专利名称：机载天线的制作方法
技术领域：
机载天线技术领域[0001]本实用新型涉及天线技术，特别是涉及大功率的机载天线。
背景技术：
[0002]机载天线通常不但要与机体实现空间的安装位置和结构兼容，而且还要与所有机载天线和机体实现电磁兼容，并与使用环境实现兼容。[0003]目前，现有的机载天线主要包括以下三种[0004]1、微带天线。具体的，在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，并利用微带线或同轴探针对贴片馈电，从而形成天线。[0005]微带天线具有低剖面、体积小、重量轻、成本低以及易于批量生产等优点，且由于新的馈电理念的出现，其工作频带已经由原来的5-6%提高到20% ;然而,微带天线存在承受功率小、抗烧毁能力差以及工作寿命有限等问题。[0006]2、倒L/F、TI形等单极子天线。倒F和倒Π形天线均由倒L天线演变而来。此类天线是利用谐振出现在其电尺寸对应的频点上来实现向外辐射电磁波。[0007]单级子天线具有辐射效率高、结构简单、机械强度高、高度低以及功率容量可由设计控制等优点；然而，该类天线的工作频带窄，一般仅能达到5-6%。[0008]3、对称振子天线。称振子天线的一个具体结构如附图1所示。[0009]对称振子天线具有技术成熟、结构简单、馈电方便、频带宽、功率容量大、气动阻力小以及机械强度高等优点。另外，对称振子天线可以用多种结构形式来实现，且单天线增益可以达到2dB，从而可以实现高增益、高带宽以及宽波束的要求。[0010]发明人在实现本实用新型过程中发现相比之下，虽然对称振子天线具有很多优点，然而，由于目前用户对机载天线的要求越来越高，因此现有的对称振子天线在功率容量、波束宽度以及气动性能等方面还需要进一步提高。[0011]有鉴于用户对现有的机载天线的要求，发明人基于从事此类产品设计制造多年的实务经验以及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的机载天线，能够满足用户对机载天线的要求，使其更具实用性。经过不断的研究设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。实用新型内容[0012]本实用新型的主要目的在于，满足现有的对机载天线的要求，而提供一种新型结构的机载天线，所要解决的技术问题是，使机载天线在功率容量、波束宽度以及气动性能等方面均有所提升。[0013]本实用新型的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。[0014]依据本实用新型提出的一种机载天线，包括反射板；两个立板，平行设置于所述反射板的上表面；两个振子，对称设置于所述立板的中部区域，且一个立板上设置一个振子；引相器，设置于立板的顶部区域，且与所述两个立板均连接；平衡转换器，作为所述机载天线的馈电结构设置于所述反射板的上表面上，且位于两个立板之间，所述平衡转换器与两个振子均连接。[0015]本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。[0016]较佳的，前述的机载天线，其中所述振子与所述反射板之间的距离不超过四分之一波长，且所述振子与所述引相器之间的距离不超过四分之一波长。[0017]较佳的，前述的机载天线，其中所述振子为圆柱形金属棒，且两个振子的长度之和大于所述引相器的长度，所述引相器为圆柱形金属棒，且所述引相器的长度不超过四分之一波长。[0018]较佳的，前述的机载天线，其中所述振子的直径为60mm，两个振子的长度之和为 750mm，所述振子的轴线与反射板之间的距离为350mm，所述引相器的直径为40mm，所述引相器的长度为500mm，所述引相器的轴线与反射板之间的距离为720mm。[0019]较佳的，前述的机载天线，其中所述平衡转换器包括接触杆、内导体、外导体、套筒以及转接杆；所述接触杆的一端与一个振子连接，所述接触杆的另一端与所述内导体连接，所述内导体外套接所述套筒，且所述外导体套接在所述套筒的外侧；所述内导体的部分区域与所述外导体相接触；所述外导体的一端与所述转接杆的一端连接，且所述外导体与另一个振子连接，所述转接杆的另一端设置于所述反射板上。