CN106532225A - 一种馈电绝缘子及使用该馈电绝缘子的机载短波电台钢索天线 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种馈电绝缘子及使用该馈电绝缘子的机载短波电台钢索天线，所述钢索天线包括第一钢索及第二钢索，两钢索顶端拧接并通过连接件安装在飞机垂直尾翼上，所述连接件包括绝缘子、减震器及耳环；所述第一钢索下端通过贯穿绝缘子固定在飞机前端的蒙皮上，所述第二钢索下端通过馈电绝缘子连接到飞机后端的短波电台天调机件射频馈线上。所述馈电绝缘子包括金属柱芯、绝缘盖、绝缘垫及屏蔽壳。本发明馈电绝缘子可防止短波电台天线信号在机体内电磁辐射，避免对机内其他电子设备工作造成电磁干扰。机载短波电台钢索天线双钢索拉线结构充分利用飞机机身顶部有限的短波天线安装空间，简化钢索天线外形结构，减少天线外部突出物，减少飞机飞行过程中天线的气动阻力。

Description

一种馈电绝缘子及使用该馈电绝缘子的机载短波电台钢索 天线

技术领域

本发明属于机载天线技术领域，尤其涉及一种馈电绝缘子及使用该馈电绝缘子的机载短波电台钢索天线。

背景技术

机载短波电台是飞机上用于实现空中与地面之间远距离信息传输的通信设备。机载短波电台通常有天线、天线调谐器（天调）、收发机和控制盒等机件组成。机载短波电台天线用于向外辐射或感应接收短波波段射频无线电信号。机载短波电台天线采用何种类型、结构形式和零部件构造，直接影响到机载短波电台通信性能（通信距离、电磁兼容性、通信质量等）的发挥。要综合考虑飞机布局结构、飞行速度和短波电台天调机件机上安装位置等因素，来选取、设计机载短波电台天线的类型、结构形式和零部件构造。

目前，机载短波电台天线主要有钢索天线（线状天线，Wire Antenna）、管状天线（Pipe Antenna）和隐蔽式天线（Shunt Antenna，有缺口天线、回线天线、带状天线等形式）等类型。其中，钢索天线广泛应用在亚音速以下飞行速度的飞机（运输机、直升机等）上，具有结构简单，辐射效率较高等优点，但是存在天线外部突出物多，飞机飞行过程中天线气动阻力大、振动大，并且容易结冰等应用性不足。

钢索天线包括钢索和绝缘子等，钢索末端通过绝缘子贯穿固定在飞机蒙皮上，并将短波天线信号引入飞机内部，通过射频馈线与短波电台天调机件相连。由于绝缘子没有采取防电磁辐射的屏蔽措施，而机载短波电台发射功率大（输出峰包功率100W以上），在发射状态时，其工作频率（2MHz～30MHz）内的丰富谐波分量容易对飞机上其他电子设备造成电磁干扰，影响其正常工作。

发明内容

本发明针对现有机载短波电台钢索天线存在的上述不足，提出一种采取了电磁辐射屏蔽措施的馈电绝缘子结构，并提出一种气动阻力小，具有减震器，可提高天线辐射效率的机载短波电台钢索天线。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种机载短波电台天线馈电绝缘子，包括金属柱芯、绝缘盖、绝缘垫及屏蔽壳；所述绝缘盖扣合在飞机蒙皮外壁，所述屏蔽壳设置于飞机蒙皮内壁，所述绝缘垫设置在屏蔽壳与飞机蒙皮之间，以上三者通过紧固件固定，屏蔽壳底端安装有插接射频馈线插头的射频信号插座；所述金属柱芯贯穿绝缘盖及绝缘垫伸入屏蔽壳内部，金属柱芯顶端连接短波电台天线并通过螺母紧固，金属柱芯下端插入射频信号插座的芯孔，飞机机体外部的短波电台天线信号经金属柱芯传输至机体内部的短波电台天调机件。

作为优选，所述金属柱芯包括一体成型的固定部和插接部，固定部直径大于插接部。

作为优选，所述绝缘盖包括一体成型的外围盖体及设置于中轴处的柱芯插筒，所述金属柱芯插入柱芯插筒内。

作为优选，所述屏蔽壳为圆筒形，材质为铝合金。

本发明还提出一种机载短波电台钢索天线，包括第一钢索及第二钢索，所述第一、第二钢索顶端拧接并通过连接件安装在飞机垂直尾翼上，所述连接件包括绝缘子、减震器及耳环；所述第一钢索下端通过贯穿绝缘子连接在飞机前端的蒙皮上，所述第二钢索下端通过权利要求1-4任一项所述的馈电绝缘子连接到飞机后端的短波电台天调机件射频馈线上。

