一种多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的制作方法

1.本发明涉及信息化通信系统技术领域，尤其涉及一种多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备。


背景技术：

2.随着信息化通信系统的迅猛发展，卫星通信、遥感探测、弹载通信、电子对抗等领域对天线提出了越来越高的要求。近年来，现代军事、电子对抗、多类型制导武器系统的迅速迭代，通信系统的功能趋向多样化、集成化和小型化，但系统小型化设计必会导致越来越多不同频段天线被安装在一个狭小的平台上，天线系统的耦合效应愈发突出，这将导致严重的电磁兼容问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备，旨在改善目前小型化设计由于越来越多不同频段天线被安装在一个狭小的平台上，使天线系统的耦合效应愈发突出，导致严重的电磁兼容的技术问题。
4.为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备，包括外壳、第一vivaldi天线、第二vivaldi天线、第三vivaldi天线，第一vivaldi天线的工作带宽为f
l-5f
l
，外壳包括底板以及设置在底板上的外罩，第一vivaldi天线、第二vivaldi天线、第三vivaldi天线均设置在底板上且位于外罩内，第一vivaldi天线与第二vivaldi天线呈第一预设夹角设置，第三vivaldi天线位于第一vivaldi天线长度方向的任一端，第一vivaldi天线具有辐射贴片，辐射贴片上开设有沿第一vivaldi天线长度方向延伸的第一槽，第一槽长度方向的至少一端的开口处设置有集总元件。
5.在一些实施方式中，第一vivaldi天线与底板垂直设置，辐射贴片上设置有锥形槽，辐射贴片上沿锥形槽对称设置有多对第一槽。
6.在一些实施方式中，第二vivaldi天线的工作带宽为5f
l-15f
l
，第一预设夹角为90
°
。
7.在一些实施方式中，第一vivaldi天线朝向外罩的至少一个角设置有倒角。
8.在一些实施方式中，第二vivaldi天线为两个，两个第二vivaldi天线沿第一vivaldi天线对称布置。
9.在一些实施方式中，第三vivaldi天线的工作带宽为15f
l-45f
l
，第二vivaldi天线与第三vivaldi天线的结构相同，第二vivaldi天线的尺寸与第三vivaldi天线的尺寸的比值大于1。
10.在一些实施方式中，第二vivaldi天线与第三vivaldi天线平行设置，第三vivaldi天线的数量为两个，两个第三vivaldi天线沿第一vivaldi天线对称布置。
11.在一些实施方式中，底板为圆形，底板具有切边，第一vivaldi天线与切边呈第二预设夹角设置，第一vivaldi天线长度方向的任一端与切边任一端相对设置。
12.在一些实施方式中，第二预设夹角为45
°
。
13.在一些实施方式中，多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备还包括平面螺旋天线，平面螺旋天线的工作带宽为5f
l-45f
l
，平面螺旋天线设置在底板上且位于外罩内，平面螺旋天线的数量为w个，w个平面螺旋天线分布在第一vivaldi天线的至少一侧，且w个平面螺旋天线位于靠近底板外周的位置，其中w为正整数。
14.与现有技术相比，本发明的多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备至少具有下列有益效果：本发明实施例公开了一种多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备，多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备包括：外壳、第一vivaldi天线、第二vivaldi天线、第三vivaldi天线，第一vivaldi天线的工作带宽为f
l-5f
l
，外壳包括底板以及设置在底板上的外罩，第一vivaldi天线、第二vivaldi天线、第三vivaldi天线均设置在底板上且位于外罩内，第一vivaldi天线与第二vivaldi天线呈第一预设夹角设置，第三vivaldi天线位于第一vivaldi天线长度方向的任一端，第一vivaldi天线具有辐射贴片，辐射贴片上开设有沿第一vivaldi天线长度方向延伸的第一槽，第一槽长度方向的至少一端的开口处设置有集总元件，通过在第一vivaldi天线上的辐射贴片设置沿第一vivaldi天线长度方向延伸的第一槽，在第一槽长度方向的至少一端的开口处设置有集总元件，可以在第一槽长度方向的一端的开口处设置集总元件或在第一槽长度方向的两端的开口处设置集总元件，对第一vivaldi天线进行优化处理，使集总元件沿第一槽开口方向曲线加权，加载集总元件不仅可吸收散射、绕射、寄生等多余电流，达到抗干扰的目的，还可延长第一vivaldi天线的电长度、改善第一vivaldi天线低频段天线增益，因此本发明的第一vivaldi天线优化后的结构可以达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备小型化、抗干扰的目的。第一vivaldi天线通过集总元件幅度加权实现了小型化设计的同时也获取了更大的天线波束宽度，有效改善了天线方向图的高频裂瓣。
15.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例提供的多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的结构剖面图；图2为本发明实施例提供的多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的另一视角的结构示意图；图3为本发明实施例提供的多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的第一vivaldi天线的结构示意图；图4为本发明实施例提供的多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的第二vivaldi天线的结构示意图；图5为本发明实施例提供的多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的第三