[0020]较佳的，前述的机载天线，其中所述内导体和外导体均为圆柱体，所述内导体的直径为40mm,所述外导体的直径为64mm。[0021]较佳的，前述的机载天线，其中所述天线还包括支撑板，与两个立板分别连接，且所述支撑板设置于所述引相器和所述振子之间的立板上。[0022]较佳的，前述的机载天线，其中所述天线还包括法兰，固定于所述反射板的下表面，且所述法兰内的导体与所述转接杆连接。[0023]较佳的，前述的机载天线，其中所述天线还包括天线罩，罩在所述反射板上，且所述立板、振子、引相器和平衡转换器容置于所述天线罩形成的容置空间中。 较佳的，前述的机载天线，其中两个立板之间的距离为100mm，立板的厚度为 IOmm,且所述反射板的面积为4平方米。[0025]借由上述技术方案，本实用新型的机载天线至少具有下列优点及有益效果本实用新型的机载天线属于对称振子天线，实际上是对基本型的对称振子天线的变形；通过在对称振子天线中设置平衡转换器，并将该结构简单的平衡转换器作为对称振子天线的馈电结构，在不影响对称振子天线结构复杂度以及加工实现难度的情况下，使对称振子天线可以承受更大的功率；通过在对称振子天线中设置反射板和引相器，使对称振子天线的增益在很大程度上得到了提高；从而本实用新型的机载天线具有良好的功率容量、波束宽度以及气动性能，满足了用户对机载天线的要求，非常适于实用。[0026]综上所述，本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，成为一新颖、进步、实用的新设计。[0027]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征以及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
[0028]图[0029]图[0030]图[0031]图[0032]图[0033]图1为现有技术的机载天线的示意图；2为本实用新型的机载天线结构的简单 示意图；3为本实用新型的机载天线的仿真模型示意图；4为本实用新型的机载天线的具体结构的主视图； 5为图4示出的I部分的放大示意图；6为图4示出的机载天线的外壳的俯视图。
具体实施方式
[0034]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的机载天线其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。[0035]本实用新型的机载天线的结构如附图2-6所示。[0036]在图2-6中，机载天线主要包括反射板13、两个立板即立板2和立板3、两个振子 9、引相器8和平衡转换器17。另外，该机载天线还可以包括支撑板14 (图2中未示出，请参见图4)、法兰6和天线罩I (图2中未不出，请参见图6)。[0037]反射板13的外在主体形状可以为长方形，如四角倒圆的长方形。反射板13的材质可以为铝，即反射板13为铝板。反射板13的面积可以根据机载天线的实际应用的具体情况来设计。[0038]反射板13不但可以有效提高机载天线的增益，而且，可以防止机载天线设置于机体上时，电性能发生剧烈变化，从而避免了机载天线仿真出来的性能与机载天线在实际应用中的实际性能差异较大的问题。[0039]立板2和立板3可以称为立板组合，也可以称为板线。立板2和立板3均固定设置于反射板13的上表面，具体的，立板2和立板3在竖直方向上平行树立于反射板13之上。 立板2和立板3应面对面平行设置，且不相互抵接，即平行设置的立板2和立板3之间应间隔一段距离，间隔的距离可以根据机载天线的实际应用的具体需求来调整。[0040]本实用新型可以通过斜支撑架/斜支撑板以及螺钉等固定件将立板2和立板3分别牢固的固定在反射板13上。立板2和立板3的材质可以均为铝，即立板2和立板3可以均为招板。[0041]两个振子9 (也可以称为振子臂)对称设置于立板2和立板3的中部区域，且一个立板上设置一个振子。振子9可以采用圆柱形金属棒。振子9与反射板13之间的距离不超过四分之一波长，优选的，振子9与反射板13之间的距离应略小于四分之一波长。振子 9的材质可以为铝，即振子9为铝棒。[0042]引相器8设置于立板2和立板3的顶部区域(如设置于立板2和立板3的最顶部)， 且引相器8与立板2和立板3均连接。