CN103972639A - 一种直升机天线 - Google Patents

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张志云
于汶涛
卢攀
张伟东
魏宁强
任利媛
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Abstract

一种直升机天线，所述天线为″Z″形管状，内部有螺旋结构的辐射体，所述天线的工作频段为2MHz～30MHz，在保证天线性能的基础上，缩短天线长度、增大辐射仰角、减少抖动噪声和断丝现象、同时降低了结冰现象对天线的影响。

Description

一种直升机天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种直升机天线。
背景技术
目前，我国直升机通信系统中短波(HF)频段使用的机载天线大部分是钢索天线，此类天线具有以下缺点和有待解决的问题：
1.尺寸过长
钢索天线属于单级子天线依靠电长度为信号波长的1／4的钢索谐振，由于短波频段波长较长，所以天线长度较大。
2辐射仰角小，具有通信盲区
由天线原理可知，天线的辐射方向图的3dB带宽(此项指标决定了天线的辐射仰角)是固定的，改变天线直径和长度都无法改变天线辐射仰角，所以在天线的轴向上具有通信盲区。
3.具有抖动噪声、断丝现象。
钢索天线的固定方式为两端拉紧，将天线绷直固定。直升机在高速飞行过程中，天线与空气摩擦会产生机械谐振现象，并且随着速度的增加，抖动现象更严重。天线抖动会产生抖动噪声，通过天线传入通信系统，影响通信系统正常工作，并且有可能发生断丝现象，有极大的安全隐患。
4.结冰现象
结冰的原因是因为飞机遇到过冷的水滴，在云、雾、雨、雪中飞行时会发生结冰。结冰的后果：天线会加剧产生机械谐振现象，降低天线可靠性，并且由于天线导体裸露，与冰层直接接触，会减小通信距离，这是因为冰层覆盖会引起天线阻抗变化，也会出现强烈的静电干扰现象。
为解决上述问题，本发明提供一种工作频率在2MHz～30MHz短波(HF)频段的Z型管状天线。
发明内容
本发明的目的是提供一种直升机天线，在保证天线性能的基础上，缩短天线长度、增大辐射仰角、减少抖动噪声和断丝现象、同时降低了结冰现象对天线的影响。
一种直升机天线，所述天线为″Z″形管状，内部有螺旋结构的辐射体，所述天线的工作频段为2MHz～30MHz。
其中，所述螺旋结构的辐射体由镀银铜带饶制。
其中，所述螺旋结构的辐射体的螺距为20mm～30mm，直径为30mm～40mm。
其中，所述镀银铜带的宽度为2mm～4mm，厚度为0.2mm。
其中，所述天线包括天线管一，天线管二，天线管三和天线管四一起构成的″Z″形天线。
其中，所述″Z″形天线的一端长4m，另一端长2m，高1.5m。
其中，所述天线管一，天线管二，天线管三和天线管四由玻璃钢管材缠绕而成。
其中，所述玻璃钢管材的直径为39mm，厚度为2mm。
其中，所述天线管一，天线管二，天线管三和天线管四内部分别有由镀银铜带饶制成的螺旋结构的辐射体，所述镀银同带的总长度为14000mm～16000mm。
其中，所述天线还包括由PPS耐高温，高强度复合材料铸模加工而成的支撑架，所述支撑架高度为200mm，内部有限位和紧固装置。
本发明具有以下有益效果
1.本发明采用螺旋天线原理，天线直径变大，但天线的电长度减少，从而极大的减小了天线总体长度，长度是现有钢索天线的1／3左右；
2.本发明通过调整螺旋线半径、螺距来控制天线阻抗和辐射方向图，天线外形采用Z型设计，改善天线方向图，加强了轴向盲区的辐射强度，有效的控制了天线辐射仰角，有利解决盲区问题。而现有直升机上的钢索天线辐射仰角不可调，具有通信盲区。
3.本发明将螺旋芯子穿入复合材料制作的天线管中，并用高强度复合材料加工成型的支撑架固定在直升机外表面，极大的增加了天线的可靠性，杜绝了抖动噪声和断丝现象，并且冰层被复合材料阻挡，极大降低了冰层对天线电参数的影响。
附图说明
图1是本发明中一种直升机天线的结构示意图；
图2是本发明中天线管一的结构示意图；
图3是本发明中天线管二的结构示意图；
图4是本发明中天线管三的结构示意图；
图5是本发明中天线管四的结构示意图；
图6是本发明中辐射体的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是本发明中一种直升机天线的结构示意图，具体包括，天线管一1、天线管二2、天线管三3、天线管四4和支撑架5。其中天线管一1、天线管二2、天线管三3、天线管四4通过接插结构连接，形成一体的″Z″形，再将支撑架5安装在接插位置，并通过限位装置和紧固装置装配成型。支撑架5上还具有安装孔，可以将天线固定在飞机外表面。
图2是本发明中天线管一的结构示意图，具体包括，支撑架5、射频连接器6、辐射体一7、天线管体一8和天线帽9组成。其中，辐射体一7插入天线管体一8并发泡固定，天线帽9粘连在天线管体一8的一端，射频连接器6安装在支撑架5内部，支撑架5通过限位装置和紧固装置固定在天线管体一8的预定位置。
图3是本发明中天线管二的结构示意图，具体包括，辐射体二11和天线管体二10。其中，辐射体二11插入天线管体二10内并发泡固定。
图4是本发明中天线管三的结构示意图，具体包括，辐射体三13和天线管体三12。其中，辐射体三13插入天线管体三12内并发泡固定。
图5是本发明中天线管四的结构示意图，具体包括，支撑架5、辐射体四15、天线管体四14和天线帽9。其中，辐射体四15插入天线管体四14内并发泡固定，天线帽9粘连在天线管体四14的一端，支撑架5通过限位装置和紧固装置固定在天线管体四14的预定位置。
图6是本发明中辐射体的结构示意图，辐射体由镀银铜带16绕制在支撑管17上，保证螺旋线按精确的螺距和半径绕制，控制天线的辐射方向图和阻抗。
本发明旨在保护一种直升机天线，所述天线为″Z″形管状，内部有螺旋结构的辐射体，所述天线的工作频段为2MHz～30MHz，在保证天线性能的基础上，缩短天线长度、增大辐射仰角、减少抖动噪声和断丝现象、同时降低了结冰现象对天线的影响。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种直升机天线，其特征在于，所述天线为″Z″形管状，内部有螺旋结构的辐射体，所述天线的工作频段为2MHz～30MHz。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述螺旋结构的辐射体由镀银铜带绕制。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述螺旋结构的辐射体的螺距为20mm～30mm，直径为30mm～40mm。
4.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述镀银铜带的宽度为2～4mm，厚度为0.2mm。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的天线，其特征在于，所述天线包括天线管一，天线管二，天线管三和天线管四一起构成的″Z″形天线。
6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述″Z″形天线的一端长4m，另一端长2m，高1.5m。
7.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述天线管一，天线管二，天线管三和天线管四由玻璃钢管材缠绕而成。
8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述玻璃钢管材的直径为39mm，厚度为2mm。
9.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述天线管一，天线管二，天线管三和天线管四内部分别有由镀银铜带绕制成的螺旋结构的辐射体，所述镀银同带的总长度为14000mm～16000mm。
10.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述天线还包括由PPS耐高温，高强度复合材料铸模加工而成的支撑架，所述支撑架高度为200mm，内部有限位和紧固装置。
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