一种卫导复合通信桅杆天线的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种卫导复合通信桅杆天线，顶端卫导天线射频电缆通过内部的金属穿杆穿过测向或探测天线阵，汇合测向或探测天线阵电缆后穿过四臂螺旋天线中心的金属穿杆到达螺旋天线下方，与四臂螺旋天线电缆汇合后通过金属穿杆连接至多功能收发机柜。本发明能够将多个不同功能天线通过穿杆复合在一起，使整个系统小型化，通过调整顶部和中部加载短路环的高度以及位置解决天线穿杆后驻波及辐射特性恶化的问题，从而使整个天线桅杆系统能够正常工作。
【专利说明】一种卫导复合通信桅杆天线
【技术领域】
[0001]本发明属于无线电能传输领域的天线技术，涉及一种卫导复合测向或探测及UHF/VHF通信桅杆天线。
【背景技术】
[0002]现阶段我国很多通信导航移动平台上都架设了功能各不相同的天线及其射频网络，能覆盖BD、GPS、UHF、VHF、HF等各个频段，但这样也造成了极为复杂的电磁环境和大量的空间资源浪费。为了提高通信的工作效率，改善电磁环境，减小通信设备间的互相影响，许多用户希望将各种系统的收发天线进行有效地整合，将多种功能的天线复合成一个天线系统，物理上从上向下分别级联BD、GPS、UHF、VHF、HF等天线辐射体及其射频网络，提出了综合天线、综合射频的设计理念。由于将天线设计成一根综合天线后，内部需要穿杆通过电缆，会对天线的辐射特性造成很大的影响，并且一些天线收发双用就需要大量的射频网络，如何解决这些问题就成了研究多功能桅杆天线的关键。
[0003]美英等发达国家在多种通信导航移动平台上成功研制并使用了综合桅杆天线系统，使用该系统有效地解决了现代移动通信电磁兼容性较差的问题，并且节省了大量的空间及提高了通信的工作效率，同时克服了多频段多功能天线级联后，中心金属穿杆接地使得天线系统辐射特性变差的影响。但由于对我国技术保密，所以我们需要自行研制综合桅杆天线系统。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种卫导复合测向或探测及UHF/VHF通信桅杆天线，能够将多个不同功能天线通过穿杆复合在一起。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括卫导天线、测向或探测天线阵、VHF/UHF四臂螺旋天线和金属穿杆。
[0006]卫导天线固接在中空的金属穿杆的顶部，金属穿杆沿VHF/UHF四臂螺旋天线轴线穿过VHF/UHF四臂螺旋天线，VHF/UHF四臂螺旋天线位于金属穿杆下端，测向或探测天线阵固接在金属穿杆上，位于卫导天线和VHF/UHF四臂螺旋天线之间，卫导天线引出的射频电缆、测向或探测天线阵的引出电缆和VHF/UHF四臂螺旋天线的引出电缆通过金属穿杆内腔连接至多功能收发机柜；在VHF/UHF四臂螺旋天线的顶部加载短路环将螺旋四臂连接起来，在VHF/UHF四臂螺旋天线的中部加载短路环将螺旋四臂连接起来。
[0007]所述的卫导天线采用三系统非抗干扰天线或BD/GPS抗干扰天线阵，卫导天线下方集成射频电路。
[0008]所述的测向或探测天线阵采用偶极子天线阵或贴片微带天线阵。
[0009]所述的顶部加载短路环宽度为3?5mm，高度为5?10cm。
[0010]所述的中部加载短路环与VHF/UHF四臂螺旋天线底部的距离为VHF/UHF四臂螺旋天线总高度的1/2?2/3，中部加载短路环宽度为3?5mm，高度为I?3mm。
[0011]所述VHF/UHF四臂螺旋天线的底部集成射频开关以正交、180°移相器网络和低噪声放大器。
[0012]本发明的有益效果是:
[0013]第一、四臂螺旋天线的顶部和中部加载短路环可以有效降低天线的高度，使整个系统小型化。
[0014]第二、通过调整顶部和中部加载短路环的高度以及位置解决天线穿杆后驻波及辐射特性恶化的问题，从而使整个天线桅杆系统能够正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是复合天线系统整体结构示意图；
[0016]图2是卫导天线的结构示意图图，其中，(a)为俯视图，(b)为侧视图，(C)为俯视图；
[0017]图3是天线向下的穿杆；
[0018]图4是四臂螺旋天线的结构图；
[0019]图5是四臂螺旋天线的驻波曲线图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0021]一种天线辐射体顶部及中部短路加载的四臂螺旋天线，主要由如下几部分组成:
[0022]顶端卫导天线射频电缆通过内部的金属穿杆穿过测向或探测天线阵，汇合测向或探测天线阵电缆后穿过四臂螺旋天线中心的金属穿杆到达螺旋天线下方，与四臂螺旋天线电缆汇合后通过金属穿杆连接至多功能收发机柜。