引相器8可以具体为圆柱形金属棒，以具有很好的稳定性以及很高的强度。引相器8的长度(即圆柱形的高度)应不超过四分之一波长，且引相器8的长度不超过两个振子9的长度之和。[0043]引相器8与振子9之间的距离不超过四分之一波长，优选的，引相器8与振子9之间的距离为四分之一波长；也就是说，引相器8是用一段λ/4的双导线传输线(即立板2和立板3)托起在对称振子臂的上方，引向器8相当于对双导线传输线短路，在振子臂连接处相当于开路，在对应频点上可以看成对振子的阻抗特性无影响。[0044]结构简单、稳定可靠、重量轻且易实现的引相器8不但能够使带反射板13的对称振子天线的增益近似的提高2dB，而且，通过改变引相器8的长度、粗细以及与振子9之间的距离，可以改变机载天线的输入阻抗，以方便在宽频带范围寻求匹配。[0045]本实用新型的机载天线的馈电结构采用平衡转换器17。平衡转换器17也可以称为板线平衡转换器。该平衡转换器17设置于反射板13的上表面上，且设置于立板2和立板3之间。该平衡转换器17与两个振子9均连接。[0046]如图4所示，平衡转换器17可以具体包括接触杆16、内导体4、外导体5、套筒12 以及转接杆15等元件，其中的内导体4、外导体5和转接杆15可以合称为板线传输线，板线传输线可以起到对振子的支撑作用。[0047]接触杆16的一端与其中一个振子9连接，接触杆16的另一端与内导体4连接，SP 内导体4通过接触杆16与其中一个振子9连接。套筒12套接在内导体4的外周侧，且外导体5套接在套筒12的外侧；由于套筒12并没有将内导体4完全封闭在其内，因此，部分内导体4与套接在套 筒12外的外导体5是相接触的，即内导体4在馈电点同外导体5连接； 外导体5的一端与转接杆15的一端连接，而转接杆15的另一端设置于反射板13上。另外， 该外导体5还与另一个振子9连接。[0048]上述内导体4、外导体5、接触杆16以及转接杆15的外在主体形状均可以为圆柱形，且各材质均可以为铝，即内导体4、外导体5、接触杆16以及转接杆15均可以为铝棒。[0049]支撑板14 (请参见图4)设置于引相器8和振子9之间的立板2和立板3上，支撑板14主要用于对立板2和立板3进行加固，以使引相器8平稳设置于立板2和立板3的顶部。支撑板14可以为环氧玻璃布层压板。[0050]法兰6设置于反射板13的下表面。法兰6主要用于将反射板13固定于固定面上。 如图5所示，法兰6内部的导体7可以与转接杆15连接，且垫环10和垫环11环绕于导体 7，以固定导体7。[0051]法兰6的材质可以为铝，从而导体7可以为铝棒。[0052]如图6所示，天线罩I形成容置空间，从而当天线罩I罩在反射板13上时，立板2 和立板3、两个振子9、引相器8以及平衡转换器17等元件均容置于天线罩I形成的容置空间中。天线罩I上可以设置多个孔，以将天线罩I固定罩在反射板13上。天线罩I的材质可以为环氧玻璃布层压板。[0053]在图6示出的一个具体的天线罩I的俯视图中，天线罩I的长度为800mm，宽度为 400mm。[0054]图3是利用电脑软件建立的本实用新型的机载天线的优化的仿真模型的一个具体例子的示意图。在图3中，优化后的仿真模型的各元件的结构尺寸具体为对称设置的两振子的直径Dl=60. 0mm，两振子的臂长的总和Ll=750. 0mm，振子的中心线距反射板的距离 Hl=350. Omm (如图4所示)，板线的间距(即平行设置的两个立板之间的距离)S=IOOmm,板线的壁厚W=IOmm,内导体的直径dl=40mm,外导体的直径d2=64mm,引相器的直径D2=40. 0mm,引相器的长度L2=500.0mm，引相器的中心线距反射板的距离H2=720. Omm(图4中为715mm)， 反射板的面积S=2mX2m = 4m2。[0055]由上述描述可以看出，本实用新型的机载天线其实是结构简单的基本型的对称振子天线的变形形式。本实用新型通过选用具有结构简单、易于加工制作以及功率承受能力强等特点的板线平衡转换器作为天线的馈电结构，有利于机载天线的大功率承受、高增益、 宽频带以及高机械强度等方面。通过改变板线间的间距，可以改变同轴线的特性阻抗，使机载天线容易实现匹配，从而可以获得较好的宽带驻波特性。