一种机载天线防雷电路的制作方法

本发明涉及机载天线、防雷、避雷，具体涉及一种机载天线防雷电路。

背景技术：

民用航空飞机为了保证正常运行，维持稳定的飞机与地面、飞机与飞机之间的通信，需要安装大量的通信、导航、监视等无线电设备，而无线信号的传输离不开天线对信号的辐射。而飞机在高空中运行，免不了受到雷电击中，因此对机载设备的防雷设计要求很严苛，尤其是对天线系统的抗雷击要求很严格。一般情况下，采用将无源天线与低噪声放大器模块相连接，放大器再与射频连接器相连，然后收纳于雷达罩内并将射频连接器引出，但是上述方式要么需要添加很复杂的传统雷电防护电路，但会影响接收机性能，要么采用简单的雷电防护电路，却达不到有效的防雷效果。

技术实现要素：

本发明为了解决简单的防护电路防雷效果差，传统防雷电路会影响信号接收的问题，提供一种机载天线防雷电路，利用λ/4半波长微带线的通断特性，在保证信号接收稳定的情况下有效防雷。

本发明通过下述技术方案实现：

一种机载天线防雷电路，包括至少一条由天线阵元、微带滤波器构成的防雷电路，所述微带滤波器包括微带线和λ/4半波长微带线，所述微带线分为信号输入微带线、信号输出微带线，所述天线阵元连接信号输入微带线；所述λ/4半波长微带线一端与信号输入微带线连接，另一端接地；其中：

在正常通信时，所述天线阵元用于发送或接受信号，所述微带滤波器用于滤波；

在被雷电击中时，所述天线阵元作为雷电电流引入端，所述λ/4半波长微带线用于将该雷电电流导向接地端。

本发明通过利用在雷击条件下，雷电直流信号可以直接通过微带滤波器输入端的微带线，再通过λ/4半波长线直接连接机壳，形成电流回路，将电流直接导向机壳外部，形成对后端电路的保护；而针对有用的射频信号，对于λ/4半波长线属于断路，射频信号直接通过微带滤波器进入后端电路中，该电路既能有效进行信号滤波，又具备防雷功能；其中天线阵元主要实现了电磁波的辐射和接收，主要由射频振子组成，正常工作时，需要接收空间电磁波信号，在被雷电击中时，会瞬间引入大电流；微带滤波器主要采用微带线方式形成滤波器电路，能有效抑制带外不需要的射频信号，其特点是其电路形态仅为贴装在电路板上的“带状线”，对于支流信号相当于导线。因此具有很强的抗电流烧毁能力；λ/4半波长微带线，利用电磁波对于半波长接地电路相当于“短路”原理，可形成对于直流“雷电”信号导通，对于电磁波信号不导通的电路，实现对后端电路的有效保护。

进一步的，所述微带线还包括滤波微带线，该滤波微带线设置在信号输入微带线、信号输出微带线之间。

进一步的，所述防雷电路的信号输出微带线连接低噪声放大器。该低噪声放大器对射频信号实现低噪声放大功能，低噪声放大功能抗烧毁能力比较弱，在大电流条件下很容易烧毁，所以需要有效的防雷保护。

进一步的，还包括合路器，所述合路器连接有若干低噪声放大器，该合路器实现对多路天线阵子信号的合路，实现功率和汇聚。

进一步的，还包括天线罩，所述天线阵元、微带滤波器、低噪声放大器以及合路器均设置在天线罩中。

进一步的，包括若干条连接有低噪声放大器的防雷电路，且所述连接有低噪声放大器的防雷电路均连接在合路器上。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明机载天线防雷电路可实现不采用特殊防雷器件的情况下有效防止天线被雷击损害；

2、本发明机载天线防雷电路可实现同时具有射频滤波电路、防雷击电路的同步设计；

3、本发明机载天线防雷电路可实现在基本不影响接收机性能的情况下的防雷击设计；

4、本发明机载天线防雷电路结构简单、成本低廉。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明电路原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，一种机载天线防雷电路，包括至少一条由天线阵元、微带滤波器构成的防雷电路，所述微带滤波器包括微带线和λ/4半波长微带线，所述微带线分为信号输入微带线、信号输出微带线，所述天线阵元连接信号输入微带线；所述λ/4半波长微带线一端与信号输入微带线连接，另一端接地；其中：

在正常通信时，所述天线阵元用于发送或接受信号，所述微带滤波器用于滤波；

在被雷电击中时，所述天线阵元作为雷电电流引入端，所述λ/4半波长微带线用于将该雷电电流导向接地端。

本发明通过利用在雷击条件下，雷电直流信号可以直接通过微带滤波器输入端的微带线，再通过λ/4半波长线直接连接机壳，形成电流回路，将电流直接导向机壳外部，形成对后端电路的保护；而针对有用的射频信号，对于λ/4半波长线属于断路，射频信号直接通过微带滤波器进入后端电路中，该电路既能有效进行信号滤波，又具备防雷功能；其中天线阵元主要实现了电磁波的辐射和接收，主要由射频振子组成，正常工作时，需要接收空间电磁波信号，在被雷电击中时，会瞬间引入大电流；微带滤波器主要采用微带线方式形成滤波器电路，能有效抑制带外不需要的射频信号，其特点是其电路形态仅为贴装在电路板上的“带状线”，对于支流信号相当于导线。因此具有很强的抗电流烧毁能力；λ/4半波长微带线，利用电磁波对于半波长接地电路相当于“短路”原理，可形成对于直流“雷电”信号导通，对于电磁波信号不导通的电路，实现对后端电路的有效保护。

所述微带滤波器为低通滤波器或带通滤波器。所述微带线还包括滤波微带线，该滤波微带线设置在信号输入微带线、信号输出微带线之间。

所述防雷电路的信号输出微带线连接低噪声放大器。该低噪声放大器对射频信号实现低噪声放大功能，低噪声放大功能抗烧毁能力比较弱，在大电流条件下很容易烧毁，所以需要有效的防雷保护。

还包括天线罩，所述天线阵元、微带滤波器、低噪声放大器以及合路器均设置在天线罩中。

实施例2

如图1所示，还包括合路器，所述合路器连接有若干低噪声放大器，该合路器实现对多路天线阵子信号的合路，实现功率和汇聚；包括若干条连接有低噪声放大器的防雷电路，且所述连接有低噪声放大器的防雷电路均连接在合路器上。可实现从多个设有防雷电路的天线阵元出收发信号的功能。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种机载天线防雷电路，包括至少一条由天线阵元、微带滤波器构成的防雷电路，所述微带滤波器包括微带线和λ/4半波长微带线，所述微带线分为信号输入微带线、信号输出微带线，所述天线阵元连接信号输入微带线；所述λ/4半波长微带线一端与信号输入微带线连接，另一端接地；其中：在正常通信时，所述天线阵元用于发送或接受信号，所述微带滤波器用于滤波；在被雷电击中时，所述天线阵元作为雷电电流引入端，所述λ/4半波长微带线用于将该雷电电流导向接地端。

技术研发人员：王洪全;刘天华;马俊康
受保护的技术使用者：中电科航空电子有限公司
技术研发日：2018.12.21
技术公布日：2019.05.07