[發(fā)明專利]一種可齊平安裝的超短波寬帶全向天線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211629851.3
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN116190995A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫超;陳晨;黃秀瓊;黃明;張云
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/28;H01Q5/30
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 孫元偉

本申請公開了一種可齊平安裝的超短波寬帶全向天線，該天線中有金屬背腔，金屬背腔的上部外接圓環(huán)狀金屬載體，與金屬背腔共同構(gòu)成超短波天線內(nèi)埋安裝環(huán)境,金屬背腔的內(nèi)部設(shè)置有圓柱狀金屬壁以實現(xiàn)腔體加載技術(shù)，將類錐形超短波天線結(jié)構(gòu)安裝于圓柱狀金屬壁的內(nèi)部，能夠同時提升低頻段方位面與高頻段方位面增益，此外類錐形超短波天線結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置有金屬錐臺來實現(xiàn)背腔修形技術(shù)。通過將類錐形超短波天線結(jié)構(gòu)設(shè)置于金屬背腔中，能夠與載體齊平共形安裝，與傳統(tǒng)的載體平臺天線突出載體共形安裝的方式相比，能夠有效降低載體空氣阻力，提高隱身性能，為載體平臺設(shè)計提供更多自由度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及通信天線領(lǐng)域，具體而言，涉及一種可齊平安裝的超短波寬帶全向天線。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)不斷發(fā)展，跳頻速率也越來越快，原本的窄帶天線已經(jīng)不滿足符合機載的需求。同時在載體平臺上所布置的收發(fā)天線越來越緊密，相互之間的干擾也越來越嚴(yán)重，因此為了適應(yīng)這種發(fā)展，對天線提出了寬頻帶、小型化、低剖面的需求。但是不同于其它種類的天線，機載天線的載體是十分復(fù)雜的飛機金屬機體。機體會對天線的輻射特性造成很大影響，而天線安裝的位置不同也會有一定的影響。在設(shè)計好機載平面寬帶天線之前必須要進(jìn)行整體的仿真分析。

針對突出安裝式天線，天線的突出載體部分尺寸要盡量小，外露天線的突出尺寸的大小對飛機的氣動性、隱身性都有著比較大的影響。為了更好的提升天線與航空電子設(shè)備的整體性能，超寬帶共形相控陣成為當(dāng)前機載天線領(lǐng)域的一個研究熱點。隨著現(xiàn)代飛行器的不斷發(fā)展，其飛行速度越來越快，對自身氣動布局的要求越來越高。而平面陣天線安裝于飛行載體的表面時，對于其外形影響較大，這樣會影響其飛行性能，故安裝于高速飛行器的天線則需要具有更小的橫截面以及更優(yōu)秀的貼合性。相對于平面相控陣天線，超寬帶共形相控陣能夠更好的與載體進(jìn)行貼合，從而減小對載體外形布局的影響，對氣動布局要求嚴(yán)格的載體，共形陣天線更為適合；其次天線與載體的形狀基本一致，能更好的利用空間，對于剖面要求嚴(yán)格的載體能較為完美的契合；同時天線的結(jié)構(gòu)強度高，共形陣天線由于與載體貼合較嚴(yán)，不需要額外的結(jié)構(gòu)件便能很穩(wěn)固，這樣便于維護(hù)與安裝。另外，將共形天線安裝在電子設(shè)備上時，流動氣體對電子設(shè)備的阻力得以減小，也減輕了電子設(shè)備的重量，提升性能，對于飛行器來說，共形后還可減小雷達(dá)散射面積，最終達(dá)到隱身目的。

現(xiàn)有超短波全向天線均為輻射體置于金屬載體上方，突出載體的安裝形式。這是因為針對極化方式為垂直極化的全向輻射天線，其輻射主要依靠豎直電流或與之對偶的水平磁流，因此將輻射體置于金屬載體上方，周圍沒有遮擋的安裝環(huán)境下，有利于實現(xiàn)其最優(yōu)的電性能。然而針對超短波天線，由于其工作在低頻段，電尺寸較大，因此保證其在頻帶范圍內(nèi)高效率輻射，天線剖面較高，其突出安裝于載體表面會對載體氣動性、隱身性造成較大的影響，同時載體表面的不規(guī)則曲率和異形結(jié)構(gòu)的存在也會對超短波天線電性能造成較大影響。因此為解決以上問題，考慮將超短波天線與載體齊平共形安裝(輻射體內(nèi)埋安裝)，在不影響載體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下有效利用載體內(nèi)部空間、解決超短波天線這類大尺寸天線突出載體安裝帶來的載體氣動性問題和隱身性問題。由于載體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸有限，需要針對與載體齊平共形安裝的超短波天線進(jìn)行小型化和低剖面化設(shè)計。原本良好匹配的天線由于放入腔體中，天線輻射的電磁波受到腔體的多次反射，天線的阻抗匹配特性也會嚴(yán)重惡化，超短波天線與載體齊平共形安裝后的輻射性能和增益會受到極大影響。超短波天線與載體齊平共形安裝所引入的金屬背腔和金屬載體會帶來方向圖波束上翹，高頻段最為明顯，因此重點關(guān)注的方位面上增益惡化嚴(yán)重，同時針對低頻段，隨著頻段的下降輻射體與腔體之間電尺寸不斷縮短，金屬背腔上會感應(yīng)出與輻射體上反向的電流，造成低頻段的效率降低，增益惡化的問題。因此本領(lǐng)域技術(shù)人員不得不考慮如何解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于，為了克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供了一種可齊平安裝的超短波寬帶全向天線，通過將超短波全向天線內(nèi)埋于背腔結(jié)構(gòu)，與載體齊平共形安裝，突破傳統(tǒng)載體平臺天線突出載體共形安裝的方式，可有效降低載體空氣阻力，提高隱身性能，為載體平臺設(shè)計提供更多自由度。

本申請目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：