现有的对称振子天线能够达到 2dB多的增益值，本实用新型通过为机载天线加装反射板，并通过调整振子与反射板之间的距离，可以使机载天线的增益达到2-8dB。振子与反射板之间的距离越近，机载天线的增益越高，但工作频带越窄，并实现展宽频带的匹配措施越难。然而，在反射板与振子之间的距离为略小于1/4波长时，最容易实现宽频带匹配，且此时的增益可以达到6dB多。本实用新型通过在振子上方λ/4 (即1/4波长)处新增设置一引相器，该引相器会受有源对称振子激励产生感应电流，它产生的二次福射场同对称振子产生的源场在一定范围内叠加，从而使机载天线可以在不增加展宽频带的匹配难度的情况下，进一步的提高机载天线的增益。[0056]以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容 作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容， 依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种机载天线，其特征在于，包括 反射板； 两个立板，平行设置于所述反射板的上表面； 两个振子，对称设置于所述立板的中部区域，且一个立板上设置一个振子； 引相器，设置于所述立板的顶部区域，且与所述两个立板均连接； 平衡转换器，作为所述机载天线的馈电结构设置于所述反射板的上表面上，且位于两个立板之间，所述平衡转换器与两个振子均连接。
2.根据权利要求1所述的机载天线，其特征在于，所述振子与所述反射板之间的距离不超过四分之一波长，且所述振子与所述引相器之间的距离不超过四分之一波长。
3.根据权利要求1所述的机载天线，其特征在于，所述振子为圆柱形金属棒，且两个振子的长度之和大于所述引相器的长度，所述引相器为圆柱形金属棒，且所述引相器的长度不超过四分之一波长。
4.根据权利要求3所述的机载天线，其特征在于，所述振子的直径为60mm，两个振子的长度之和为750mm，所述振子的轴线与反射板之间的距离为350mm，所述引相器的直径为40mm，所述引相器的长度为500mm，所述引相器的轴线与反射板之间的距离为720mm。
5.根据权利要求1所述的机载天线，其特征在于，所述平衡转换器包括接触杆、内导体、外导体、套筒以及转接杆； 所述接触杆的一端与一个振子连接，所述接触杆的另一端与所述内导体连接，所述内导体外套接所述套筒，且所述外导体套接在所述套筒的外侧；所述内导体的部分区域与所述外导体相接触； 所述外导体的一端与所述转接杆的一端连接，且所述外导体与另一个振子连接，所述转接杆的另一端设置于所述反射板上。
6.根据权利要求5所述的机载天线，其特征在于，所述内导体和所述外导体均为圆柱体，所述内导体的直径为40mm，所述外导体的直径为64mm。
7.根据权利要求1所述的机载天线，其特征在于，所述天线还包括 支撑板，与两个立板分别连接，且所述支撑板设置于所述引相器和所述振子之间的立板上。
8.根据权利要求1所述的机载天线，其特征在于，所述天线还包括 法兰，固定于所述反射板的下表面，且所述法兰内的导体与所述转接杆连接。
9.根据权利要求1所述的机载天线，其特征在于，所述天线还包括 天线罩，罩在所述反射板上，且所述立板、振子、引相器和平衡转换器容置于所述天线罩形成的容置空间中。
10.根据权利要求1所述的机载天线，其特征在于，两个立板之间的距离为100mm，立板的厚度为10mm，且所述反射板的面积为4平方米。
专利摘要本实用新型是有关于一种机载天线，包括反射板、两个立板、两个振子、引相器和平衡转换器；两个立板平行设置于反射板的上表面，两个振子对称设置于所述立板的中部区域，且一个立板上设置一个振子；引相器设置于所述立板的顶部区域，且与所述两个立板均连接；平衡转换器作为机载天线的馈电结构设置于所述反射板的上表面上，且位于两个立板之间，所述平衡转换器与两个振子均连接。本实用新型提供的技术方案可以使对称振子天线具有良好的功率容量、波束宽度以及气动性能，满足了用户对机载天线的要求。
文档编号H01Q1/36GK202839938SQ201220375098
公开日2013年3月27日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者袁震宇, 贺正, 张惠儒, 吴峥 申请人:北京北广科技股份有限公司