作为优选，所述第一钢索相对机身倾角为15°~20°。

作为优选，所述贯穿绝缘子和馈电绝缘子前部均安装有风挡，所述风挡迎风面呈三棱锥形，其面向贯穿绝缘子和馈电绝缘子的一侧为圆弧形。

作为优选，所述贯穿绝缘子包括扣合于飞机蒙皮内、外两侧的绝缘盖，两绝缘盖通过贯穿飞机蒙皮的螺柱及螺母固定连接。

作为优选，所述贯穿绝缘子底端连接接地端子。

作为优选，所述减震器为弹簧结构。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、机载短波电台天线馈电绝缘子结构紧凑，通过封闭的屏蔽壳对飞机机体内部的短波电台天线信号进行有效的电磁屏蔽，防止机载短波电台天线信号在机体内电磁辐射，避免对机内其他电子设备工作造成电磁干扰。

2、机载短波电台天线馈电绝缘子的屏蔽壳底端安装通用的射频信号插座结构，便于短波电台天调机件射频馈线的安装和拆卸，操作方便。

3、机载短波电台钢索天线双钢索拉线结构充分利用飞机机身顶部有限的短波天线安装空间，第一、第二钢索顶端扭合在一起，简化钢索天线外形结构，减少天线外部突出物，减少飞机飞行过程中天线的气动阻力。

4、机载短波电台钢索天线的连接件加装减震器，不仅保证钢索天线保持一定的张力，也减少飞机飞行过程中天线振动。

5、机载短波电台钢索天线的贯穿绝缘子底端连接接地端子，实现了第一钢索与飞机机体（机壳地）的连接，前端接地钢索天线结构利用飞机机体长度和机体良好的导电特性，增加机上短波天线的有效长度，提高辐射效率

6、机载短波电台钢索天线的风挡结构设计合理，风阻小，可有效防止飞机高空飞行过程中贯穿绝缘子与馈电绝缘子部位结冰现象的发生。

附图说明

图1为本发明机载短波电台天线馈电绝缘子的拆分结构示意图；

图2为本发明机载短波电台天线馈电绝缘子的安装示意图；

图3为本发明机载短波电台钢索天线的结构示意图；

图4为本发明机载短波电台钢索天线的贯穿绝缘子结构示意图。

以上各图中：1、第一钢索； 2、第二钢索；3、连接件；31、绝缘子；32、减震器；33、耳环；4、贯穿绝缘子；41、绝缘盖；411、外围盖体；412、柱芯插筒；42、螺柱；43、自锁螺母；44、垫片；45、接地端子；5、馈电绝缘子；51、金属柱芯；52、绝缘垫；53、屏蔽壳；54、射频信号插座；541、芯孔；542、螺纹头；55、螺栓；6、风挡；7、飞机垂直尾翼；8、飞机蒙皮。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图和实施例做具体说明。

实施例一：如图1、图2所示，一种机载短波电台天线馈电绝缘子，主要构成包括金属柱芯51、帽形绝缘盖41、绝缘垫52、圆筒形屏蔽壳53及射频信号插座54。金属柱芯51包括一体成型的固定部和插接部，上端的固定部直径大于下端的插接部，主要作用为将飞机顶部蒙皮外的钢索天线信号引到飞机蒙皮8内部，并通过射频馈线传输至短波电台天调机件。绝缘盖41由绝缘性良好、强度高的酚醛塑料制成，其上部呈圆台型，底部连接有法兰盘，整体呈圆帽形，形成外围盖体411；绝缘盖中轴处设置有插装金属柱芯的柱芯插筒412。绝缘垫52采用聚四氟乙烯制成，绝缘盖41和绝缘垫52保证飞机顶部蒙皮外的天线信号经金属柱芯51引到机体内部时与飞机机体绝缘。屏蔽壳53为金属制成的圆筒，筒体上下表面均设置有中心通孔及四周的螺纹孔，屏蔽壳53的设计基于金属（铝合金材料等）壳体对电磁信号具有良好屏蔽作用的特性，对飞机机体内部的短波电台天线信号进行有效的电磁屏蔽。为了方便安装、拆卸射频馈线，本实施例所述的馈电绝缘子还包括射频信号插座54，为航空常用标准件。射频信号插座54包括设置于底部的螺纹头542和设置于上部的芯孔541，短波电台天调机件射频馈线的插头拧接在螺纹头542上。

