CN107221745A - 一种机载超短波宽带刀型天线 - Google Patents

Abstract

本发明属于超短波天线技术领域，公开了一种机载超短波宽带刀型天线，其包括介质板、金属法兰和同轴射频连接器，其中介质板上印刷有辐射贴片、长枝节、短枝节、加载电阻；长枝节印刷在介质板边缘紧贴三边处，并弯折成三段，其两端均不接地；短枝节下端接地，上端与辐射贴片连接；辐射贴片上设有四个切角，其中间还设有一倒U形缝隙；所述辐射贴片顶端设有加载电阻，加载电阻上端连接所述长枝节的中间一段；所述介质板垂直固定在金属法兰上；所述同轴射频连接器固定在金属法兰下端，其内导体焊接在辐射贴片底端进行馈电。本发明实现了机载超短波天线的宽带匹配，提高了天线低频段的增益，提升了机载超短波系统的通信距离。

Description

一种机载超短波宽带刀型天线

技术领域

本发明属于超短波天线技术领域，尤其涉及一种机载超短波宽带刀型天线。

背景技术

现代军事系统广泛使用跳频系统来实现抗干扰通信技术，而超短波宽带天线作为跳频通信系统的重要组成部分，越来越显示出其重要的作用。特别是作为机载通信重要接口的机载超短波宽带天线，要求机载天线在覆盖较宽的工作频带的同时尽可能的减小体积。因此，对于机载天线高性能、宽频带、小型化的研究越来越受人们重视。

机载天线作为飞机整体系统的重要组成部分，由于机体本身以及飞机上其他电子设备的影响，使得机载天线所处的电磁环境非常复杂。在设计机载天线时，需要同时满足两个条件：第一，机载天线在工作频带内要求的电压驻波比、增益及辐射效率等多项指标；第二，机载天线结构和尺寸上的限制。由于机载天线要满足一定的气动性能要求其不能有太大的几何尺寸，但是机载天线要实现一定的电性能又要求天线的几何尺寸不能太小，所以机载天线的气动性能要求与天线的频段波长特征是相互背离的。传统的机载超短波天线由于机载天线尺寸上的限制所能达到的工作频带往往较窄，因此为拓宽机载天线的工作带宽、减小天线的尺寸，加载技术被广泛使用。由于在未加载的天线中电流呈驻波分布，因此天线的电长度变化对其输入阻抗的影响很大，而天线加载可以避免这个问题，同时加载技术可以调整天线的宽带匹配、增大天线的工作带宽、缩小天线的尺寸。

加载技术是指在天线结构中嵌入合适的电抗、阻抗或者介质材料等加载元件，使天线中的电流分布得到改善，从而使天线的谐振频率也随之改变。同时在相同的工作频率下，加载技术也可以使天线的高度得到有效降低、天线的辐射特性得到良好改善。加载元件可以是有源的也可以是无源的，可以是分布参数元件，也可以是集总参数元件。其中电阻加载天线同时具有阻抗和方向图的宽频带特性，所以合适的电阻加载能够有效的展宽天线的工作带宽，但是，公知的506-3型机载超短波天线采用电阻加载后虽然具有较宽的工作带宽，天线的低频增益却非常低，只有-9dBi左右。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的机载超短波天线在一定的尺寸限制下所能达到的工作频带比较窄，同时采用的加载电阻造成机载超短波天线低频增益很低的现象。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种机载超短波宽带刀型天线。

本发明是这样实现的，一种机载超短波宽带刀型天线，所述机载超短波宽带刀型天线设置有：

一个介质板；

所述介质板上印刷有辐射贴片、长枝节、短枝节、加载电阻；

所述长枝节印刷在介质板边缘紧贴三边处，并弯折成三段，长枝节两端均不接地，长枝节弯折后三段枝节的长度分别为L1＝0.26λ、L2＝0.125λ、L3＝0.215λ，λ为中心频率波长；

所述短枝节下端接地，上端与辐射贴片连接；

所述辐射贴片上设有四个三角形切角，其中位于辐射贴片顶端两侧的两个切角较大，位于底端两侧的两个切角较小，该辐射贴片中间还设有一倒U形缝隙。

所述辐射贴片顶端设置有加载电阻，所述加载电阻上端连接所述长枝节的中间一段。

进一步，所述介质板垂直固定在底部的金属法兰上，金属法兰下端固定同轴射频连接器。

进一步，所述同轴射频连接器的内导体焊接在辐射贴片下端，用于对辐射贴片馈电。

进一步，所述辐射贴片呈“柳叶”状，并且左右对称。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述机载超短波宽带刀型天线的机载天线。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述机载超短波宽带刀型天线的跳频通信系统。

