专利名称：U/v全频道室内电视接收天线的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种室内的全频道电视接收天线。
国内外通常的电视接收天线均采用电偶极子型的拉杆天线和磁偶极子型的环状天线，其天线增盖最佳状态为零dB，在非谐振频率状态下增益为负值。由于天线接收灵敏度低，使电视接收效果差，存在雪花、重影现象。
本实用新型的目的是设计一种能够抑制重影，灵敏度高的室内全频道电视接收天线，以便使电视获得良好的接收效果。
为此，本实用新型在U／V频段采用具有移相补偿作用的馈电系统。它由二个VHF对称振子拉杆天线、UHF抛物面反射器、二个UHF对称馈电振子、双层波段开关、以及作为短截线的小于到等于1／4波长的传输线l或x组成。上述的UHF抛物面反射器与二个UHF对称馈电振子组成UHF抛物面天线，上述的一对UHF馈电振子，是二个形状、大小完全相同的角形对称馈电振子，其夹角为30°～60°，其中一对直边借助一固定凸块使其保持平行，此平行直边的二端插入上述的UHF抛物面反射器内侧面中部的二个竖直插空中，而另一对非平行直边则对称地位于UHF抛物面反射器上方的两侧，上述的凸块又与位于UHF对称馈电振子顶角上方的圆形帽连接，此圆形帽位于UHF抛物面反射器的焦点F处。上述的双层波段开关由一个旋钮、六对触刀、一对触片组成，每对触刀和这对触片均是上下双层的，六对触刀位于这对触片的周围。为了使本实用新型能够选择电视发射信号的最佳传播方向，还设计了U／V天线方位调整齿轮组，将其安装在天线底座中，它由主动轮A、第一中间齿轮B和第二中间齿轮C、被动齿轮D、扇形被动齿轮E、以及一个方位调整旋钮组成。上述的第一中间齿轮B同时带动第二中间齿轮C与扇形被动齿轮E。齿轮E和齿轮D中部各有一个垂直其齿轮面的上端带矩形凹口的圈体，它们分别与大套阀和小套阀上的连接圈体的带矩形凸台的下端插结一起，这样，大套阀随齿轮E一起转动，小套阀则随齿轮D一起转动。由于齿轮E直接由齿轮B带动，而齿轮B是通过齿轮C带动齿轮D，且由于上述的小套阀同轴装入大套阀之内，因而大、小套阀的转动方向相向。此外，大套阀上端周围是一环形平台，环形平台两侧各有一个固定柱，二个形状、大小相同的成钝角的角形天线套管二端分别与上述的相应固定柱相连，且均可绕相接处的水平销轴沿竖直方向转动。二个VHF对称振子天线分别插入上述的相应的天线套管的另一端中。上述的UHF抛物面反射器与天线底座是借助一个柱形支架连在一起，此柱形支架下端与位于底座面盖上的小套阀上端相连，而柱形支架的上端又与UHF抛物面反射器外侧面中部连接，此抛物面反射器亦可绕其连接处的水平销轴沿竖直方向转动。
当信号传输电缆到VHF对称振子天线的传输线路中插入与UHF抛物面天线连接的小于到等于1／4波长传输电缆时，作为短截线的这段传输电缆就是图8所示的传输线l；如果从信号传输电缆到UHF抛物面天线的传输线路中插入与VHF对称振子天线连接的小于到等于1／4波长的传输电缆，那么作为短截线的这段传输电缆就是图8所示的传输线x。
本实用新型天线馈电原理如下所述。