vivaldi天线的结构示意图；图6为本发明实施例提供的多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的平面螺旋天线的结构示意图。
18.附图标记说明：1、第一vivaldi天线；11、辐射贴片；12、第一槽；13、集总元件；21、底板；22、外罩；23、切边；3、第二vivaldi天线；4、第三vivaldi天线；5、平面螺旋天线；51、第一螺旋线；52、第二螺旋线。
具体实施方式
19.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
20.在本发明的描述中，需要明确的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序；术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.实施例1本发明实施例提供一种多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备，如图1-6所示，包括外壳、第一vivaldi天线1、第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4，第一vivaldi天线1的工作带宽为f
l-5f
l
，外壳包括底板21以及设置在底板21上的外罩22，第一vivaldi天线1、第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4均设置在底板21上且位于外罩22内，第一vivaldi天线1与第二vivaldi天线3呈第一预设夹角设置，第三vivaldi天线4位于第一vivaldi天线1长度方向的任一端，第一vivaldi天线1具有辐射贴片11，辐射贴片11上开设有沿第一vivaldi天线1长度方向延伸的第一槽12，第一槽12长度方向的至少一端的开口处设置有集总元件13。
23.在本实施例中，多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备包括：相控阵天线，包括外壳、第一vivaldi天线1、第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4，第一vivaldi天线1的工作带宽为f
l-5f
l
，外壳包括底板21以及设置在底板21上的外罩22，第一vivaldi天线1、第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4均设置在底板21上且位于外罩22内，第一vivaldi天线1与第二vivaldi天线3呈第一预设夹角设置，第三vivaldi天线4位于第一vivaldi天线1长度方向的任一端，第一vivaldi天线1具有辐射贴片11，辐射贴片11上开设有沿第一vivaldi天线1长度方向延伸的第一槽12，第一槽12长度方向的至少一端的开口处设置有集总元件13，通过在第一vivaldi天线1上的辐射贴片11设置沿第一vivaldi天线1长度方向延
伸的第一槽12，在第一槽12长度方向的至少一端的开口处设置有集总元件13，可以在第一槽12长度方向的一端的开口处设置集总元件13或在第一槽12长度方向的两端的开口处设置集总元件13，对第一vivaldi天线1进行优化处理，使集总元件13沿第一槽12开口方向曲线加权，加载集总元件13不仅可吸收散射、绕射、寄生等多余电流，达到抗干扰的目的，还可延长第一vivaldi天线1的电长度、改善第一vivaldi天线1低频段天线增益，因此本发明的第一vivaldi天线1优化后的结构可以达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备小型化、抗干扰的目的。第一vivaldi天线1通过集总元件13幅度加权实现了小型化设计的同时也获取了更大的天线波束宽度，有效改善了天线方向图的高频裂瓣。
24.在一些实施方式中，第一vivaldi天线1与底板21垂直设置，辐射贴片11上设置有锥形槽，辐射贴片11上沿锥形槽对称设置有多对第一槽12。
25.在本实施例中，第一vivaldi天线1与底板21垂直设置，辐射贴片11上设置有锥形槽，辐射贴片11上沿锥形槽对称设置有多对第一槽12，两个沿锥形槽对称设置的第一槽12为一对，第一槽12可以设置为多对，由于在每一个第一槽12长度方向的至少一端的开口处设置有集总元件13，优选为两端设置，具体的第一槽12可以为3对，即6个第一槽12， 6个第一槽12共设置12个集总元件13，通过多对第一槽12上的多个集总元件13，对第一vivaldi天线1进行优化处理，进一步加强了优化的效果，使集总元件13沿第一槽12开口方向曲线加权，加载集总元件13不仅可吸收散射、绕射、寄生等多余电流，达到抗干扰的目的，还可延长第一vivaldi天线1的电长度、改善第一vivaldi天线1低频段天线增益，因此本发明的第一vivaldi天线1优化后的结构可以达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的小型化、抗干扰的目的。第一vivaldi天线1通过集总元件13幅度加权实现了小型化设计的同时也获取了更大的天线波束宽度，有效改善了天线方向图的高频裂瓣。
26.在一些实施方式中，相控阵天线还包括第二vivaldi天线3，第二vivaldi天线3的工作带宽为5f
l-15f
l
，第二vivaldi天线3设置在底板21上且位于外罩22内，第一vivaldi天线1与第二vivaldi天线3呈第一预设夹角设置。
27.在本实施例中，第二vivaldi天线3的工作带宽为5f
l-15f
l
，第一预设夹角为90
°
，通过合理布局改善相互干扰；第二vivaldi天线3设置在底板21上且位于外罩22内，第一vivaldi天线1与第二vivaldi天线3呈第一预设夹角设置，降低第一vivaldi天线1与第二vivaldi天线3相互相互干扰，同时第二vivaldi天线3通过介质加载和曲线优化达到小型化目的；第一预设夹角为90
°
时，第一vivaldi天线1与第二vivaldi天线3相互垂直时相互干扰强度最低，因此进一步的降低第一vivaldi天线1与第二vivaldi天线3相互相互干扰，达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备抗干扰的目的。
