[發明專利]一種金屬平臺內嵌式垂直極化超寬帶共形端射天線

有效

• 申請號: 202110940008.6
• 申請日: 2021-08-15
• 公開（公告）號: CN113725585B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 吳昊;陳曦;劉鑫宇
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/12
• 分類號: H01Q1/12;H01Q1/28;H01Q1/38;H01Q1/00;H01Q5/50;H01Q5/20
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

一種金屬平臺內嵌式垂直極化超寬帶共形端射天線。本發明涉及一種金屬平臺嵌入式超寬帶垂直極化端射天線，屬于天線技術領域。包括金屬腔體、第一介質基板、第二介質基板、上層金屬蓋板，第二介質基板放入金屬腔體內，第一介質基板與第二介質基板垂直，其中第二介質基板上采用一半的漸變開槽型天線作為低頻天線的輻射主體部分，將低頻天線輻射主體部分與腔體底部連接，這使得低頻天線不僅能夠保證垂直極化的工作模式，還能較好的與50Ω的輸入端口匹配；將一半的漸變開槽型天線作為高頻天線的主體，并將其顛倒放置在低頻天線輻射主體的上方，再與上層金屬蓋板相連接，這也使得高頻天線不僅能夠保證垂直極化的工作模式，還能較好的與50Ω的輸入端口匹配。本天線沿平臺表面具有良好的端射效果。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，涉及超高速飛行器載體共形天線技術，具體涉及一種金屬平臺內嵌式垂直極化超寬帶共形端射天線。

背景技術

隨著現代雷達、無線通信、電子對抗等技術領域的飛速發展和戰場的復雜性，對雷達或其它輻射源實施摧毀性打擊的反輻射導彈技術也提出了越來越高的要求。反輻 射系統利用輻射信號的接收和處理系統，捕獲、跟蹤目標雷達等電磁輻射信號后，定 向攻擊輻射源目標并將其推毀，是一種戰術型武器，在多次現代局部戰爭中得到廣泛 應用，已成為推毀敵方雷達等目標的有效方式。天線系統作為其重要組成部分，其性 能的好壞直接關系著整個反輻射系統的工作性能。同時，在反輻射導彈的有限空間內 需要集成不同功能的電子系統，完成不同的工作任務，因而天線的尺寸、重量等指標 必須得到嚴格控制，才能集成多個電子系統，滿足戰場的需求。由此可見，天線的頻 率覆蓋范圍、增益、方向性、尺寸、重量等性能指標直接決定了反輻射系統的戰場效 能。

對于安裝在高速飛行器上的共形天線，為了減小氣動阻力天線需要具備低剖面特性或能完全嵌入大型金屬平臺。但是將天線嵌入復雜金屬平臺，這意味著天線將被金 屬環境所包圍，天線四周的金屬會對天線自身的電性能產生極大的影響，特別是對用 于實現端射性能的天線來說，天線四周的金屬對電磁波起到了遮擋作用，這使得在端 射方向并不能得到有效的波束覆蓋。

在現有成熟的天線技術中，可以實現端向輻射的天線形式包括對數周期天線、八木-宇田天線等，這類天線由多組長度不同的金屬振子組成，通過在相鄰振子間產生相 位差起到端向輻射的效果。但是上述端射天線在工程應用中存在尺寸大、工作頻帶窄(對數周期天線可以通過增加相應長度的金屬振子數量來展寬工作頻帶，但會使得天 線結構組成更加復雜)、難以與金屬載體平臺共形等缺點，總的來說難于滿足當前應用 需求。

發明內容

要解決的技術問題

當前絕大多數寬帶端射天線并不具備能與金屬載體平臺內嵌式共形的能力，這是因為共形安裝后金屬載體平臺會使得這類天線的電性能嚴重惡化，而極少數能與金屬 載體平臺共形并且能端向輻射的天線又具有輻射效率低下的缺點。

為了解決現有技術的不足，本發明提出一種工作于超高頻頻段的金屬平臺內嵌式垂直極化超寬帶共形端射天線，使得天線在被嵌入復雜平臺后但仍然能得到沿平臺表 面的良好的端射效果。

技術方案

一種金屬平臺內嵌式垂直極化超寬帶共形端射天線，其特征在于包括金屬腔體、第一介質基板、第二介質基板、上層金屬蓋板，所述的金屬腔體分為前后兩部分，前 部分為由底部向上部逐漸張開的上方開口結構，后部分為上不封頂的矩形腔體結構； 所述的第一介質基板水平位于金屬腔體的前部分頂部開口處，第一介質基板的上表面 設有第二金屬輻射鍍層；所述的第二介質基板與第一介質基板垂直并插入金屬腔體的 前部分的內腔內，第二介質基板的兩側分別設有用于耦合饋電的第五金屬鍍層和用于 輻射的第一金屬輻射鍍層；所述的第二金屬輻射鍍層與第一金屬輻射鍍層相連；所述 的上層金屬蓋板位于金屬腔體的后部分頂部開口處。

本發明技術方案更進一步的說：所述的第二金屬輻射鍍層為等腰梯形結構，且在等腰梯形結構中等間距的開有規則矩形槽。