CN106410361B - 一种车载侦测天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载侦测天线，车载侦测天线包括低频段定向天线阵列和高频段定向天线阵列，低频段定向天线阵列和高频段定向天线阵列均包括由带反射面的对称偶极子定向天线单元组成的水平天线阵列，以及用于进行前后测向解模糊的辨向天线；低频段定向天线阵列的反射板包括沿水平方向依次设置的左旋转反射板、中间固定反射板和右旋转反射板，高频段定向天线阵列的反射板包括上旋转反射板；左旋转反射板、右旋转反射板和上旋转反射板可以相对中间固定反射板折叠或展开。本发明的侦测天线在车载平台有限空间上集成设计，满足了展开技术指标高、折叠易收藏和机动运输等使用需求，对车载平台远距离侦测具有通用性。

Description

一种车载侦测天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种车载侦测天线。

背景技术

在高机动车载平台上，由于平台安装尺寸受限和公路铁路运输机动的制约，在车载通信信号侦测天线阵领域，即满足宽频段覆盖、大尺寸基线、高增益接收、高精度测向的技术指标要求，又满足用户自动展开折叠、自动升降旋转的使用需求，这是对车载通信侦测天线阵集成一体化的迫切需求。

但现役超短波侦测装备，超短波侦测天线阵大多采用全向7元或5元圆阵的设计方案，虽然很好地满足了针对陆军地面辐射源的近距离全向侦察测向需求，但天线阵增益相对较低，难以满足远距离侦测需求。

现役超短波侦测装备作用距离近，超短波测向天线尺寸小、精度低，无法实现远距离对空信号的侦测，且不具备与其它阵地协同对重要战术目标进行交会定位的能力，影响了对目标属性的判证能力，严重制约了车组的战场作用发挥。

发明内容

鉴于现有技术天线增益较低、难以满足远距离侦测需求和受平台安装尺寸限制的问题，提出了本发明的一种车载侦测天线，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种车载侦测天线，所述车载侦测天线包括低频段定向天线阵列和高频段定向天线阵列，所述高频段定向天线阵列位于低频段定向天线阵列上方；

所述低频段定向天线阵列和高频段定向天线阵列均包括由带反射面的对称偶极子定向天线单元组成的水平天线阵列，以及用于进行前后测向解模糊的辨向天线；所述对称偶极子定向天线单元的反射面设置在所述低频段定向天线阵列和高频段定向天线阵列的反射板上；其中，

所述低频段定向天线阵列的反射板包括沿水平方向依次设置的左旋转反射板、中间固定反射板和右旋转反射板；所述高频段定向天线阵列的反射板包括上旋转反射板；所述左旋转反射板、右旋转反射板和上旋转反射板可以相对中间固定反射板折叠或展开。

本发明技术方案的有益效果是：将高频段天线和低频段天线集成设计，通过采用带反射面的对称偶极子单元定向天线单元组成水平线阵，在车载条件下提高对重点频段的增益，通过自动展开折叠设计，使用户使用更加方便快捷，克服了车载平台对天线的尺寸制约，实现了在车载平台有限空间的多功能集成设计，具有接收增益高、侦测距离远、测向精度高、展开折叠旋转自动化、用户易操作等特点，满足了展开技术指标高、折叠易收藏和机动运输便利等使用需求，对车载平台远距离侦测天线阵设计具有通用性。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的车载侦测天线阵处于展开状态的反面示意图；

