CN105703055A - 一种机载应答天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机载应答天线,该应答天线包括射频腔体(1)、天线罩(2)、辐射体(3)及射频插座(4),所述的天线罩(2)封盖在射频腔体(1)的上方,所述的辐射体(3)设在射频腔体(1)的内部,所述的射频插座(4)包括外导体(41)和设在外导体(41)内部的内芯(42),外导体(41)固定在射频腔体(1)的外底面,内芯(42)穿过射频腔体(1)的底部与辐射体(3)的下端底面连接。本发明具有能与载机平台表面共形、结构紧凑、尺寸小的突出优点。
Description
技术领域
本发明涉及航管应答天线技术领域,尤其是涉及一种机载应答天线。本发明适用于空中交通管制(ATC)航管无线电收发系统,尤其适用于有共形要求的机载天线平台。
背景技术
随着飞机作战效能的提升,对机载航管的功能性能、重量、安装尺寸等提出了越来越高的要求。作为机载ATC航管无线电收发系统的重要组成部分,应答天线正朝着孔径综合一体化、结构紧凑、对载机气动性扰动最小化方向发展。
机载航管应答天线通常为垂直极化全向天线,采用谐振在工作频段的单极天线实现射频信号的接收和发射。天线由高度小于四分之一工作波长的辐射单元,安装底板和射频插座组成,通过螺钉将天线底板固定在机载平台上。天线由于凸出载机表面安装,有可能影响载机的气动性。而且对天线尺寸、强度和环境适应性均有严格要求,从而极大地限制了航管应答天线在不同载机平台的应用。
发明内容
本发明的目的在于:针对现有技术存在的问题,提供一种与载机平台表面共形、结构紧凑、尺寸小的机载应答天线,以彻底解决常规应答天线对飞机气动性的影响问题。
本发明的目通过以下技术方案来实现:
一种机载应答天线,其特征在于,该应答天线包括射频腔体1、天线罩2、辐射体3及射频插座4,所述的天线罩2封盖在射频腔体1的上方,所述的辐射体3设在射频腔体1的内部,所述的射频插座4包括外导体41和设在外导体41内部的内芯42,外导体41固定在射频腔体1的外底面,内芯42穿过射频腔体1的底部与辐射体3的下端底面连接。
所述的辐射体3包括倒锥体31、顶部圆盘32、接地柱33和金属平板34,所述倒椎体31的上端为大径端,下端为小径端,倒椎体31的上端底面与顶部圆盘32的下盘面连接,顶部圆盘32的下盘面的盘心部分与接地柱33的上柱面连接,接地柱33的下柱面固定在射频腔体1的内底面,所述的金属平板34与顶部圆盘32平行,金属平板34的一端焊接在倒锥体31的侧面,金属平板34的另一端焊接在接地柱的侧表面。
所述的顶部圆盘32的半径为应答天线工作波长的1/5~1/3。
所述的顶部圆盘32的半径优选为应答天线工作波长的1/4。
所述的金属平板34的一端焊接在倒锥体31的1/3~2/3侧面处,金属平板34的另一端优选焊接在接地柱33的1/3~2/3侧表面处。
所述的金属平板34的一端优选焊接在倒锥体31的1/2侧面处,金属平板34的另一端优选焊接在接地柱33的1/2侧表面处。
所述的倒锥体31的上端底面与接地柱33的下柱面的距离为应答天线工作波长的1/5~1/3。
所述的倒锥体31的上端底面与接地柱33的下柱面的距离优选为应答天线工作波长的1/4。
与现有技术相比,本发明包括以下优点:
1、能与载机平台表面共形、结构紧凑、尺寸小:辐射体的倒锥体类似于一单极天线,其顶部圆盘相当于对单极天线增加了顶负载,极大地降低了天线的高度,同时辐射体的接地柱和顶部圆盘提高了天线阻抗的实部,微调两部分尺寸可以实现与50欧姆射频插座的匹配,整个天线完全嵌入载机平台安装,上表面与载机表面完全共形。
2、有效地避免了应答天线对载机平台的气动扰动,在高机动性、高速机载平台上具有良好的应用推广性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标号说明:图1中,1为射频腔体、2为天线罩、3为辐射体、4为射频插座、31为倒锥体、32为顶部圆盘、33为接地柱、34为金属平板、41为外导体、42为内芯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例一种机载应答天线