在图8所示的该天线信号传输等效电路中，设VHF对称振子天线的辐射电阻为R1，UHF旋转抛物面天线的辐射电阻为R2，而Z0为传输线波阻抗。为了达到VHF信号传输匹配，必须使R1＝Z0。实际上R1不一定相等于Z0，R1又很难是纯电阻，在小于1／4波长的拉杆天线，还含有电抗。短截线l的接入可以把连接处的电抗分量抵消掉。在接入短截线处有导纳Y＝G＋iB，其中G为电导，B为电纳我们要求B＝0，电导分量应等于传输线的波阻抗，即G＝ 1/(Z0) ，传输线从接入点向右看的导纳Y为终端导纳Y1和短截线导纳Y2之和Y=Y1+Y2=1R·1+jR1Z0tgkx1+jZ0R1tgkx+1jz0tgkl(1)]]>其中Y1=1R1·1+jR1Z0tgkx1+jZ0R1tgkx,Y2=1jz0tgkl]]>令(1)式虚部等于零，而实部等于 1/(Z0) ，则就得到二个包含所求的x和l的方程式G=1R1·1+tg2kx1+(Z0R1)2tg2kx=1Z0(2)]]>
B=1Z0tgkl+1R1·(R1Z0-Z0R1)tgkx1+(Z0R1)2tg2kx=0(3)]]>从(2)式方程得到tgkx=±R1Z0(4)]]>这确定了短截线长度x值，将tgkx值代入(3)式得到tgkl=±R1Z0R1Z0-1(5)]]>这也确定了短截线长度l值。
在天线设计中应用了一个专用的波段开关，可以根据频道改变l和x值，使(2)式和(3)式成立，也就是说使VHF天线工作在最佳的匹配条件下，如果所接收的电视信号中本身就有在相位上落后主电视信号的重影信号，应用波段开关的选档改变短截线长度l，使由UHF天线馈入的电视信号其重影信号分量与VHF天线中的重影信号分量在相位上相反而抵消。双层波段开关和短截线又起了移相器的作用。VHF天线设计为对称振子型的拉杆天线，由于匹配良好，有电抗调配，亦可消除重影现象。
此外，通过U／V天线方位调整齿轮组可使UHF抛物面天线与VHF对称振子天线沿横向朝相反方向转动，而它们又可分别绕各自的水平销轴沿竖直方向转动，这样就可使整个U／V天线选择最佳电视信号传播方向。
本实用新型结构新颖、灵敏度高、使用方便。由于采用具有移相补偿作用的馈电系统，可消除电视机图象的重影信号，方位调整齿轮组能方便地选择电视信号最佳传播方向，UHF频段设计的旋转抛物面天线，其天线增益为10～16dB，VHF频段采用带有电抗调配器的对称振子天线，使VHF各频道始终处于谐振状态。
图1为本实用新型外形结构示意图。
其中1、UHF抛物面反射器；2、UHF角形对称馈电振子，共二个；3、VHF对称振子天线，共二个；4、天线底座；5、大套阀上端周围环形平台；6、U／V天线方位调整旋钮；7、双层波段开关旋钮；8、小套阀；9、固定柱，共二个；10、角形天线套管，共二个；11、圆形帽；12、sykv－75－5馈电电缆；13、柱形支架。
UHF抛物面反射器(1)为金属膜反射器。
图2为图1所示的B向示图。
其中A、主动齿轮；B、第一中间齿轮；C、第二中间齿轮；D、被动齿轮；E、扇形被动齿轮；14、馈电电缆触头；15、双层波段开关上的触片；16、触刀，共六对。
U／V方位调整齿轮组设计数据如下ABCDE法向模数(mn) 1 1 1 1 1齿数(Z)56602857112法向压力角(αn) 20° 20° 20° 20° 20°
螺旋角(β)0°0°0°0°0°齿顶角(ha) 1° 1° 1° 1° 1°齿全高(h)2.252.252.252.252.25(mm)图3为图2所示的C－C剖视图。
其中5、大套阀；图4为双层波段开关结构示意图。
其中19、连接到UHF抛物面天线的传输电缆；20、连接到VHF对称振子天线的传输电缆。
图5为小套阀与被动齿轮D连接的示意图。
其中8、小套阀周围的环形平台；21、小套阀下端的矩形凸台；22、齿轮D中部带矩形凹口上端的连接圈体；23、插孔，共二个。
由此图看出，小套阀下端矩形凸台插接入齿轮D连接圈体上端的矩形凹口中。箭头所示方向是表示小套阀随齿轮D一起沿横向转动。