图2是本发明一个实施例提供的车载侦测天线阵处于展开状态的正面示意图；

图3是本发明一个实施例提供的车载侦测天线阵处于展开状态的侧面示意图；

图4是本发明一个实施例提供的车载侦测天线收拢状态示意图；

图5是本发明一个实施例提供的车载侦测天线上旋转反射板展开状态示意图；

图6是本发明一个实施例提供的车载侦测天线左旋转反射板展开状态示意图；

图7是本发明一个实施例提供的车载侦测天线完全展开状态示意图。

图中：1左旋转反射板；2低频段定向天线阵列；3左旋转铰链；4左展开到位检测传感器；5左旋转伺服机构；6自动展开折叠集线器；7自动展开折叠控制器；8左折叠到位检测传感器；9电动升降杆；10右折叠到位检测传感器；11天线选择开关；12低频段辨向天线；13右旋转伺服机构；14右展开到位检测传感器；15右旋转铰链；16右旋转反射板；17旋转云台；18上折叠到位检测传感器；19高频段定向天线阵列；20高频段辨向天线；21上展开到位检测传感器；22定位定向设备；23上旋转反射板；24上旋转铰链；25上旋转伺服机构；26中间固定反射板。

具体实施方式

本发明的技术构思是：针对现有装备存在的不足，本发明提供的一种不同于常规车载平台天线阵的设计，该车载侦测天线采用可自动展开折叠的车载侦测天线阵列集成设计，克服了车载平台的尺寸限制，使得天线基线可以更长，提高侦测精度，此外，采用带有反射面的对称偶极子定向天线单元组成水平天线阵列，天线阵列增益更高、灵敏度更大，既满足宽频段覆盖、大尺寸基线、高增益接收、高精度测向的技术指标要求，又满足用户自动展开折叠、自动升降旋转的使用需求，能够实现机动装备的战力倍增。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明一个实施例提供的车载侦测天线阵处于展开状态的反面示意图；图2是本发明一个实施例提供的车载侦测天线阵处于展开状态的正面示意图；图3是本发明一个实施例提供的车载侦测天线阵处于展开状态的侧面示意图。

如图1-3所示，一种车载侦测天线，包括低频段定向天线阵列2和高频段定向天线阵列19，高频段定向天线阵列19位于低频段定向天线阵列2上方；低频段定向天线阵列2和高频段定向天线阵列19均包括由带反射面的对称偶极子定向天线单元组成的水平天线阵列，以及用于进行前后测向解模糊的辨向天线；对称偶极子定向天线单元的反射面设置在低频段定向天线阵列2和高频段定向天线阵列19的反射板上；其中，低频段定向天线阵列2的反射板包括沿水平方向依次设置的左旋转反射板1、中间固定反射板26和右旋转反射板16；高频段定向天线阵列19的反射板包括上旋转反射板23；左旋转反射板1、右旋转反射板16和上旋转反射板23可以相对中间固定反射板26折叠或展开。

本发明的车载侦测天线采用垂直极化方式，分高、低两个频段实现，针对通信信号侦测设计，其中高频段定向天线阵列19可侦测400MHz以上的信号，低频段定向天线阵列2可侦测400MHz以下的信号。每个频段都由五副天线组成，其中正面四副为带反射面的对称偶极子高增益定向天线单元，组成4元水平线阵，以提高接收增益，满足远距离侦测要求，并进行干涉仪测向，另一副为辨向天线，用来进行前后测向解模糊。

此外，为了提高侦测天线的测向准确度，低频段定向天线阵列2的测向基线远远超过了车辆运载平台宽度，因此天线阵列收拢时，需要将低频段定向天线阵列2的左旋转反射板1和右旋转反射板16各折叠一次收拢，以保证天线阵收拢的宽度不超过车辆运载平台的宽度；而车载侦测天线的高、低两频段定向天线阵列的高度也超过了方舱高度，因此高频段定向天线阵列19需要倒伏折叠收拢，以保证整个天线阵列收拢折叠后不超过方舱高度，满足机动运输要求。

优选地，低频段定向天线阵列2的辨向天线为全向天线，设置在低频段定向天线阵列2的反射板上；高频段定向天线阵列19的辨向天线为定向天线，与高频定向天线阵列的水平天线阵列朝向相反方向设置。

如图1所示，低频段辨向天线12是全向天线单元，嵌入安装在中间固定反射板26的底板上，用来进行前后测向辨向解模糊；高频段辨向天线20是定向天线单元，安装在高频段定向天线阵列19的上旋转反射板23的反面，与高频定向天线阵列的水平天线阵列朝向相反方向设置，用来进行前后测向辨向解模糊。