以上零部件的连接关系如下：

所述绝缘盖41扣合在飞机蒙皮8外壁，所述屏蔽壳53设置于飞机蒙皮8内壁，屏蔽壳53与飞机蒙皮8之间加装绝缘垫52，通过螺栓55将绝缘盖41法兰盘、绝缘垫52及屏蔽壳53牢固固定在飞机蒙皮8上。所述金属柱芯51贯穿绝缘盖41及绝缘垫52，固定部插入绝缘盖41内的柱芯插筒412内，伸入屏蔽壳53内部，柱芯插筒412与固定部尺寸相匹配，可使金属柱芯的安装稳定牢固，保证金属柱芯的插接部与射频信号插座的芯孔541良好接触。金属柱芯51顶端套装垫片44并连接钢索天线第二钢索2下端，然后通过自锁螺母43紧固，所述屏蔽壳53底端通过螺栓55安装射频信号插座54，其芯孔541延伸至屏蔽壳53内，金属柱芯51下端插入芯孔541内。连接短波电台天调机件射频馈线时，只需将射频馈线插头与射频信号插座的螺纹头542拧接在一起即可。飞机顶部蒙皮外的天线，经馈电绝缘子5的金属柱芯51引到飞机蒙皮8内部，通过金属柱芯51与射频馈线连接，将天线信号引到短波电台天调机件的“天线”插座上。

本实施例所述的机载短波电台天线馈电绝缘子结构紧凑，通过屏蔽壳53对飞机机体内部的短波电台天线信号进行有效的电磁屏蔽，防止短波电台天线信号在机体内电磁辐射，避免对机内其他电子设备工作造成电磁干扰。标准的射频信号插座54结构，便于短波电台天调机件射频馈线的安装和拆卸，操作方便。

实施例二：

以下描述中方位“前”是指飞机头部的方向，“后”是指飞机尾部的方向。

如图3、图4所示，一种机载短波电台钢索天线，安装在飞机顶部，背鳍与垂直安定面之间，用于向外辐射或感应短波波段接收射频无线电信号。所述机载短波电台钢索天线包括第一钢索1及第二钢索2，第一、第二钢索顶端拧接在一起并通过连接件3安装在飞机垂直尾翼上。钢索由多股钢丝绳编织而成，本实施例中第一钢索1和第二钢索2均由49股直径为0.2mm的钢丝绳编织而成，其破断拉力为2.5KN。所述连接件3由钢索顶端到飞机垂直尾翼包括依次连接的绝缘子31—耳环33—减震器32—耳环33，耳环33起连接作用，连接绝缘子31、减震器32及飞机垂直尾翼。绝缘子31起绝缘作用，保证钢索天线的工作部分与连接件3绝缘。减震器32设置为弹簧结构，不仅保证钢索天线具有一定的张力，同时减少天线振动。

所述第一钢索1下端通过贯穿绝缘子4固定在前端的飞机蒙皮8上，所述第二钢索2下端通过实施例一所述的馈电绝缘子5连接到飞机后端蒙皮内的短波电台天调机件射频馈线上。馈电绝缘子5固定在贯穿绝缘子4与飞机垂直尾翼之间的飞机蒙皮8上，第一钢索1、第二钢索2以与贯穿绝缘子4和馈电绝缘子5之间连线形成三角形结构，所述第一钢索1相对机身倾角为15°～20°。该倾角是指第一钢索1与机身平面所夹锐角，该角度为综合考虑防结冰及天线效率设置。

所述贯穿绝缘子4包括两个帽形绝缘盖41，两绝缘盖41开口相对、扣合于飞机蒙皮8内、外两侧，然后通过螺柱42贯穿两绝缘盖41，并由螺柱42两端的自锁螺母43锁定，绝缘盖41顶端与自锁螺母43之间设置有垫片44。绝缘盖41采用机械强度高，坚韧耐磨，电绝缘性能优异的酚醛塑料制成。飞机顶部蒙皮外的钢索天线信号经螺柱42传输至飞机蒙皮8内部的接地端子45上。该贯穿绝缘子4的结构可有效保证机外第一钢索1绝缘穿过飞机金属蒙皮，进入机体内部，固定牢固，且不会因飞机震动等原因松动脱落。馈电绝缘子5，结构紧凑，通过屏蔽壳53对机体内部的短波电台天线信号进行有效的电磁屏蔽，防止短波电台天线信号在机体内电磁辐射，避免对机内其他电子设备工作造成电磁干扰。