图6为UHF抛物面反射器与柱形支架连接示意图。
其中13、柱形支架下端的二个平行插柱；24、固定凸块；25、连接器；26、水平销轴。
UHF抛物面反射器外侧面中部的连接器端部呈扁状体转柄插入柱形支架上端的竖直通槽中，且可绕连接处的水平销轴沿竖直方向转动，如图6中竖向箭头所示。而柱形支架下端的二个平行插柱分别插入小套阀上端的二个平行插孔(23)中，且随小套阀沿横向转动，如图6中的横向箭头所示。
图7为圆形帽与凸块连接示意图。
其中24、为凸块上二个孔口之间的竖直插柄；27、定位柱，共4个；28、槽孔。
4个定位柱每对2个一组对称地位于圆形帽内侧两边，凸块上的竖直插柄插入圆形帽内侧面的槽孔中后，每对定位柱分别将UHF对称馈电振子中的每个振子固定住。
图8为本实用新型等效电路图。
其中k、为双层波段开关，其上有六对等效电容，即C1与C1′、C2与C2′、C3与C3′、C4与C4′、C5与C5′、C6与C6′，为简单起见，本图只标出两对等效电容C1与C1′、C2与C2′；l与x均代表作为短截线的长度小于到等于1／4波长的传输线；Z0为Sykv－75－5的波阻抗；VHF与UHF分别代表V段天线与U段天线。
天线信号由馈电电缆Sykv－75－5传输到双层波段开关k上，通过k接有传输线x，它把信号馈送到VHF天线，在波段开关k上还接有作为短截线的传输线l，传输线l终端接有UHF抛物面天线。通过波段开关k，可选择六对分布电容，以改变短截线的电气等效长度l，使馈电电缆Sykv－75－5和VHF天线达到最佳匹配，并使VHF天线中的重影信号和UHF天线上的重影信号相位上相差180°而抵消。
同样原理，在传输UHF信号时，传输线等效电气长度x和VHF天线又组成了UHF的短截线移位补偿系统，使UHF天线达到最佳匹配。
C1与C1′、C2与C2′、C3与C3′、C4与C4′、C5与C5′、C6与C6′的等效电容分别为10PF与10PF、20PF与20PF、40PF与40PF；50PF与50PF、80PF与80PF、100PF与100PF。
图9为UHF旋转抛物面示意图。
其中F、焦点；f、焦距；R0、口径半径。
在极坐标中，其表面方程式ρ＝ (2f)/(1＋COSψ) ＝fSeC2(ψ)/2式中ρ－焦点F到抛物面上任一点距离；ψ－极角；ψ0－抛物面口径张角。
旋转抛物面口径2R0＝280mm。
旋转抛物面口径面积Sn＝πR20＝61575mm2。
当56频道时，波长λ＝348mm。天线增益按下式计算
G0＝4π (Sn)/(λ2) r，式中r为旋转抛物面的表面利用系数，通常取r＝0.83，则有G0＝4π (Sn)/(λ2) r＝4π 61575/((348)2) 0.83＝6.35即G0为16dB。
当13频道时，波长λ＝633mm，则有G0＝4π (Sn)/(λ2) r＝4π 61575/((633)2) ×0.83＝1.937即G0为6dB。
由上述可见，UHF旋转抛物面天线的增益在UHF频段为6～16dB，使UHF电视接受灵敏度高并且为单方向接收。