如图2所示，高频段定向天线阵列19的每个对称偶极子定向天线单元是由两个沿垂直方向分布的对称偶极子定向天线单元形成的天线组阵。

由于高频段定向天线阵列19侦测的信号波长较小，因此其天线辐射体的尺寸较小，对天线的折叠收拢影响小，因此高频段定向天线阵列19的每个对称偶极子定向天线单元通过垂直设置的2个对称偶极子定向天线单元组阵合路输出，以提高高频段接收增益。

在如图1-3所示的实施例中，车载侦测天线的对称偶极子定向天线单元的反射面均采用网状栅格镂空结构，既减少反射板展开的风阻，减轻天线重量，也利于天线的收拢折叠和展开架设。

优选地，中间固定反射板26分别与左旋转反射板1、右旋转反射板16和上旋转反射板23通过铰链连接，中间固定反射板26与左旋转反射板1、右旋转反射板16和上旋转反射板23之间分别设置有旋转伺服机构，通过旋转伺服机构实现各反射板的折叠或展开。

具体见图1-3所示，中间固定反射板26是整个侦测天线的安装受力部件；中间固定反射板26通过左旋转铰链3与左旋转反射板1连接，通过左旋转伺服机构5实现左旋转反射板1的展开或折叠；中间固定反射板26通过右旋转铰链15与右旋转反射板16连接，通过右旋转伺服机构13实现右旋转反射板16的展开或折叠；中间固定反射板26通过上旋转铰链24与上旋转反射板23连接，通过上旋转伺服机构25实现上旋转反射板23的展开或折叠。

在实际作战环境中，需要减少操作人员在设备架设的人工参与，提高车载侦测天线的展开和折叠的自动化程度，因此在本天线结构设计时，对左旋转反射板1、右旋转反射板16和上旋转反射板23，都增加了电动旋转伺服机构，实现车载侦测天线的自动展开和折叠。

优选地，如图1-3所示实施例中，对应左旋转反射板1、右旋转反射板16和上旋转反射板23分别设置有左展开到位检测传感器4、右展开到位检测传感器14和上展开到位检测传感器21；对应左旋转反射板1、右旋转反射板16和上旋转反射板23还分别设置有左折叠到位检测传感器8、右折叠到位检测传感器10和上折叠到位检测传感器18。

具体如图1所示，左展开到位检测传感器4、右展开到位检测传感器14和上展开到位检测传感器21分别设置在中间固定反射板26靠近各待检测反射板的位置处；左折叠到位检测传感器8、右折叠到位检测传感器10和上折叠到位检测传感器18均设置在中间固定反射板26后方，其中左折叠到位检测传感器8和右折叠到位检测传感器10分别固定在电动升降杆9两侧，上折叠到位检测传感器21设置在上部固定支架上。

由于车载侦测天线在展开折叠时具有严格的时序要求，为了确保天线的各反射板已准确地展开或折叠到位，对应每个需要展开折叠的反射板，即左旋转反射板1、右旋转反射板16和上旋转反射板23均设置相应的展开到位检测传感器和折叠到位检测传感器。

在本实施例中，各展开到位检测传感器和各折叠到位检测传感器均为霍尔式检测传感器，左旋转反射板1、右旋转反射板16和上旋转反射板23分别设置有对应各展开到位检测传感器和各折叠到位检测传感器的金属体；左旋转反射板1、右旋转反射板16或上旋转反射板23从折叠状态展开到位后，金属体进入到相应展开到位检测传感器的检测范围，相应展开到位检测传感器上报当前展开到位状态给上位机，上位机停止展开驱动并锁定为展开状态；左旋转反射板1、右旋转反射板16或上旋转反射板23从展开状态折叠到位后，金属体进入到相应折叠到位检测传感器的检测范围，相应折叠到位检测传感器上报当前折叠到位状态给上位机，上位机停止折叠驱动并锁定为折叠状态。锁定状态下驱动电机将不再发生转动，以保持车载侦测天线的展开或折叠状态。

