专利名称：横向折合振子天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及飞行器天线领域，尤其是涉及多种航天飞行器要求高增益纵向辐射强的天线。
背景技术：
目前，国内外飞行器上的天线多注重具有良好的气动特性和结构上低剖面优点，但其电气上的特点多是周向增益均等，航向上显不出沿飞行器纵轴前后方向呈高增益辐射，为实现纵向发射/接收的高增益，来源于1998(.1)P5.9通信与计算机技术介绍，曲线型天线是一种结构特殊的新型高增益VHF/UHF天线，它以长度为1.5λ的对称振子作基准，采用特殊的曲线弯曲法制作而成，该天线增益高，并具有前后比大、辐射方向图较宽等优点，但该天线尺寸相当大，且应用领域仅局限在地面天线，无法解决P、L、S、C波段天线在飞行器上赋型波束和宽带、高增益的技术难题。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有上述技术的不足，提出一种具有良好赋形方向性图、纵向辐射、宽带、增益高、体积小且能抑制电晕击穿的折合振子天线。
本实用新型的上述目的是通过下述技术方案实现的包括天线基座、馈电座、辐射振子，所述馈电座设置在所述天线基座上，所述的辐射振子分为两个垂直于所述天线基座的第一垂直部、第二垂直部和一个平行于所述天线基座的平行部；所述辐射振子的第一垂直部一端连接所述馈电座，另一端连接所述辐射振子平行部；所述辐射振子第二垂直部一端设置在所述天线基座上，起短路端作用，另一端连接所述辐射振子平行部；所述辐射振子平行部的方向与所需辐射最强的方向即航向相垂直。
所述的辐射振子还包括有第一弯曲部和第二弯曲部，所述辐射振子第一、第二弯曲部分别设置在所述辐射振子第一、第二垂直部和所述辐射振子平行部之间；所述辐射振子第一弯曲部一端与所述辐射振子第一垂直部连接，另一端与所述辐射振子平行部连接；所述辐射振子第二弯曲部一端与所述辐射振子第二垂直部连接，另一端与所述辐射振子平行部连接；所述辐射振子第一、第二弯曲部与所述天线基座平行；所述辐射振子的长度为接受/发送波长(λ)的0.35至0.75倍之间；所述折合振子的长度为接收/发射按实际电长度波长(λ)的0.5倍；所述单曲辐射振子平行部的长度与所述单曲辐射振子两个垂直部的长度比值在1∶(1/2+0.2λ)到1∶(1/2-0.2λ)之间；所述双曲辐射振子平行部的长度与所述辐射振子两个垂直部的长度及所述双曲辐射振子两个弯曲部的长度比值在1∶(1/2+0.2λ)∶(1/6+0.2λ)到1∶(1/2-0.2λ)∶(1/6-0.2λ)之间；还包括有调谐栓，所述调谐栓设置在所述天线基座上并与所述辐射振子平行部相适应，所述调谐栓能在所述天线基座上移动；所述调谐栓设有调谐片，能调节所述调谐栓顶端到所述辐射振子平行部的距离；还包括有短路座，所述短路座设置在所述天线基座上，所述辐射振子第二垂直部的一端设置在所述短路座上。
和现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果
1、采用了横向单曲、横向双曲，双臂辐射，垂直、水平电流双倍叠加，天线增益显著提高，由一般λ/4飞行器天线G＝2-3dB增加到5-8dB；2、采用了横向振子，形成了很强的纵向辐射，即纵轴前、后向大，中间部位低的标准赋形方向图设计；3、天线电长度控制在0.35λ-0.75λ之间，馈电芯线与振子相接，外导体与天线末端均接地，形成阻抗带宽Δf≥20％；4、电压沸点不在天线末端部位，而在振子中间部位，有效地抑制了大功率电晕击穿现象。