28.在一些实施方式中，第一vivaldi天线1朝向外罩22的至少一个角设置有倒角。
29.在本实施例中，第一vivaldi天线1朝向外罩22的至少一个角设置有倒角，由于底板21和外罩22形成天线的安装空间高度和宽度限制，因此通过将第一vivaldi天线1朝向外罩22的至少一个角设置有倒角，具体的可以是一个角，也可以是两个角，因此通过在第一vivaldi天线1的角设置有倒角，可以实现多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备小型化的目的。
30.在一些实施方式中，第二vivaldi天线3为两个，两个第二vivaldi天线3沿第一vivaldi天线1对称布置。
31.在本实施例中，第二vivaldi天线3为两个，两个第二vivaldi天线3沿第一vivaldi天线1对称布置，通过增加第二vivaldi天线3的数量有效利用底板21和外罩22形成天线的安装空间，同时也提高多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备对抗打击多个目标的能力。
32.在一些实施方式中，第三vivaldi天线4的工作带宽为15f
l-45f
l
，第二vivaldi天线3与第三vivaldi天线4的结构相同，第二vivaldi天线3的尺寸与第三vivaldi天线4的尺寸的比值大于1。
33.在本实施例中，第三vivaldi天线4的工作带宽为15f
l-45f
l
，第二vivaldi天线3与第三vivaldi天线4的结构相同，第二vivaldi天线3的尺寸与第三vivaldi天线4的尺寸的比值大于1，当然，第二vivaldi天线3与第三vivaldi天线4的结构构造大体相同，结构曲线近似相同也是可以的，第三vivaldi天线4位于第一vivaldi天线1长度方向的任一端，使第三vivaldi天线4与第二vivaldi天线3的距离较远，故相互耦合度较小，改善了多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的电磁兼容问题；第二vivaldi天线3与第三vivaldi天线4的结构相同，第二vivaldi天线3的尺寸与第三vivaldi天线4的尺寸的比值大于1，通过合理布局改善相互干扰。达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备抗干扰的目的。
34.在一些实施方式中，第二vivaldi天线3与第三vivaldi天线4平行设置，第三vivaldi天线4的数量为两个，两个第三vivaldi天线4沿第一vivaldi天线1对称布置。
35.在本实施例中，通过将第二vivaldi天线3与第三vivaldi天线4平行设置，第三vivaldi天线4的数量为两个，两个第三vivaldi天线4沿第一vivaldi天线1对称布置，增加底板21和外罩22形成天线的安装空间的天线数量，提高多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备对抗打击多个目标的能力；同时将第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1之间的位置进行合理布置，避免第二vivaldi天线3与第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1之间的相互相互干扰，达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备抗干扰的目的。
36.在一些实施方式中，底板21为圆形，底板21具有切边23，第一vivaldi天线1与切边23呈第二预设夹角设置，第一vivaldi天线1长度方向的任一端与切边23任一端相对设置。
37.在本实施例中，底板21为圆形，底板21具有切边23，第一vivaldi天线1与切边23呈第二预设夹角设置，第一vivaldi天线1长度方向的任一端与切边23任一端相对设置，通过在底板21上设置切边23进一步减小多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的体积，达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备小型化的目的，第一vivaldi天线1长度方向的任一端与切边23任一端相对设置，可以将第一vivaldi天线1的中部位置，同时第一vivaldi天线1长度方向的任一端与切边23任一端相对设置，第一vivaldi天线1与切边23呈第二预设夹角设置，由于第二vivaldi天线3与第一vivaldi天线90
°
夹角设置，第三vivaldi天线4与第二vivaldi天线3平行设置，因此使第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4之间的方位和俯仰均有相位差，可进行二维相位扫描。
38.在一些实施方式中，第二预设夹角为45
°
。
39.在本实施例中，第一vivaldi天线1与切边23的第二预设夹角为45
°
时，使第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4之间的方位和俯仰均有相位差更优，同时可以避免第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1之间的相互干扰，达到多通道、超
宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备抗干扰的目的。
40.在一些实施方式中，多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备还包括平面螺旋天线5，平面螺旋天线5的工作带宽为5f
l-45f
l
，平面螺旋天线5设置在底板21上且位于外罩22内，平面螺旋天线5的数量为w个，w个平面螺旋天线5分布在第一vivaldi天线1的至少一侧，且w个平面螺旋天线5位于靠近底板21外周的位置，其中w为正整数。
41.在本实施例中，多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备还包括平面螺旋天线5，平面螺旋天线5的工作带宽为5f
