一种机载大倾角超短波通信天线的制作方法

文档序号:20396461发布日期:2020-04-14 20:38阅读:280来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统超短波天线在大倾角安装时易产生信号干扰和性能下降的问题,提出一种新型结构。通过设置电容补偿片与绝缘片组合,配合40°~60°倾角设计及优化匹配电路,有效提升天线全向性与驻波比,实现稳定通信。该方案通过结构创新和电路优化,解决了大倾角安装导致的电磁性能劣化难题。
关键词:大倾角天线,电容补偿

本实用新型属于通信天线技术领域,具体地说,涉及一种机载大倾角超短波通信天线。



背景技术:

单极天线是一种技术成熟的水平全向天线,被广泛应用于超短波通信系统中。在机载超短波通信系统中,各种结构的单极天线也常常被采用。

但是一般的单极天线相对于接地面是垂直状态,由于飞机对空气动力学的要求,作为飞机通信用的单极天线相对于接地面(飞机蒙皮)并不是垂直,而是相对于飞机的飞行方向有一个倾角,当倾角较大时,由于接地面相对于天线不对称的影响,天线在俯仰方向将出现倾角,影响飞行方向的增益,同时,天线的工作带宽将变窄。



技术实现要素:

针对现有技术中上述的不足,本实用新型提供一种机载大倾角超短波通信天线,该天线的辐射体相对于水平面的倾斜角度为40°~60°,满足飞行器对单极天线的大倾角要求,在辐射体的迎风面设置电容补偿片,且辐射体的底部与接地底座之间设置有空气间隙,使得辐射体底部与接地底座之间构成一定的分布补偿电容,同时,在辐射体的适当位置布置馈电点,克服天线倾斜引起的方向图在反倾斜方向的偏离、工作带宽变窄的缺点,使天线匹配变得方便。

为了达到上述目的,本实用新型采用的解决方案是:一种机载大倾角超短波通信天线,包括射频接头、接地底座和辐射组件,所述的射频接头固定连接在接地底座的底面,所述的辐射组件固定连接在接地底座的顶面,所述的辐射组件包括辐射体、电容补偿片、绝缘片、匹配电路和馈电片,所述的匹配电路固定安装在接地底座上,所述的匹配电路的输出端与射频接头电连接,匹配电路的输入端与馈电片的一端电连接,所述的馈电片的另一端固定连接在辐射体上,馈电片与辐射体的连接点作为馈电点,所述的馈电点距辐射体底部46~50mm,所述的辐射体与接地底座形成40°~60°倾角,辐射体的底端与接地底座间隔固定连接,使得辐射体与接地底座之间形成一空气间隙,所述的辐射体的迎风面固定连接有电容补偿片,电容补偿片的下部接地,电容补偿片与辐射体之间有用于隔离电容补偿片和辐射体的绝缘片。

所述的辐射组件还包括支撑件,所述的支撑件的一端固定在辐射体上,另一端固定在接地底座上,使辐射体与接地底座形成40°~60°倾角。

所述绝缘片固定连接在电容补偿片与辐射体之间,所述的电容补偿片的下部通过接地铆钉与接地底座连接。

所述的匹配电路包括第一电感、第一电容、第二电容和第三电容,所述的匹配电路的输入端分别与第一电感和第一电容连接,第一电感的另一端分别与第二电容和第三电容连接,第三电容的另一端与匹配电路的输出端连接,第一电容的另一端和第二电容的另一端接地,馈电片的一端分别与第一电感和第一电容连接,第三电容的另一端与射频接头电连接。

所述的第一电感为线绕空心电感。

所述的天线还包括用于保护辐射组件的天线外罩,所述的天线外罩包覆辐射体的下部、电容补偿片、绝缘片、匹配电路、馈电片和支撑件。

所述的天线还包括堵头,所述的堵头套接在辐射体的顶部。

所述的天线还包括标牌,所述的标牌固定在接地底座的底面。

所述的空气间隙为2.3~3mm。

本实用新型的有益效果是:

(1)该天线的辐射体相对于水平面的倾斜角度为40°~60°,满足飞行器对单极天线的大倾角要求,在辐射体的迎风面设置电容补偿片,且辐射体的底部与接地底座之间设置有空气间隙,使的辐射体底部与接地底座之间构成一定的分布补偿电容,同时,在辐射体的适当位置布置馈电点,克服天线倾斜引起的方向图在反倾斜方向的偏离、工作带宽变窄的缺点,使天线匹配变得方便。

附图说明

图1为本实用新型天线去除天线外罩后的基本结构正视图;

图2为本实用新型天线去除天线外罩后的基本结构左视图;

图3为本实用新型天线a部放大图;

图4为本实用新型天线接地底座仰视图;

图5为本实用新型天线外形正视图;

图6为本实用新型天线外形左视图;

图7为本实用新型天线外形俯视图;

图8为本实用新型匹配电路原理图;

图9为天线在108mhz~137mhz频率范围内典型的水平方向图和增益;

