线多采用圆形或矩形管结构，天线的辐射振子穿过集合线的外壁通过螺接或铆接固定。由于本实施例为空气同轴馈线对数周期偶极子天线，利用同轴线原理，采用天线集合线作为同轴馈线的外导体，为了满足空气同轴的馈线结构形式，必须使用与天线集合线同材质的铝材作为同轴馈线的内导体，同时要求保证天线集合线内部腔体连续、完整。所以本实施例中，辐射振子设计为焊接在天线集合线的侧壁上，如图2所示，因此，常规的圆管形截面集合线无法满足设计要求。
[0029]此外，天线为实现双极化，必须采用两副正交的线极化对数周期偶极子天线，天线的四根集合线成90°对称安装。为保证空间环境中星载条件下，天线宽频带的匹配性能，天线相对的两根集合线顶端间距必须保证一定的紧凑度，但常规的矩形管和圆形管状集合线显然不具备此条件，如图1中(a)和(b)所示。
[0030]如图1(c)所示，本实施例中天线集合线为横截面为五边形、壁厚为Imm的金属空心型材，所述五边形由矩形和等腰三角形组成，其中等腰三角形的底边与矩形一边重合，所述等腰三角形顶角不大于90°。这样满足了天线结构和电性能要求，既可以保证辐射振子的焊接要求，有可以满足紧凑的集合线顶端距离要求。
[0031]天线集合线不仅作为辐射振子的焊接支撑件，同时承担了作为同轴馈线外导体的职责。金属内导体装在天线集合线内部，且不与天线集合线短路(直接接触)。常规的同轴线内导体和介质均为圆形结构，而本实施例中采用的是五边形空气介质腔体，同轴馈线的内导体仍然使用铝合金圆型型材，所以需要根据天线阻抗匹配要求，通过仿真软件优化得到金属内导体直径。同时，当天线频带较宽、整体高度较长时，为保证金属内导体在天线集合线腔体中的结构稳定性和良好的电气性能，金属内导体采用分段结构设计，在每一段金属内导体端部侧面通过聚酰亚胺支撑块与天线集合线之间实现支撑，而且每一段的长短需根据天线的电气匹配性能进行仿真优化。
[0032]金属内导体上端通过跳线将内导体连接至对面的集合线上，金属内导体下端与阻抗变换段固定连接，阻抗变换段与标准同轴接头固定连接，如图3所示，作用是将非标的空气同轴馈线转换成标准的射频同轴接口(如SMA、TNC等)。所述阻抗变换段由变换段内导体和变换段介质组成，变换段介质采用聚酰亚胺材料。金属内导体、变换段内导体和同轴接头内导体连通;通过计算或仿真设计阻抗变换段，实现将空气同轴馈线过渡至标准50 Ω的同轴端口。
[0033]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种适用于空间环境的星载空气同轴馈线对数周期偶极子天线，其特征在于:由辐射振子、天线集合线、空气同轴内导体馈线组件组成； 所述福射振子为金属型材； 所述天线集合线为横截面为五边形的金属空心型材，所述五边形由矩形和等腰三角形组成，其中等腰三角形的底边与矩形一边重合，所述等腰三角形顶角不大于90°; 辐射振子与天线集合线焊接固定； 所述空气同轴内导体馈线组件由金属内导体、阻抗变换段和同轴接头组成;金属内导体装在天线集合线内部，且不与天线集合线直接接触;金属内导体端部与阻抗变换段固定连接，阻抗变换段与同轴接头固定连接;所述阻抗变换段由变换段内导体和变换段介质组成;金属内导体、变换段内导体和同轴接头内导体连通;阻抗变换段实现金属内导体到同轴接头的阻抗变换。2.根据权利要求1所述一种适用于空间环境的星载空气同轴馈线对数周期偶极子天线，其特征在于:金属内导体为分段结构，每一段金属内导体端部侧面通过非金属支撑介质与天线集合线之间实现支撑。3.根据权利要求2所述一种适用于空间环境的星载空气同轴馈线对数周期偶极子天线，其特征在于:非金属支撑介质为聚酰亚胺支撑块。4.根据权利要求2或3所述一种适用于空间环境的星载空气同轴馈线对数周期偶极子天线，其特征在于:金属内导体为铝合金圆型型材，根据天线阻抗匹配要求，通过仿真软件优化得到金属内导体直径。5.根据权利要求4所述一种适用于空间环境的星载空气同轴馈线对数周期偶极子天线，其特征在于:辐射振子和天线集合线均为铝合金材质。6.根据权利要求5所述一种适用于空间环境的星载空气同轴馈线对数周期偶极子天线，其特征在于:变换段介质采用聚酰亚胺材料。
【专利摘要】本发明提出了一种适用于空间环境的星载空气同轴馈线对数周期偶极子天线，由辐射振子、天线集合线、空气同轴内导体馈线组件组成；天线集合线为横截面为五边形的金属空心型材；辐射振子与天线集合线焊接固定；空气同轴内导体馈线组件由金属内导体、阻抗变换段和同轴接头依次组成；金属内导体装在天线集合线内部；阻抗变换段实现金属内导体到同轴接头的阻抗变换。本发明天线结构形式简单、可靠性高；采用特定截面形状型材结合焊接振子成型工艺，满足了空气同轴腔体的设计要求；采用独特的空气同轴组件馈电形式，降低了馈线损耗，同时实现了天线在空间中较高的抗粒子辐照性能，使对数周期天线的性能不易受空间粒子辐照和高低温环境影响。
【IPC分类】H01Q1/36, H01Q1/50, H01Q1/12
【公开号】CN105633559
【申请号】CN201511015915
【发明人】李惟韬, 沈泉, 李启明, 高建军, 刘世海, 官山林, 赵军民, 刘亮, 樊良海, 郑建生
【申请人】中国电子科技集团公司第三十九研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月30日