一种方向图可重构卫星制导天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及卫星制导天线技术领域。具体涉及方向图可重构卫星制导天线，主要用于炮弹卫星制导系统。
【背景技术】
[0002]公开报道的卫星制导炮弹，美国有雷神公司导弹系统分公司参与研制的XM982“神剑” 155毫米制导炮弹，俄罗斯有莫斯科“指南针”设计局研制的“动态”卫星制导模块。精确制导武器的卫星制导是目前最新发展的高性能低成本制导技术，卫星制导不受恶劣天气如自然或人工制造的雨、雪、风、霾、尘、雾、烟雾、光线等的限制，适用于全天候气象条件，能够在低空或高空投放，具有射后不管、多目标攻击和防区外攻击能力，具有可靠性高和生产成本低的特点，不但能够独立使用而且可与其他制导技术共同组成高性能的复台制导形式，特别是GPS/INS制导。卫星制导是目前国际上最先进的精确制导方式，加装了卫星制导的炮弹，能够根据事前确定的坐标对点目标进行精确打击，减少附带伤害。相关资料表明，普通152毫米炮弹的打击误差可达100米，采用卫星制导后的偏离不超过10米，极大的提高炮弹的作战效能。
[0003]GPS、GL0NASS、北斗导航卫星信号是在众所周知的频率上发射的，其调制特征广为人知，信噪比又比较低，要进行干扰或欺骗是一件比较容易的事，伊朗就利用GPS干扰技术捕获了美国中央情报局的RQ_170“哨兵”隐形无人机。被攻击方对卫星信号进行有效干扰，命中精度就会大大降低，导致制导武器偏离攻击目标，甚至被误导远离目标，能大大降低制导武器的作战效能，从而达到保护己方目标的安全或使己方损失减少到最低程度的目的。攻击方尽可能避免制导武器接收的卫星信号受到干扰，提高制导系统的抗干扰能力，保证制导武器的作战效能。如何在复杂电磁干扰环境中提高卫星制导系统的抗干扰能力，成为相关工程设计人员面临的技术难题。
[0004]卫星导航抗干扰技术中一般采用具有抗干扰功能的天线和具有抗干扰功能的算法。因为炮弹体积小，运行过程中高速旋转，必须承载膛射过程中的高温和加速过载，但真正能运用在炮弹上的抗干扰技术并不多。现有的炮弹卫星制导天线一般是采用全向天线，增益低，没有抗干扰能力。因此有必要设计一种方向图可重构北斗卫星制导天线，在不增大体积和结构复杂度的情况下，具有一定的抗干扰能力，满足炮弹卫星制导天线的更高要求。
【实用新型内容】
[0005]本使用新型的目的在于针对现有炮弹卫星制导天线的局限性。设计一种方向图可重构卫星制导天线，主要用于炮弹卫星制导。通过方向图重构技术，使天线的方向图最大可能偏向天空方向，减少面向地面的增益，同时增大上半空间增益，避免地面卫星信号干扰机对制导系统的干扰和欺骗，提高在复杂电磁干扰环境中提高卫星制导系统的抗干扰能力，保证制导武器的作战效能。
[0006]为克服现有技术存在的不足，本实用新型提供的技术方案是:一种方向图像可重构卫星制导天线，包括天线罩、天线主体PCB、馈电探针和天线贴片，所述的天线主体PCB设置在天线罩内，所述的天线主体PCB分为上下两层，上层PCB为陶瓷介质结构，陶瓷介质结构上表面为金属贴片层，所述的金属贴片层设有上设有四馈源微带形式的无源天线，下层PCB的下表面为整体敷铜的金属层，金属层上设有双路复用馈电网络、放大电路和滤波电路;在上层PCB中心设有圆形的金属化通孔实现上下表面金属层的短路，在天线主体PCB的以金属化通孔为对称中心，设置有四个馈电探针，四个馈电探针穿过天线主体PCB与双路复用馈电网络连接。
[0007]进一步的，所述的双路复用馈电网络由第一电桥、第二电桥、第三电桥和第四电桥组成，并以第一电桥、第三电桥、第二电桥、第四电桥的顺序通过微带线组成闭环的信号合路器，其中第一电桥和第二电桥上均各自连接两个馈电探针，在第三电桥设置第一输出口，在第四电桥上设置第二输出口，且其中第一电桥上连接的两个微带线电长度长于第二电桥上连接的两个微带线0.25波长，所述的信号合路器到四个对称馈电探针的微带线长度相同。
[0008]更进一步的，所述的四个电桥是型号为HC1400P03的3dB电桥。
[0009]进一步的，所述的天线罩设置在炮弹的头部，在天线主体PCB的下方为炮弹金属壳体，天线主体PCB的上方为炮弹头部引信。
[0010]通过这样的结构采用可切换的两种馈电方式，在炮弹上升和下降过程中，分别右旋馈电和左旋馈电，使炮弹在任何姿态下，右旋增益方向图的峰值指向天空，而将右旋增益的谷值指向地面，实现天线方向图可重构;提高制导系统对地面卫星信号干扰机的抗干扰能力。
[0011]上层天线接收到卫星信号，经双路复用馈电网络，分两路输入到初级放大电路，根据炮弹俯仰角的不同，选择其中一路输入到后级放大及滤波电路，保证接收到的是面向上半空间有较大增益的右旋信号。炮弹的俯仰角可以根据初始发射角度和发射过程中卫星定位数据来判断，也可以由INS提供。双路复用馈电网络的切换采用射频开关完成，控制信号可以采用加载在馈线上的供电电源电位来完成。
[0012]本实用新型相对于现有技术，具有如下优点和效果:
[0013]1、采用可切换的双路复用馈电网络，实现天线方向图可重构，切换简单，成本低廉，保证天线右旋增益方向图始终偏向上半空间，上半空间增益增大，接收卫星信号的能力增强，有利于快速搜星及有效定位。