[0023]上述卫导天线位于整个复合天线最顶端，其位置可以放置三系统非抗干扰天线或是放置BD/GPS抗干扰天线阵，天线下方集成其射频电路。
[0024]测向或探测天线阵位于卫导天线和四臂螺旋天线中间，其位置可以使用偶极子天线阵或贴片微带天线阵。
[0025]上述四臂螺旋天线位于整个复合桅杆天线的底端，也是复合桅杆天线的主体部分，由于四臂螺旋天线内部有金属穿杆穿过，对其辐射特性造成了很大影响。为了改善天线的电性能，在四臂螺旋天线的顶部加载短路环将螺旋四臂连接起来，通过调整顶部加载短路环的高度改善天线的驻波特性，建议顶部加载短路环厚度为3mm到5mm，高度5cm到1cm0同时在螺旋臂距底部1/2到2/3总高度处嵌入一厚度为3mm到5mm，高度为Imm到3mm的加载短路环拓宽了天线穿杆后的阻抗带宽。使得天线获得3倍频的带宽，且频带内辐射特性良好。
[0026]天线底部集成射频开关以正交、180°移相器网络和低噪声放大器，能够实现天线的收发共用。
[0027]如图1所示，本发明由卫导天线1、测向或探测天线阵2、VHF/UHF四臂螺旋天线3及金属穿杆4组成。其中卫导天线I位于整个复合天线的最上端，通过四个螺丝固定在金属穿杆4顶部的圆盘上，卫导天线I的电缆通过金属穿杆4的中心向下连接至复合接头5。测向或探测天线阵2位于卫导天线I的下方，共形在金属穿杆4的周围，其电缆也通过金属穿杆4的中心向下连接至复合接头5。而整个天线的主体部分VHF/UHF四臂螺旋天线3则位于测向或探测天线阵2的下方，金属穿杆4从其四臂中心穿过，VHF/UHF四臂螺旋天线3的电缆通过金属穿杆4的中心向下连接至复合接头5,复合接头5连接在多功能收发机柜6上。
[0028]如图2所示，卫导天线I下方圆形区域内集成其射频电路11，通过SMA头12连接电缆线。
[0029]如图3所示，金属穿杆4的顶部有圆盘，通过四枚螺丝固定卫导天线I ;中部为空心，可以穿过所复合天线的电缆组件。
[0030]如图4所示，VHF/UHF四臂螺旋天线3由顶部加载短路环31、中部加载短路环32、玻璃钢底座33及4个金属螺旋臂34组成。其中4个金属螺旋臂34等间隔90°粘接在绝缘的玻璃钢底座33上，构成传统的四臂螺旋结构，顶部加载短路环31和中部加载短路环32为金属环，将四臂短接，这是该天线的关键技术，通过两个金属短路环加载极大地改善了由于金属穿杆4接地对天线辐射特性的影响。并且在玻璃钢底座33的背面，集成射频开关和正交、180°移相器网络以及低噪声放大器，能够实现天线的收发共用。
[0031]如图5所示，VHF/UHF四臂螺旋天线3的驻波驻波带宽可以达到3个倍频。
[0032]采用本方法组成的复合桅杆天线解决了天线穿接地杆后性能恶化的问题，能同时在多个频段工作，改善了电磁兼容性的同时节省了大量的空间提高了通信的工作效率。
【权利要求】
1.一种卫导复合通信桅杆天线，包括卫导天线、测向或探测天线阵、VHF/UHF四臂螺旋天线和金属穿杆，其特征在于:卫导天线固接在中空的金属穿杆的顶部，金属穿杆沿VHF/UHF四臂螺旋天线轴线穿过VHF/UHF四臂螺旋天线，VHF/UHF四臂螺旋天线位于金属穿杆下端，测向或探测天线阵固接在金属穿杆上，位于卫导天线和VHF/UHF四臂螺旋天线之间，卫导天线引出的射频电缆、测向或探测天线阵的引出电缆和VHF/UHF四臂螺旋天线的引出电缆通过金属穿杆内腔连接至多功能收发机柜；在VHF/UHF四臂螺旋天线的顶部加载短路环将螺旋四臂连接起来，在VHF/UHF四臂螺旋天线的中部加载短路环将螺旋四臂连接起来。
2.根据权利要求1所述的卫导复合通信桅杆天线，其特征在于:所述的卫导天线采用三系统非抗干扰天线或BD/GPS抗干扰天线阵，卫导天线下方集成射频电路。
3.根据权利要求1所述的卫导复合通信桅杆天线，其特征在于:所述的测向或探测天线阵采用偶极子天线阵或贴片微带天线阵。
4.根据权利要求1所述的卫导复合通信桅杆天线，其特征在于:所述的顶部加载短路环宽度为3?5mm,高度为5?10cm。
5.根据权利要求1所述的卫导复合通信桅杆天线，其特征在于:所述的中部加载短路环与VHF/UHF四臂螺旋天线底部的距离为VHF/UHF四臂螺旋天线总高度的1/2?2/3，中部加载短路环宽度为3?5mm,高度为I?3mm。
6.根据权利要求1所述的卫导复合通信桅杆天线，其特征在于:所述VHF/UHF四臂螺旋天线的底部集成射频开关以正交、180°移相器网络和低噪声放大器。
【文档编号】H01Q21/28GK104319460SQ201410535737
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】张佳, 梁西铭, 张海光, 舒钰, 郭卫展, 张骅, 尤浩, 冯晨 申请人:中国电子科技集团公司第二十研究所