点，因此设 计加强筋保证其结构强度。
绕线轮安装在绝缘外壳的空腔内，可以绕固定轴转动。 绕线轮内部安装发条弹簧，天线展开时，辐射线牵引绕线轮 转动，发条弹簧收紧储能；天线收拢时，发条弹簧依靠储备 的能量，驱动绕线轮转动，将辐射线自动收纳到收线盒内部 的空腔内。
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图3
宇山自动化
收线盒设计
3.3辐射线的选用和安装
由于该方案要求辐射线能够随着支撑杆的收拢而自由地 缠绕到收线轮上，而且在天线展开时还要承受一定的拉力， 因此要求辐射线不仅能满足天线的电气性能，还要满足结构 性能。本方案选用了直径2m m 的镀银铜芯特软绞线，满足 以上使用要求。
为了保证电气连接的可靠性，辐射线的上、下两端均采 用焊接方式连接到相应的金属接头上。
轻触开关电路如图4所示，辐射线上端焊接到金属接头以后，再将金 属接头安装到支撑杆上，保证支撑杆伸缩时可以带动辐射线 的收放。
图4
辐射线上端连接
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如图5所示，辐射线下端先穿过绕线轮后再焊接到转接 接头上，利用绕线轮的绝缘性能保证辐射线与发条弹簧的绝 缘间距。
图5辐射线下端连接
四、 天线的架设和撤收
2.4米鞭状天线结构简单，体积较小，背负使用时，可 以以背架为基座，单人完成架设和撤收。
线架设过程如下：
a )将天线从背包内取出，组装到背架的安装接口上；h )将天线倾斜，使之与地面成较小角度，然后依次将
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各支撑杆短节抽拉到限位接头位置，旋动限位接头，将限位 钢珠推到限位凹槽内，将各短节固定好；
c )将天线直立，并旋紧收线盒转接接头旋钮，使电气
通路导通，然后连接天调、电台等设备，完成天线架设。
天线撤收过程如下：
a )旋松收线盒转接接头旋钮，使绕线轮可以自由转动；h )将天线倾斜，使之与地面成较小角度，反向旋动限
位接头，使限位钢珠从限位凹槽内脱出，然后依次将支撑杆 短节收拢；
c )将天线从背架上拆卸，并收纳到背包内，完成天线
撤收。
五、 结语
本文提供了一种可伸缩鞭状天线的结构设计方案，并以 2.4米鞭状天线为例阐述了天线各部分的结构设计，并对天 线的架设和撤收过程进行了介绍。而在具体的实施过程中还 需要根据天线的设计要求、安装条件以及使用环境等因素对 天线各部件的设计参数进行详细的设计、计算和校核，如支 撑杆短节的长度、直径，发条弹簧的卷绕力，在不同平台应 用时天线的安装形式等。
电脑绣花制版随着市场对天线设备小型化、机动化的需求日益提高|3i ， 本文提出的天线设计方案对于类似天线在机动平台的应用具
有重要的参考价值。
参考文献
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应急调度[3] .李思聪，凌孝明，短波宽带有源鞭天线设计[D].新乡：电波科学学报，2014
鲁赛（1988-9)，男，汉族，山东省即墨市，硕士研究生学历，结构设计师，工程师，研究方向：主要从事天线结构设计工作。
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