所述贯穿绝缘子4底端连接接地端子45，实现了第一钢索1与飞机机体（机壳地）的连接，前端接地钢索天线结构利用飞机机体长度和机体良好的导电特性，增加机上短波天线的有效长度，提高辐射效率，这尤其适用于机身长度较小的小型飞机。

为了防止天线结冰与机械损伤，所述贯穿绝缘子4与馈电绝缘子5前部均安装有风挡6。所述风挡6呈三菱锥形，其面向贯穿绝缘子4和馈电绝缘子5的一侧为圆弧形，迎风面为两平面相交而成的尖菱面，风挡6由金属制成。该风挡6结构设计合理，风阻小，可有效防止飞机高空飞行过程中贯穿绝缘子4与馈电绝缘子5部位结冰现象的发生。

本实施例所述的机载短波电台钢索天线结构简单、成本低、易于安装、可靠性高。双钢索拉线结构充分利用飞机机身顶部有限的短波天线安装空间，第一、第二钢索顶端扭合在一起，简化钢索天线外形结构，减少天线外部突出物，减少飞机飞行过程中天线的气动阻力。利用飞机机体长度和机体良好导电特性，增加机上短波天线的有效长度，提高辐射效率。连接件3加装减震器32，不仅保证钢索天线保持一定的张力，也减少飞机飞行过程中天线振动。特殊的风挡6结构有效防止飞机高空飞行过程中贯穿绝缘子4部位结冰现象的发生。通过屏蔽壳53对机体内部的短波电台天线信号进行有效的电磁屏蔽，防止短波电台天线信号在机体内电磁辐射，避免对机内其他电子设备工作造成电磁干扰。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种机载短波电台天线馈电绝缘子，其特征在于：包括金属柱芯、绝缘盖、绝缘垫及屏蔽壳；所述绝缘盖扣合在飞机蒙皮外壁，所述屏蔽壳设置于飞机蒙皮内壁，所述绝缘垫设置在屏蔽壳与飞机蒙皮之间，以上三者通过紧固件固定，屏蔽壳底端安装有插接射频馈线插头的射频信号插座；所述金属柱芯贯穿绝缘盖及绝缘垫伸入屏蔽壳内部，金属柱芯顶端连接短波电台天线并通过螺母紧固，金属柱芯下端插入射频信号插座的芯孔，飞机机体外部的短波电台天线信号经金属柱芯传输至机体内部的短波电台天调机件。

2.根据权利要求1所述的机载短波电台天线馈电绝缘子，其特征在于：金属柱芯包括一体成型的固定部和插接部，固定部直径大于插接部。

3.根据权利要求1所述的机载短波电台天线馈电绝缘子，其特征在于：所述绝缘盖包括一体成型的外围盖体及设置于中轴处的柱芯插筒，所述金属柱芯插入柱芯插筒内。

4.根据权利要求1所述的机载短波电台天线馈电绝缘子，其特征在于：所述屏蔽壳为圆筒形，材质为铝合金。

5.一种机载短波电台钢索天线，其特征在于：包括第一钢索及第二钢索，所述第一、第二钢索顶端拧接并通过连接件安装在飞机垂直尾翼上，所述连接件包括绝缘子、减震器及耳环；所述第一钢索下端通过贯穿绝缘子连接在飞机前端的蒙皮上，所述第二钢索下端通过权利要求1-4任一项所述的馈电绝缘子连接到飞机后端的短波电台天调机件射频馈线上。

6.根据权利要求5所述的机载短波电台钢索天线，其特征在于：所述第一钢索相对机身倾角为15°~20°。

7.根据权利要求6所述的机载短波电台钢索天线，其特征在于：所述贯穿绝缘子和馈电绝缘子前部均安装有风挡，所述风挡迎风面呈三棱锥形，其面向贯穿绝缘子和馈电绝缘子的一侧为圆弧形。

8.根据权利要求7所述的机载短波电台钢索天线，其特征在于：所述贯穿绝缘子包括扣合于飞机蒙皮内、外两侧的绝缘盖，两绝缘盖通过贯穿飞机蒙皮的螺柱及螺母固定连接。

9.根据权利要求8所述的机载短波电台钢索天线，其特征在于：所述贯穿绝缘子底端连接接地端子。

10.根据权利要求5所述的机载短波电台钢索天线，其特征在于：所述减震器为弹簧结构。