[0014]2、采用短路柱结构，避免产品顶部其他信号线对天线方向图的不良影响，减少表面波干扰，提高对地面干扰机的抗干扰能力。
[0015]3、采用四馈源馈电，提高天线轴比带宽，提高方向图轴对称性，适用于高速旋转弹体。
[0016]4、采用圆形贴片形状，实现更好的对称性，实现天线小型化。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构剖视图。
[0018]图2为本实用新型天线主体的结构示意图。
[0019]图3为本实用新型双路复用馈电网络的示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。如图1至3所示，本实用新型的具体实施例为一种方向图像可重构卫星制导天线，包括天线罩2、天线主体PCB10、馈电探针7和天线贴片8，所述的天线主体PCB10设置在天线罩2内，所述的天线主体PCB10分为上下两层，上层PCB3为陶瓷介质结构，陶瓷介质结构上表面为金属贴片8，所述的金属贴片8上设有四馈源微带形式的无源天线，下层PCB6的下表面为整体敷铜的金属层，金属层上设有双路复用馈电网络5、放大电路和滤波电路;在上层PCB3中心设有圆形的金属化通孔实现上下表面金属层的短路，在天线主体PCB的以金属化通孔为对称中心，设置有四个馈电探针7，四个馈电探针7穿过天线主体PCB10与双路复用馈电网络5连接。所述的双路复用馈电网络5由第一电桥B1、第二电桥B2、第三电桥B3和第四电桥B4组成，并以第一电桥B1、第三电桥B3、第二电桥B2、第四电桥B4的顺序通过微带线组成闭环的信号合路器，其中第一电桥B1和第二电桥B2上均各自连接两个馈电探针7，在第三电桥B3设置第一输出口，在第四电桥B4上设置第二输出口，且其中第一电桥B1上连接的两个微带线电长度长于第二电桥上连接的两个微带线0.25波长，所述的信号合路器5到四个对称馈电探针7的微带线长度相同。所述的四个电桥是型号为HC1400P03的3dB电桥。所述的天线罩2设置在炮弹的头部，在天线主体PCB10的下方为炮弹金属壳体，天线主体PCB10的上方为炮弹头部引信4。
[0021]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点，仅是本实用新型天线实施的较佳示例而已，并非对技术范围做任何限制，本行业的技术人员应该了解，在不脱离本实用新型的创意精神和范围的前提下，还会有各种变化和改进，凡是依据本实用新型的技术实质对以上示例所做的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案范围。
【主权项】
1.一种方向图可重构卫星制导天线，包括天线罩、天线主体PCB、馈电探针和天线贴片，所述的天线主体PCB设置在天线罩内，其特征是所述的天线主体PCB分为上下两层，上层PCB为陶瓷介质结构，陶瓷介质结构上表面为金属贴片，所述的金属贴片上设有四馈源微带形式的无源天线，下层PCB的下表面为整体敷铜的金属层，金属层上设有双路复用馈电网络、放大电路和滤波电路;在上层PCB中心设有圆形的金属化通孔实现上下表面金属层的短路，在天线主体PCB内以金属化通孔为对称中心，设置有四个馈电探针，四个馈电探针穿过天线主体PCB与双路复用馈电网络连接。2.根据权利要求1所述的方向图可重构卫星制导天线，其特征是所述的双路复用馈电网络由第一电桥、第二电桥、第三电桥和第四电桥组成，并以第一电桥、第三电桥、第二电桥、第四电桥的顺序通过微带线组成闭环的信号合路器，其中第一电桥和第二电桥上均各自连接两个馈电探针，在第三电桥设置第一输出口，在第四电桥上设置第二输出口，且其中第一电桥上连接的两个微带线电长度长于第二电桥上连接的两个微带线0.25波长，所述的信号合路器到四个对称馈电探针的微带线长度相同。3.根据权利要求2所述的方向图可重构卫星制导天线，其特征是所述的四个电桥是型号为HC1400P03的3dB电桥。4.根据权利要求1或2或3所述的方向图可重构卫星制导天线，其特征是所述的天线罩设置在炮弹的头部，在天线主体PCB的下方为炮弹金属壳体，天线主体PCB的上方为炮弹头部引信。
【专利摘要】一种方向图像可重构卫星制导天线，包括天线罩、天线主体PCB、馈电探针和天线贴片，所述的天线主体PCB设置在天线罩内，所述的天线主体PCB分为上下两层，上层PCB为陶瓷介质结构，陶瓷介质结构上表面为金属贴片层，所述的金属贴片层设有上设有四馈源微带形式的无源天线，下层PCB的下表面为整体敷铜的金属层，金属层上设有双路复用馈电网络、放大电路和滤波电路；在上层PCB中心设有圆形的金属化通孔实现上下表面金属层的短路，在天线主体PCB的以金属化通孔为对称中心，设置有四个馈电探针，四个馈电探针穿过天线主体PCB与双路复用馈电网络连接。
【IPC分类】H01Q25/00, H01Q1/36
【公开号】CN205081243
【申请号】CN201520742847
【发明人】徐广成
【申请人】嘉善金昌电子有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年9月24日