图中,100-射频接头,200-天线外罩,300-接地底座,400-辐射组件,410-辐射体,420-电容补偿片,430-绝缘片,440-匹配电路,450-馈电片,451-馈电点,460-支撑件,470-接地铆钉,500-堵头,600-标牌,l1-第一电感,c1-第一电容,c2-第二电容,c3-第三电容。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述:

如图1到图3所示,一种机载大倾角超短波通信天线,包括射频接头100、接地底座300和辐射组件400,所述的射频接头100固定连接在接地底座300的底面,所述的辐射组件400固定连接在接地底座300的顶面,所述的辐射组件400包括辐射体410、电容补偿片420、绝缘片430、匹配电路440和馈电片450,所述的匹配电路440固定安装在接地底座300上,所述的匹配电路440的输出端与射频接头100电连接,匹配电路440的输入端与馈电片450的一端电连接,所述的馈电片450的另一端固定连接在辐射体410上,馈电片450与辐射体410的连接点作为馈电点451,所述的馈电点451距辐射体410底部46~50mm;所述的辐射体410与接地底座300形成30°~60°倾角,辐射体410的底端与接地底座300间隔固定连接,使得辐射体410与接地底座300之间形成一空气间隙,所述的空气间隙为2.3~3mm;所述的辐射体410的迎风面固定连接有电容补偿片420,电容补偿片420的下部接地,电容补偿片420与辐射体410之间有用于隔离电容补偿片420和辐射体410的绝缘片430。该天线的辐射体410相对于水平面的倾斜角度为40°~60°,满足飞行器对单极天线的大倾角要求,在辐射体410的迎风面设置电容补偿片420,且辐射体410的底部与接地底座300之间设置有空气间隙,空气间隙设为2.3~3mm,使得辐射体410底部与接地底座300之间构成一定的分布补偿电容,克服天线倾斜引起的方向图偏离、工作带宽变窄的缺点,使天线匹配变得方便。将辐射体410馈电点451设置在离辐射体410底部46~50mm处位置,更进一步克服由于天线倾斜造成的工作带宽变窄和天线方向图在迎风面向上偏头的缺陷。

所述的辐射组件400还包括支撑件460,所述的支撑件460的一端固定在辐射体410上,另一端固定在接地底座300上,使辐射体410与接地底座300形成40°~60°大倾角,支撑件460支撑辐射体410,使得辐射体410与接地底座300之间的倾角更稳固,同时满足飞行器对单极天线的大倾角要求。

在本实用新型的一个实施例中,绝缘片430固定连接在电容补偿片420与辐射体410之间,电容补偿片420的下部通过接地铆钉470穿过绝缘片430与接地底座300连接,实现电容补偿片420接地,电容补偿片420的上部通过绝缘片430与辐射体410隔离,形成分布补偿电容。绝缘片430使用环氧树脂粘贴在天线辐射体410上,电容补偿片420使用环氧树脂粘贴在绝缘片430上。

如图8所示,所述的匹配电路440包括第一电感l1、第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3,所述的匹配电路440的输入端分别与第一电感l1和第一电容c1连接,第一电感l1的另一端分别与第二电容c2和第三电容c3连接,第三电容c3的另一端与匹配电路440的输出端连接,第一电容c1的另一端和第二电容c2的另一端接地,馈电片450的一端分别与第一电感l1和第一电容c1连接,馈电片450焊接在匹配电路440的输入端,第三电容c3的另一端与射频接头100电连接。所述的第一电感l1为线绕空心电感,有效缩小匹配电路440的尺寸,匹配电路440采用无耗的电容和电感,满足天线阻抗匹配,保证了天线的增益指标。

如图5-7所示,所述的天线还包括用于保护辐射组件400的天线外罩200,所述的天线外罩200包覆辐射体410的下部、电容补偿片420、绝缘片430、匹配电路440、馈电片450和支撑件460。所述的天线还包括堵头500,所述的堵头500套接在辐射体410的顶部。辐射组件400安装完成后,将天线外罩200套接在辐射组件400外部,并进行密封,天线外罩200可以选用玻璃钢天线外罩。在加工过程中,还需要对天线进行喷漆,除接地底座300底面外,都进行喷漆。

如图4所示,所述的天线还包括标牌600,所述的标牌600固定在接地底座300的底面。用于展示天线的相关信息。

以某型民用直升机天线为例,涉及工作频率为118mhz~137mhz,绝缘片430采用厚度为0.2mm的介质薄膜,电容性补偿片采用护短为0.2mm的金属薄膜。辐射体410的直径为10mm,天线与接地面倾斜角为50度,天线垂高为468mm,匹配电路的第一电感l1直径为1.9~2.1mm,匝数5~6匝。第一电容c1为68pf,第二电容c2为36~39pf,第三电容c3为36~39pf,电容采用射频贴片电容。全频段输入驻波比小于2.5:1,水平全向,增益大于-2dbi,不圆度小于3db。图9示出了该天线的水平方向图和增益。

在本实用新型的其他实施例中,辐射体410总长度(包括堵头500)可以为590±0.3mm的任意长度。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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