一种超宽带小型化高增益无人机压制天线的制作方法

本实用新型属于无人机天线技术领域，具体涉及一种超宽带小型化高增益无人机压制天线。

背景技术：

当前我国民用无人机产业蓬勃发展、形势喜人，但随着无人机市场的快速增长，无人机未经许可随意飞行的“黑飞”事件屡屡发生，对民航机场、敏感目标以及重大活动的安全保障带来了严重隐患。有关统计数据显示，2015年全国共发生无人机干扰民航飞行事件4起，2016年发生23起，而17年上半年就发生了40余起，给航空飞行安全带来了极大的威胁。此外，商业级无人机造价低廉，操作简便易上手，而且能携带爆炸物、危险物、高分辨率摄像头从而进行恐怖袭击或进行毒品走私等，如被不法分子加以利用将会对人民生命财产安全带来巨大威胁。为了有效应对上述无人机的违法违规飞行，各类反无人机手段蓬勃发展，鉴于无人机需要借助无线电波进行遥控和数据传输，因此通过无线电压制、干扰可以有效遏制“黑飞”无人机。鉴于各类“黑飞”事件突发性强，时间地点随机出现，亟需一种便于单兵或者个人携带的无人飞行器反制系统。目前便携式无人飞行器反制系统基本上使用多个窄带天线覆盖工信部所规划的840.5MHz～845MHz、1430MHz～1444MHz、2408MHz～2440MHz和5725-5850MHz这几个标准频段来实施无线电干扰，天线数量多体积大不利于整个设备的小型化；同时，由于窄带天线只能覆盖上述的几个定频，各个频段之间基本都是空当，当黑飞者为了躲避无线电监测和干扰，改装无人机的通信链路使其工作于非标准频段时，此类无人飞行器反制系统将完全失效。综上，发展一种小型化宽频带高增益的无人机压制天线非常有必要。

现有技术存在以下问题：

目前常见的便携式无人机压制设备使用的天线基本为这几类：八木天线、螺旋天线、对数周期天线。八木天线本质上属于谐振天线，从原理上就决定了天线的带宽不可能很宽，即使是采用平面印刷工艺的微带准八木结构，其方向图带宽也只有20％左右，这样的天线不能适应无线压制系统跳频干扰，宽带干扰的需求。轴向模式工作的螺旋天线，其螺距、直径都与工作频率紧密相关，本质上也属于窄带天线。对数周期天线可以实现宽频带工作，也能够通过末端振子加载折叠结构实现天线的小型化，但是在低频工作时，类似加载并不满足振子幅度相位响应按比例滞后的对数周期工作模式，此时天线一般都处于全向辐射状态，且最大辐射方向偏离轴线方向，难以形成良好的方向图，同等发射功率下大大降低了压制效果。

综上所述，现有的便携式无人机压制天线存在尺寸偏大、频段覆盖窄、低频增益偏低的缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种超带宽、小型化以及高增益的无人机压制天线，减小了天线尺寸，增强了频段覆盖以及提高了低频增益，解决了现有技术存在的干扰天线尺寸偏大、频段覆盖窄、低频增益偏低的缺陷。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种超宽带小型化高增益无人机压制天线，包括加载段、与加载段一端固定连接的波导段、位于波导段外壁的射频连接器、位于波导段内部的辐射后腔以及指数渐变脊；

加载段的活动端设置有开口，其包括两侧对称设置的加载片，加载片横向设置为向外凸出的弧形，且纵向设置有向外的倾斜角度；

指数渐变脊为指数渐变线形状，其部分垂直设置在加载片的中间，其余部分延伸设置在波导段内部，其尾部设置有缺口，且与辐射后腔固定连接；

射频连接器通过通孔与指数渐变脊固定连接；

辐射后腔由波导段内壁、短路板、垂直斜体和水平斜块构成，短路板与波导段远离加载段的一端固定连接，垂直斜体和水平斜块分别与波导段内壁以及短路板固定连接，水平斜块与指数渐变脊的尾部固定连接，且宽度相同。