图1是本实用新型一实施例外形正视示意图；图2是本实用新型一实施例外形俯视示意图；图3是本实用新型另一实施例外形正视示意图；图4是本实用新型另一实施例外形俯视示意图；图5是本实用新型一实施例振子电流走向示意图；图6是本实用新型另一实施例振子电流走向示意图；图7是本实用新型振子电流幅度分布示意图。
其中，1为天线基座；2为馈电座；3为短路座；4为辐射振子；5为调谐栓；6为辐射振子第一垂直部；7为辐射振子第二垂直部；8为辐射振子平行部；9为辐射振子第一弯曲部；10为辐射振子第二弯曲部。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
如图1、图2所示，本实用新型一实施例为双臂单曲辐射振子天线，包括天线基座1、馈电座2、短路座3、辐射振子4，所述馈电座2设置在所述天线基座1上，所述的辐射振子4为双臂单曲辐射振子，其分为两个垂直于所述天线基座1的第一垂直部6、第二垂直部7和一个平行于所述天线基座的平行部8；所述辐射振子第一垂直部6一端连接所述馈电座2，另一端连接所述辐射振子的平行部8；所述辐射振子第二垂直部7一端设置在所述短路座3上，另一端连接所述辐射振子平行部8；所述辐射振子平行部8的方向与所需辐射最强的方向(即航向)相垂直。
辐射振子4的长度为接收/发射波长(λ)的0.35至0.75倍之间，最好选择辐射振子的长度为接收/发射波长(λ)的0.5倍；辐射振子平行部8的长度(BC段)与所述辐射振子两个垂直部6、7的长度(AB段、CD段)比值在1∶(1/2+0.2λ)到1∶(1/2-0.2λ)之间。
如图3、图4所示，本实用新型另一实施例为双臂双曲辐射振子天线，其辐射振子4为双臂双曲辐射振子，包括有第一弯曲部9和第二弯曲部10，所述辐射振子第一弯曲部9、第二弯曲部10分别设置在所述辐射振子第一垂直部6、第二垂直部7和所述辐射振子平行部8之间；所述辐射振子第一弯曲部9一端与所述辐射振第一垂直部6连接，另一端与所述辐射振子平行部8连接；所述辐射振子第二弯曲部10一端与所述辐射振子第二垂直部7连接，另一端与所述辐射振子平行部8连接。
辐射振子第一、第二弯曲部9、10与所述天线基座1平行；辐射振子4的长度为接收/发射波长(λ)的0.35至0.75倍之间，最好选择辐射振子的长度为接收/发射波长(λ)的0.5倍；所述辐射振子平行部8的长度(BC段)与所述辐射振子两个垂直部6、7的长度(AB段、CD段)及所述辐射振子两个弯曲部9、10的长度(BE段、CF段)比值在1∶(1/2+0.2λ)∶(1/6+0.2λ)到1∶(1/2-0.2λ)∶(1/6-0.2λ)之间。
如图1、图2、图3、图4所示，两实施例均包括有调谐栓5，所述调谐栓5设置在所述天线基座1上并与所述辐射振子平行部8相适应，所述调谐栓5能在所述天线基座1上移动；所述调谐栓5设有调谐片(图中未标示)，能调节所述调谐栓顶端到所述辐射振子平行部的距离，所述调谐栓能起加载作用，缩小天线电长度，通过在天线基座上的移动调节电感，通过调节调节调谐栓顶端到所述辐射振子平行部的距离来调节电容，从而调节电感电容的分布系数。
如图5、图6所示，为本实用新型两实施例的振子电流走向示意图，结合图1、图2、图3、图4，天线基座1设置有馈电座2、短路座3，折合弯曲后的辐射振子4横向连接馈电座2和短路座3，起到馈电座2和辐射振子4末端均接地作用。由于采用λ/2辐射振子4，一端馈电，一端短路接地，辐射振子第一垂直部6和第二垂直部7均与天线基座1垂直，形成I1和I2最大电流同向辐射(如图7所示)。垂直电流叠加必然超过λ/4谐振电小天线或单级垂直振子辐射效率，而电压沸点将落在λ/4处，也即辐射振子平行部8的中间部位，从而有效地抑制了高空低气压极易出现的电晕击穿现象。在“神州5号”话音通信中应用的VHF天线工作在P波段，中心频率278MHz，由于频率较低，而且要覆盖两个点频，要求天线带宽≥47MHz，采用λ/2横向双弯曲折合辐射振子后，实现了两段垂直同向辐射与两段水平同向辐射叠加，形成了良好赋形方向图，并在赤道面上也具有良好的辐射能力；本实用新型与同类天线相比，由于双臂辐射，明显具有增益高、体积小型化、功率负荷大、宽带和抗击穿等优势，本实用新型已大量扩展到L波段，S波段和C波段，并可在多种空间飞行器上应用。