权利要求1.一种U/V全频道室内电视接收天线，其特征在于，是由具有移相补偿作用的天线馈电系统、底座(4)、U/V天线方位调整齿轮组组成，所述的具有移相补偿作用的天线馈电系统，包括二个VHF对称振子天线(3)、UHF抛物面反射器(1)、二个夹角均为30°～60°的UHF角形对称馈电振子(2)、双层波段开关K、以及作为短截线的长度小于到等于1/4波长的传输线l或x，其中二个UHF对称馈电振子(2)一对直边借助一固定凸块(24)使其保持平行，此平行的一对直边的两端插入UHF抛物面反射器(1)内侧中部的二个平行竖直插孔中，而另一对非平行直边对称地位于抛物面反射器(1)上方两侧，所述的凸块(24)又与位于UHF对称馈电振子(2)顶端的圆形帽(11)连接，此圆形帽(11)位于UHF抛物面反射器(1)的焦点F处，所述的双层波段开关K是由六对上下双层触刀(16)、一对上下双层触片(15)、及旋钮(7)组成，所述的U/V天线方位调整齿轮组位于天线底座(4)中，它包括主动轮A、第一中间齿轮B、第二中间齿轮C、被动齿轮D、扇形被动齿轮E及旋钮(6)、其中的第一中间齿轮B同时带动第二中间齿轮C与扇形被动齿轮E，其中的齿轮D与齿轮E的中部垂直于其齿轮面各有一个上端带凹口的圈体，此圈体上端分别与小套阀(18)和大套阀(17)的带凸台的下端相连接，所述的大套阀(17)上端周围有一环形平台(171)它位于底座(4)的面盖上，环形平台(171)两侧对称位置各有一固定柱(9)，二个成钝角的套管(10)二端分别与相应的固定柱(9)相连，且可绕其相连处的水平销轴沿竖直方向转动，二个VHF对称振子天线(3)分别插入相应套管(10)的另一端内，UHF抛物面反射器(1)与底座(4)之间有一柱形支架(13)，其下端与位于底座(4)面盖上的小套阀(18)上端连接，其上端与UHF抛物面反射器(1)外侧面中部相连，UHF抛物面反射器(1)可绕其连接处的水平销轴沿竖直方向转动。
2.根据权利要求1所述的U／V全频道室内电视接收天线，其特征在于，所述的凸块(24)有二个平行的长通孔，所述UHF对称馈电振子(2)的一对直边分别插入凸块(24)的二个通孔后，保持平行状态，而位于凸块(24)的二个通孔孔口中部有一竖直插柄(241)它插入所述圆形帽(11)内侧面中部的槽孔(28)中。
3.根据权利要求1所述的U／V全频道室内电视接收天线，其特征在于，所述的环形平台(171)上的固定柱(9)中部均开有一个竖直状通槽，所述的二个套管(10)其中二个端部是扁状体的转柄，它们分别插入相应固定柱(9)的竖直通槽内，并借助二个销轴分别水平穿过相应的连接处。
4.根据权利要求1所述的U／V全频道室内电视接收天线，其特征在于，所述的UHF抛物面反射器(1)外侧面中部有一连接器(25)，其一端部为竖直扁状体的转柄，使它插入所述的柱形支架(13)上端的坚直通槽内，并借助一销轴水平穿过其连接处。
5.根据权利要求1所述的U／V全频道室内电视接收天线，其特征在于，所述的作为短截线的小于到等于1／4波长的传输电缆l是信号传输电缆到VHF天线的传输线路中插入连接到UHF抛物面天线之间的传输电缆。
6.根据权利要求1所述的U／V全频道室内电视接收天线，其特征在于，所述的作为短截线的小于到等于1／4波长的传输电缆x是信号传输电缆到UHF抛物面天线的传输线路中插入连接到VHF对称振子天线之间的传输电缆。
专利摘要属于一种室内全频道电视接收天线。由U/V段具有移相补偿作用的馈电系统、底座、方位调整齿轮组组成，其中馈电系统包括U段抛物面天线、V段开线、波段开关。而波段开关接有作为短截线的传输线，此传输线终端接U段开线，通过波段开关，可选择六组分布电容，使馈电电缆和V段天线达到最佳匹配，并使V、U段天线上的重影信号相差180°而抵消。其结构新颖、调节方便、灵敏度高，并可接收最佳传播方向的电视信号。
文档编号H01Q3/02GK2055989SQ8920174
公开日1990年4月11日 申请日期1989年2月18日 优先权日1989年2月18日
发明者王子高 申请人:王子高