如图1所示:一种机载应答天线,该应答天线包括射频腔体1、天线罩2、辐射体3及射频插座4。射频腔体1为防锈铝整体洗削而成,顶部下沉部分用于与天线罩2连接,并在上边沿预留与载机连接的安装孔。天线罩2的边缘部分采用铆钉与射频腔体1的上边沿连接,保护内部的辐射体3和射频插座4,作为优选,天线罩2由中空的壳体以及发泡料组成,发泡料灌封在天线罩2内部,以增加辐射器强度。辐射体3为类似于倒F形的全金属结构,其设在射频腔体1的内部,该辐射体3包括倒锥体31、顶部圆盘32、形状为斜四面体的接地柱33和金属平板34。倒椎体31的上端为大径端,下端为小径端,倒椎体31的上端底面与顶部圆盘32的下盘面连接,顶部圆盘32的下盘面的盘心部分与接地柱33的上柱面连接,接地柱33的下柱面通过螺钉固定在射频腔体1的内底面。接地柱33的1/3、1/2或2/3处开槽,作为优选在其二分之一高度位置开有一槽,用于与金属平板34焊接,金属平板34与顶部圆盘32平行,金属平板34的一端焊接在倒锥体31的侧面开的槽处,金属平板34的另一端焊接在接地柱的侧表面。射频插座4包括外导体41和设在外导体41内部的内芯42,外导体41通过螺钉固定在射频腔体1的外底面,内芯42穿过射频腔体1的底部后与倒锥体31的下端底面连接。
顶部圆盘32的半径为应答天线工作波长的1/5、1/3或1/3。优选为应答天线工作波长的1/4,
倒锥体31的上端底面与接地柱33的下柱面的距离为应答天线工作波长的1/5、1/4或1/3。优选为应答天线工作波长的1/4,从而对天线输入阻抗引入了一电抗部分,结合金属平板微调可以实现与50欧姆射频插座的阻抗匹配。
射频信号由射频插座1输入辐射体3的倒锥体,并传至顶部圆盘32,由该顶部圆盘32透过天线罩2向外辐射能量,形成类似于单极天线的辐射方向图,其方位面为全向。辐射体3的接地柱33相对顶部圆盘32为开路,与顶部圆盘32共同影响天线输入阻抗。辐射体3类似于一顶部加载的单极天线。新型应答天线高度(不包含射频插座高度)小于工作波长的0.1倍,原因在于:辐射体的倒锥体类似于一单极天线,其顶部圆盘相当于对单极天线增加了顶负载,极大地降低了天线的高度。同时辐射体的接地柱和顶部圆盘提高了天线阻抗的实部,微调两部分尺寸可以实现与50欧姆射频插座的匹配。整个天线完全嵌入载机平台安装,上表面与载机表面完全共形。射频信号由辐射体顶部圆盘向外辐射能量,形成类似于单极天线的辐射方向图。整个天线完全嵌入载机平台安装,从而实现上表面与载机表面完全共形,尤其适用于高机动性、高速机载平台。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,应当指出的是,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种机载应答天线,其特征在于,该应答天线包括射频腔体(1)、天线罩(2)、辐射体(3)及射频插座(4),所述的天线罩(2)封盖在射频腔体(1)的上方,所述的辐射体(3)设在射频腔体(1)的内部,所述的射频插座(4)包括外导体(41)和设在外导体(41)内部的内芯(42),外导体(41)固定在射频腔体(1)的外底面,内芯(42)穿过射频腔体(1)的底部与辐射体(3)的下端底面连接。
2.根据权利要求1所述的一种机载应答天线,其特征在于,该辐射体(3)包括倒锥体(31)、顶部圆盘(32)、接地柱(33)和金属平板(34),所述倒椎体(31)的上端为大径端,下端为小径端,倒椎体(31)的上端底面与顶部圆盘(32)的下盘面连接,顶部圆盘(32)的下盘面的盘心部分与接地柱(33)的上柱面连接,接地柱(33)的下柱面固定在射频腔体(1)的内底面,所述的金属平板(34)与顶部圆盘(32)平行,金属平板(34)的一端焊接在倒锥体(31)的侧面,金属平板(34)的另一端焊接在接地柱的侧表面。
3.根据权利要求2所述的一种机载应答天线,其特征在于,所述的顶部圆盘(32)的半径为应答天线工作波长的1/5~1/3。
4.根据权利要求3所述的一种机载应答天线,其特征在于,所述的顶部圆盘(32)的半径优选为应答天线工作波长的1/4。
5.根据权利要求2所述的一种机载应答天线,其特征在于,所述的金属平板(34)的一端焊接在倒锥体(31)的1/3~2/3侧面处,金属平板(34)的另一端优选焊接在接地柱(33)的1/3~2/3侧表面处。
6.根据权利要求5所述的一种机载应答天线,其特征在于,所述的金属平板(34)的一端优选焊接在倒锥体(31)的1/2侧面处,金属平板(34)的另一端优选焊接在接地柱(33)的1/2侧表面处。
7.根据权利要求2所述的一种机载应答天线,其特征在于,所述的倒锥体(31)的上端底面与接地柱(33)的下柱面的距离为应答天线工作波长的1/5~1/3。
8.根据权利要求7所述的一种机载应答天线,其特征在于,所述的倒锥体(31)的上端底面与接地柱(33)的下柱面的距离优选为应答天线工作波长的1/4。
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