权利要求1.一种横向折合振子天线，包括天线基座、馈电座、辐射振子单曲和双曲，所述馈电座设置在所述天线基座上，其特征在于所述的单曲辐射振子分为两个垂直于所述天线基座的第一垂直部、第二垂直部和一个平行于所述天线基座的平行部；所述辐射振子第一垂直部一端连接所述馈电座，另一端连接所述折合振子平行部；所述辐射振子第二垂直部一端设置在所述天线基座上，起短路端作用，另一端连接所述辐射振子平行部；所述辐射振子平行部的方向与所需辐射最强的方向即航向相垂直。
2.根据权利要求1所述的横向折合振子天线，其特征在于所述的双曲辐射振子还包括有第一弯曲部和第二弯曲部，所述辐射振子第一、第二弯曲部分别设置在所述辐射振子第一、第二垂直部和所述辐射振子平行部之间；所述辐射振子第一弯曲部一端与所述辐射振子第一垂直部连接，另一端与所述辐射振子平行部连接；所述辐射振子第二弯曲部一端与所述辐射振子第二垂直部连接，另一端与所述辐射振子平行部连接。
3.根据权利要求2所述的横向折合振子天线，其特征在于所述辐射振子第一、第二弯曲部与所述天线基座平行。
4.根据权利要求1至3任何一项所述的横向折合振子天线，其特征在于所述辐射振子的长度为接收/发射波长(λ)的0.35至0.75倍之间。
5.根据权利要求1至3任何一项所述的横向折合振子天线，其特征在于所述辐射振子的有效电长度为接收/发射波长(λ)的0.5倍。
6.根据权利要求1所述的横向辐射振子天线，其特征在于所述单曲辐射振子平行部的长度与所述辐射振子两个垂直部的长度比值在1∶(1/2+0.2λ)之间到1∶(1/2-0.2λ)之间。
7.根据权利要求2或3所述的横向折合振子天线，其特征在于所述双曲辐射振子平行部的长度与所述辐射振子两个垂直部的长度及所述辐射振子两个弯曲部的长度比值在1∶(1/2+0.2λ)∶(1/6+0.2λ)到1∶(1/2-0.2λ)∶(1/6-0.2λ)之间。
8.根据权利要求1至3任何一项所述的横向折合振子天线，其特征在于还包括有调谐栓，所述调谐栓设置在所述天线基座上并与所述辐射振子平行部相适应，所述调谐栓能在所述天线基座上移动。
9.根据权利要求8所述的横向折合振子天线，其特征在于所述调谐栓设有调谐片，能调节所述调谐栓顶端到所述辐射振子平行部的距离。
10.根据权利要求1至3任何一项所述的横向折合振子天线，其特征在于还包括有短路座，所述短路座设置在所述天线基座上，所述辐射振子第二垂直部的一端设置在所述短路座上。
专利摘要本实用新型公开了一种横向折合振子天线，旨在提供一种具有良好赋形方向性图、宽带、增益高、体积小且能抑制电晕击穿的折合振子天线。其技术方案的要点是采用了横向单曲、横向双曲，双臂辐射，垂直、水平电流双倍叠加，天线增益显著提高；采用了横向振子，形成了很强的纵向辐射，即纵轴前、后向大，中间部位低的标准赋形方向图设计；天线电长度控制在0.35λ－0.75λ之间，馈电芯线与振子相接，外导体与天线末端均接地，形成阻抗带宽Δf≥20％；电压沸点不在天线末端部位，而在振子中间部位，有效地抑制了大功率电晕击穿现象。
文档编号H01Q9/02GK2738415SQ200420081978
公开日2005年11月2日 申请日期2004年8月19日 优先权日2004年8月19日
发明者王保常 申请人:上海航天测控通信研究所