在该实施例中，车载侦测天线还包括自动展开折叠控制器7，该自动展开折叠控制器7是自动展开、折叠的控制核心，设置在中间固定反射板26背面，通过标准以太网络接口与上位机互联，或者通过CAN总线与展开折叠控制终端，如手控盒等互联，用于接收展开或折叠控制指令，以控制旋转伺服机构实现相应反射板的展开或折叠，并上报工作状态，低频段定向天线阵列2的中间固定反射板26背面还设置有自动展开折叠集线器6等设备。

在本发明的实施例中，如图1所示，中间固定反射板26固定设置在水平360度旋转的旋转云台17上，旋转云台17固定在升降杆上；车载侦测天线还包括自动升降旋转控制器(未图示)，自动升降旋转控制器通过标准以太网接口与上位机互联，或通过串行总线与升降旋转控制终端，如手控盒等互联，用于接收升降或旋转控制指令，以控制升降杆升降或控制旋转云台17旋转，并上报工作状态。

由于采用定向天线阵列提高接收增益，为了兼顾机动侦察时水平方向全向侦察测向能力需求，将天线阵列安装在水平旋转伺服机构上，实现对360度分时全向侦测。如图1，水平360度旋转云台17安装在电动升降杆9上，中间固定反射板26安装在旋转云台17上，因此电动升降杆9上升和下降，就带动整个天线升高和降低，旋转云台17旋转，就带动整个天线旋转。

在本发明的实施例中，车载侦测天线还包括定位定向设备22，定位定向设备22设置在高频段向天线阵列19的反射板顶部，通过采用动基线载波相位差分技术，结合车载侦测天线的测向定位功能，能同时满足定向、绝对定位及相对定位需求，以实现对作战目标较高精度的测向和定位。

在本发明的实施例中，如图1所示，在低频段定向天线阵列2背面安装有天线选择开关11，该天线选择开关11能够实现射频分路、合路，输出多路侦测射频和控守射频，所有接线均集中于天线选择开关11腔体内，便于设备集成封装使用。

本车载侦测天线在工作过程中，整个天线的上升、下降、云台旋转、三个反射板的展开和折叠操作都有严格的时序控制，按系统总体软件、硬件集成一体化设计，即满足用户自动化控制需求，又确保装备使用安全。如图4-7所示，展示了车载侦测天线按顺序依次展开的示意图。

具体实施时，只有当车载侦测天线随电动升降杆9上升脱离车载平台防护罩(未图示)，即电动升降杆9上升到位后才能执行车载侦测天线展开和旋转云台17旋转操作。车载侦测天线展开时必须先展开上部高频段定向天线阵列19，即先展开上旋转反射板23到位后，再展开左旋转反射板1和右旋转反射板16；折叠时，必须将左旋转反射板1和右旋转反射板16都折叠到位后，再折叠上部的上旋转反射板23，即最后折叠上旋转反射板23；下降时，必须再次确认旋转云台17的角度已在0度，且车载侦测天线必须处于收拢折叠状态时，才允许将车载侦测天线收入防车载护罩内。

本发明实现了车载侦测天线的自动展开折叠设计，但为满足应急情况使用，也兼容设计了人工手动摇把操作实现车载侦测天线的展开折叠功能，在关键时刻如供电异常、短时操作不需要设备加电或自动展开折叠控制系统故障时，可通过简易人工摇把操作，实现车载侦测天线的手动折叠展开。

具体实施时，车载侦测天线拥有较多的射频和控制线缆要沿着天线的电动升降杆9引至车内。为了提高从天线到车内线缆的绕线自动化程度，对沿着电动升降杆9接入到车内的射频和控制线缆束，增加收线器，作为自动引线机构，在升降杆升降时能自动带动线缆实现线缆展开或收拢存放，在升降杆底部安装线缆收藏箱，将随升降杆下降的线缆自动送入箱内存放。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种车载侦测天线，其特征在于，所述车载侦测天线包括低频段定向天线阵列和高频段定向天线阵列，所述高频段定向天线阵列位于低频段定向天线阵列上方；