l-45f
l
，平面螺旋天线5设置在底板21上且位于外罩22内，平面螺旋天线5的数量为w个，w的数量可以为8个等，通过增加在底板21和外罩22所形成天线的安装空间的天线数量，提高多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备对抗打击多个目标的能力；w个平面螺旋天线5分布在第一vivaldi天线1的至少一侧，且w个平面螺旋天线5位于靠近底板21外周的位置，其中w为正整数；使平面螺旋天线5距离第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1较远，使平面螺旋天线5与第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1之间相互耦合度较小，改善了多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的电磁兼容问题，达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备抗干扰的目的。
42.平面螺旋天线5包括第一螺旋线51，第一螺旋线51上设置有n个集总元件13，其中n为正整数，n可以为3等；由于平面螺旋天线5的剖面较低，因此平面螺旋天线5与第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1之间相互耦合度较小；同时在平面螺旋天线5的第一螺旋线51上设置n个集总元件13用于末端加载吸收电阻，加载电阻主要作用为减小天线臂终端的反射电流，从而改善平面螺旋天线5的低频特性，这也从另一个方面实现了天线的小型化；平面螺旋天线5主要是通过布局方式改善耦合；使平面螺旋天线5与第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1之间相互耦合度较小，改善了多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的电磁兼容问题，达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备抗干扰的目的。
43.平面螺旋天线5还包括第二螺旋线52，第一螺旋线51的内侧端部和第二螺旋线52的内侧端部通过馈电端口相连接，第二螺旋线52上设置有m个集总元件13，其中m为正整数，m可以为3等；第二螺旋线52的结构可以是阿基米德螺旋天线的结构，第一螺旋线51与第二螺旋线52的结构相同，且在底板21的平面上以馈电端口的中心为原点相互对称设置，因此对其进行馈电的时候需采用平衡馈电方式；通过巴伦实现平衡和不平衡转化；另外在平面螺旋天线5的第二螺旋线52上设置m个集总元件13用于末端加载电阻，加载电阻主要作用为减小天线臂终端的反射电流，从而改善平面螺旋天线5的低频特性，这也从另一个方面实现了天线的小型化；平面螺旋天线5主要是通过布局方式改善耦合；使平面螺旋天线5与第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1之间相互耦合度较小，改善了多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的电磁兼容问题，达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备抗干扰的目的。
44.在一些实施方式中，平面螺旋天线5的数量为w个，w个平面螺旋天线5分布在第一vivaldi天线1的至少一侧，且w个平面螺旋天线5位于靠近底板21外周的位置，其中w为正整数。
45.在本实施例中，在平面螺旋天线5的数量为w个，w的数量可以为8个等，通过增加底
板21和外罩22形成天线的安装空间的天线数量，提高多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备对抗打击多个目标的能力；w个平面螺旋天线5分布在第一vivaldi天线1的至少一侧，且w个平面螺旋天线5位于靠近底板21外周的位置，其中w为正整数；使平面螺旋天线5距离第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1较远，使平面螺旋天线5与第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4以及第一vivaldi天线1之间相互耦合度较小，改善了多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的电磁兼容问题，达到多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备抗干扰的目的。
46.综上，本发明的多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备，设备总共包含13个天线单元，具体的，第一vivaldi天线1可以为一个，第二vivaldi天线3可以为两个，第三vivaldi天线4可以为两个，平面螺旋天线5可以为八个，通过设置多个天线单元实现多通道，通过将第一vivaldi天线1、第二vivaldi天线3、第三vivaldi天线4和平面螺旋天线5之间的位置合理布置，在保证电性能的前提下在指定尺寸范围内对各单元天线进行小型化设计，第一vivaldi天线1的工作带宽为f
l-5f
l
，第二vivaldi天线3的工作带宽为5f
l-15f
l
，第三vivaldi天线4的工作带宽为15f
l-45f
l
，平面螺旋天线5的工作带宽为5f
l-45f
l
，本发明的多通道、超宽带、小型化、抗干扰电子对抗设备的天线整体带宽达到45倍频程。
47.本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利技术特征可以自由地组合、叠加。
48.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的设备、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
49.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。