[發(fā)明專利]一種頂加載式寬波束機載5G互聯(lián)天線

在審

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• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114204257A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 張正謙;郭剛濤;楊春艷;陳天夫;呂婭娜;楊洋;王兆軒
• 申請（專利權）人: 西安航天天繪數(shù)據(jù)技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/28;H01Q1/12;H01Q1/42;H01Q1/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種頂加載式寬波束機載5G互聯(lián)天線。包括四個相同的頂加載偶極子天線，四個頂加載偶極子天線共用安裝的大地板，并采用同軸饋電，SMA饋電接插件置于大地板底部，四個頂加載偶極子天線外側安裝用于整體防護天線罩，四個頂加載偶極子天線通過同軸線纜連接到同軸矩陣切換開關，四個頂加載偶極子天線用于分別覆蓋飛機前后左右四個方向斜向下指向地面基站方向。本發(fā)明通過反射板使得頂加載偶極子天線的增益鏡像增強，再通過導向柱改變天線的波束方向，在提高偶極子天線增益的同時、使得天線在低仰角增益最強，并且相比其他天線形式，安裝高度降低，結構形式相比相控陣天線簡介和簡單，重量和體積大幅降低，更加適合飛機機腹加裝和使用。

技術領域

本發(fā)明涉及5G機載通信技術領域，尤其涉及一種頂加載式寬波束機載5G互聯(lián)天線。

背景技術

隨著5G互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和成熟應用，目前中國電信和移動正在論證的機載5G互聯(lián)網(wǎng)通信技術需求，為滿足飛機和地面5G基站互聯(lián)，需要解決飛機對地面5G基站信號的收發(fā)。該天線是一款固定定向天線，可實現(xiàn)低仰角、寬波束、高增益覆蓋，相比相控陣天線具有結構簡單，安裝高度低、重量輕、成本低等諸多優(yōu)點。相比單極子天線，增益更高，頻帶更寬。有效彌補了單極子天線增益較低的缺點。該天線可滿足無人機、商務機、民航客機等在低速率通信條件下，飛機與地面5G基站的有效信息互聯(lián)，在未來機對地互聯(lián)網(wǎng)通信有巨大的推廣價值。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種頂加載式寬波束機載5G互聯(lián)天線，以解決上述技術問題。解決各類飛機，包括無人機、商務機、民航客機等接入5G互聯(lián)網(wǎng)的問題，通過飛機加載這種簡易、輕便的5G天線，可以使的各類飛機滿足和地面5G基站進行互聯(lián)網(wǎng)通信的需求。

為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用以下技術方案：

一種頂加載式寬波束機載5G互聯(lián)天線，包括四個相同的頂加載偶極子天線，四個頂加載偶極子天線共用一個大地板，并采用同軸饋電，SMA饋電接插件置于大地板底部，四個頂加載偶極子天線外側安裝用于整體防護天線罩，四個頂加載偶極子天線通過同軸線纜連接到同軸矩陣切換開關，四個頂加載偶極子天線用于分別覆蓋飛機前后左右四個方向斜向下指向地面基站方向。

作為本發(fā)明進一步的方案：頂加載偶極子天線通過大地板底部的4個凸臺和機腹相連接安裝，頂加載偶極子天線由頂加載饋源、反射板、導向柱組成，天線由頂加載饋源作為輻射源，電磁波經(jīng)過反射板反射后增益增強，再通過導向柱的方向引導后，形成具有定向方向性的反向圖，使的俯仰20度增益最大。

作為本發(fā)明進一步的方案：采用四個相同的頂加載偶極子天線環(huán)形陣列形成360°波束覆蓋。

作為本發(fā)明進一步的方案：頂加載偶極子天線采用航空鋁彩色導電氧化制作。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述的頂加載偶極子天線由SMA饋電接插件安裝于大地板上，通過接插件探針和頂加載饋源相導通饋電，頂加載饋源由直徑20mm，厚度2mm的航空鋁，形成一個U型饋源形式和大底板連，反射板由一個高度35-40mm的航空鋁圓弧板形成連接于大底板，導向柱由寬3mm，厚度1mm的航空鋁形成U型柱，整柱高度15mm，用于實現(xiàn)對波束方向的干預。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述的天線罩，采用聚碳酸脂材料厚度3mm，熱變形溫度130℃，介電常數(shù)3.1，引入天線差損小于0.2dB，解決了天線防護耐高溫和低插損的問題。

作為本發(fā)明進一步的方案：整機采用螺釘將大地板與飛機機腹安裝，整個天線地板至天線罩高度不超過50mm，整體天線呈圓盤結構，直徑不超過380mm。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本發(fā)明相比其他陣子天線和微帶天線，在同等增益下，有較好的低仰角特性。一般陣子天線陣列或者微帶天線陣列后，法向增益最高，低仰角增益損失較大，機載天線和5G地面基站互聯(lián)，5G基站通常是在飛機正下方兩側分布，不在飛機機腹正下方，因此，采用其他類型陣列天線很難在低仰角實現(xiàn)高增益。