所述低频段定向天线阵列和高频段定向天线阵列均包括由带反射面的对称偶极子定向天线单元组成的水平天线阵列，以及用于进行前后测向解模糊的辨向天线；所述对称偶极子定向天线单元的反射面设置在所述低频段定向天线阵列和高频段定向天线阵列的反射板上；其中，

所述低频段定向天线阵列的反射板包括沿水平方向依次设置的左旋转反射板、中间固定反射板和右旋转反射板；所述高频段定向天线阵列的反射板包括上旋转反射板；所述左旋转反射板、右旋转反射板和上旋转反射板可以相对中间固定反射板折叠或展开。

2.如权利要求1所述的车载侦测天线，其特征在于，所述低频段定向天线阵列的辨向天线为全向天线，设置在低频段定向天线阵列的反射板上；所述高频段定向天线阵列的辨向天线为定向天线，与所述高频定向天线阵列的水平天线阵列朝向相反方向设置。

3.如权利要求1所述的车载侦测天线，其特征在于，所述高频段定向天线阵列的每个对称偶极子定向天线单元是由两个沿垂直方向分布的对称偶极子定向天线单元形成的天线组阵。

4.如权利要求1所述的车载侦测天线，其特征在于，所述车载侦测天线的对称偶极子定向天线单元的反射面均采用网状栅格镂空结构。

5.如权利要求1所述的车载侦测天线，其特征在于，所述中间固定反射板分别与左旋转反射板、右旋转反射板和上旋转反射板通过铰链连接，所述中间固定反射板与所述左旋转反射板、右旋转反射板和上旋转反射板之间分别设置有旋转伺服机构，通过所述旋转伺服机构实现各反射板的折叠或展开。

6.如权利要求1所述的车载侦测天线，其特征在于，对应所述左旋转反射板、右旋转反射板和上旋转反射板分别设置有左展开到位检测传感器、右展开到位检测传感器和上展开到位检测传感器；

对应所述左旋转反射板、右旋转反射板和上旋转反射板还分别设置有左折叠到位检测传感器、右折叠到位检测传感器和上折叠到位检测传感器。

7.如权利要求6所述的车载侦测天线，其特征在于，各展开到位检测传感器和各折叠到位检测传感器均为霍尔式检测传感器，所述左旋转反射板、右旋转反射板和上旋转反射板分别设置有对应各展开到位检测传感器和各折叠到位检测传感器的金属体；

所述左旋转反射板、右旋转反射板或上旋转反射板从折叠状态展开到位后，所述金属体进入到相应展开到位检测传感器的检测范围，相应展开到位检测传感器上报当前展开到位状态给上位机，上位机停止展开驱动并锁定为展开状态；

所述左旋转反射板、右旋转反射板或上旋转反射板从展开状态折叠到位后，所述金属体进入到相应折叠到位检测传感器的检测范围，相应折叠到位检测传感器上报当前折叠到位状态给上位机，上位机停止折叠驱动并锁定为折叠状态。

8.如权利要求5所述的车载侦测天线，其特征在于，所述车载侦测天线还包括自动展开折叠控制器，所述自动展开折叠控制器通过标准以太网络接口与上位机互联，或者通过CAN总线与展开折叠控制终端互联，用于接收展开或折叠控制指令，以控制所述旋转伺服机构实现相应反射板的展开或折叠，并上报工作状态。

9.如权利要求1所述的车载侦测天线，其特征在于，所述中间固定反射板固定设置在水平360度旋转的旋转云台上，所述旋转云台固定在电动升降杆上；

所述车载侦测天线还包括自动升降旋转控制器，所述自动升降旋转控制器通过标准以太网接口与上位机互联，或通过串行总线与升降旋转控制终端互联，用于接收升降或旋转控制指令，以控制电动升降杆升降或控制旋转云台旋转，并上报工作状态。

10.如权利要求1所述的车载侦测天线，其特征在于，所述车载侦测天线还包括定位定向设备，所述定位定向设备设置在所述高频定向天线阵列的反射板顶部。