进一步地，指数渐变脊与加载段以及波导段的连接部分分别对应设置有第一螺孔，并分别设置有穿过第一螺孔的第一螺钉。

进一步地，垂直斜体和水平斜块与波导段内壁以及短路板的连接部分分别对应设置有第二螺孔，并分别设置有穿过第二螺孔的第二螺钉。

进一步地，短路板与波导段远离加载段的一端的连接部分分别对应设置有第三螺孔，并设置有穿过第三螺孔的第三螺钉。

进一步地，短路板还设置有第四螺孔。

进一步地，加载片纵向设置的向外的倾斜角度为5-10°。

本方案的有益效果为：

(1)利用加载技术减小了天线尺寸，解决天线小型化难题；

(2)在喇叭天线侧壁加载缝隙，在低频时工作于TEM辐射模式，从而有了稳定的辐射方向图，提高了低频增益；

(3)最大辐射方向始终朝向正前方，优于采用加载结构的对数周期天线，提高了实用性；

(4)同利用多模式结合技术实现天线超宽带工作，通过馈电腔的设计在高频时激励起脊波导传输模式，在低频激励起TEM辐射模式，因此全频段内天线都保持了良好的电压驻波比特性，增强了频段覆盖。

附图说明

图1为超宽带小型化高增益无人机压制天线结构示意图；

图2为超宽带小型化高增益无人机压制天线剖视图；

图3为超宽带小型化高增益无人机压制天线端面图；

图4为指数渐变脊结构示意图。

其中：1、加载段；11、开口；12、加载片；2、波导段；3、辐射后腔；31、短路板；32、垂直斜体；33、水平斜块；4、指数渐变脊；41、缺口；5、射频连接器；61、第一螺钉；62、第二螺钉；63、第三螺钉；64、第四螺孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例中，如图1、图2和图3共同所示，一种超宽带小型化高增益无人机压制天线，包括加载段1、与加载段1一端固定连接的波导段2、位于波导段2外壁的射频连接器5、位于波导段2内部的辐射后腔3以及指数渐变脊4；

加载段1的活动端设置有开口11，其包括两侧对称设置的加载片12，加载片12横向设置为向外凸出的弧形，且纵向设置有向外的倾斜角度，倾斜角度为5°；

如图4所示，指数渐变脊4为指数渐变线形状，其部分垂直设置在加载片12的中间，其余部分延伸设置在波导段2内部，其尾部设置有缺口41，且与辐射后腔3固定连接；

射频连接器5通过通孔与指数渐变脊4固定连接；

辐射后腔3由波导段2内壁、短路板31、垂直斜体32和水平斜块33构成，短路板31与波导段2远离加载段1的一端固定连接，垂直斜体32和水平斜块33分别与波导段2内壁以及短路板31固定连接，水平斜块33与指数渐变脊4的尾部固定连接，且宽度相同。

本实施例中，指数渐变脊4与加载段1以及波导段2的连接部分分别对应设置有第一螺孔，并分别设置有穿过第一螺孔的第一螺钉61。

本实施例中，垂直斜体32和水平斜块33与波导段2内壁以及短路板31的连接部分分别对应设置有第二螺孔，并分别设置有穿过第二螺孔的第二螺钉62。

本实施例中，短路板31与波导段2远离加载段1的一端的连接部分分别对应设置有第三螺孔，并设置有穿过第三螺孔的第三螺钉63。

本实施例中，短路板31还设置有便于与无人机连接的第四螺孔64。工作原理：

本方案的加载段1的加载设计用于实现小型化，通过在加载段1的活动端设置有开口11和加载片12，以及加载片12横向设置为向外凸出的弧形，且纵向设置有向外的倾斜角度，增大了电流流过的路径，在同等物理尺寸条件下加大了电尺寸，使得天线可以良好的工作在更低频段。从场原理分析，上下两个板上的电流产生了TEM波中的磁场，而两板间的电压产生了TEM波中的电场，开口11缝隙的加载使得在低频时天线工作于TEM模式，使得天线在小口径下依然具有一定的方向性，保证了方向图的良好；

指数渐变脊4的脊曲线主要是完成阻抗渐变的作用，采用指数形式渐变脊曲线使阻抗从馈电处平滑过渡到自由空间阻抗；

辐射后腔3的后腔结构由构成短路结构的短路板31加上垂直和水平斜体过渡结构组成。波导段2的后端增加有短路板31形成后腔，以减少后向辐射的反射波对前向辐射的影响。垂直和水平斜体的存在使得电磁波的传输模式逐渐过渡，宽频段内保持方向图良好的特性；

波导段2利用脊波导主模TE10模的截止频率比矩形波导截止频率低，而TE20模的截止频率比矩形波导截止频率高的特性，扩展工作频带带宽。

本实用新型提供的一种超带宽、小型化以及高增益的无人机压制天线，减小了天线尺寸，增强了频段覆盖以及提高了低频增益，解决了现有技术存在的干扰天线尺寸偏大、频段覆盖窄、低频增益偏低的缺陷。

以上所述仅为本实用新型的实施例，实施例用于理解实用新型的结构、功能和效果，并不用于限制本实用新型的保护范围。本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。