本发明的优点及积极效果为：本发明所设的长枝节紧挨着介质板边缘环绕，并折成三段式，长枝节的两端均不接地，弯折后三段枝节的长度分别为L1＝0.26λ、L2＝0.125λ、L3＝0.215λ(λ为中心频率波长)，若将总长度为0.6λ的长枝节印刷在介质板左侧或者右侧，则天线的高度会增加，而弯折之后的长枝节最长的一段仅0.26λ，所以将长枝节弯折相当于降低了天线的高度，这样既减小了天线的尺寸，还保证了长枝节具有足够的长度来调整天线的低频谐振特性，改善低频段的电性能；短枝节下端接地，上端与辐射贴片连接，从而保证了高频的谐振特性；辐射贴片上设有四个三角形切角，用于展宽天线的工作带宽，辐射贴片顶端为加载电阻，加载电阻上端连接长枝节的中间一段；顶部的电阻加载用于展宽天线的工作带宽和降低天线的高度；辐射贴片上的倒U形缝隙用于调整天线的高、低频谐振特性。由于机载天线的尺寸具有一定的限制，传统的机载天线往往由于机载天线尺寸的限制所能达到的工作频带较窄，而本发明的工作频带可以达到108-400MHz。

本发明的特点是天线整体结构设计非常简单，天线尺寸小、重量轻、成本低。此外，本发明相比于传统机载超短波天线，加长枝节之后天线的低频性能得到良好的改善，所述的机载超短波宽带刀型天线获得了很高的低频增益，达到-2dBi以上，从而提高了机载超短波系统的通信距离。

附图说明

图1是本发明实施例提供的机载超短波宽带刀型天线结构示意图；

图2是本发明实施例提供的介质板及其上所覆结构示意图；

图中：1、介质板；2、辐射贴片；3、长枝节；4、短枝节；5、加载电阻；6、倒U形缝隙；7、金属法兰；8、同轴射频连接器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的机载超短波宽带刀型天线包括：介质板1、辐射贴片2、长枝节3、短枝节4、加载电阻5、倒U形缝隙6、金属法兰7、同轴射频连接器8。

在介质板1的一面上印刷辐射贴片2、长枝节3、短枝节4、加载电阻5，介质板1垂直固定在底部金属法兰7上，金属法兰7下端固定同轴射频连接器8，用于对辐射贴片2进行馈电。

其中辐射贴片2为印刷在矩形介质板1上的一个左右对称的“柳叶”状贴片；在辐射贴片2上设有四个三角形切角，切角左右对称，其中位于辐射贴片2顶端的两个切角较大，位于辐射贴片2下端的两个切角较小，该辐射贴片2的中间还设有一倒U形缝隙6；

长枝节3印刷在介质板边缘紧贴三边处，并弯折成三段，长枝节3两端均不接地，本实施例中长枝节3弯折后三段的长度分别为L1＝320mm、L2＝150mm、L3＝235mm；本发明采用长枝节3相当于延长了天线的电长度，长枝节连同倒U形缝隙可以调整低频谐振，改善低频的电性能，另外长枝节3的弯折结构有效降低了天线的高度；

短枝节4下端接地，上端与辐射贴片连接，从而保证了天线的高频谐振特性；

辐射贴片2顶端为加载电阻5，加载电阻5下端连接辐射贴片2的顶端，上端连接长枝节3，本发明采用适当阻值的电阻加载有效减小了天线的尺寸，展宽了天线的工作带宽；

同轴射频连接器8的内导体焊接在辐射贴片2的下端对辐射贴片2进行馈电。

本发明实施例所采用的天线结构实现了宽频带的机载超短波天线，采用电阻加载、辐射贴片上开缝隙以及加切角、加长短两枝节以及将短枝节接地等结构设计大大拓宽了天线的工作带宽，保证了天线在宽频带范围内的阻抗匹配，另外，弯折长枝节一方面相当于延长了天线的电长度，另一方面有效减小了天线的尺寸。相比于传统的机载天线，实施例中采用的天线结构具有很高的低频增益，从而增大了机载系统的通信距离，同时，天线结构简单，容易实现，重量轻，成本低。

本发明所采用的介质板形状并不仅限于矩形介质板，介质板的形状可以替换为其他形状；在实施例中采用介质板上印刷贴片的结构，本发明的介质板不局限于实施例中的所采用的介质材料；本发明也可以不采用介质板，采用金属片切割成天线的形状同样体现本发明的设计思想；本实施例采用的倒U形缝隙也可替换为倒半圆形缝隙、倒半椭圆形缝隙等；本发明长短枝节的位置不固定，也可以将长、短枝节同时接地来调节天线的高、低频辐射特性。

以上描述仅是本发明的一个实例，不构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机载超短波宽带刀型天线，其特征在于，所述机载超短波宽带刀型天线设置有：

一个介质板；

所述介质板上印刷有辐射贴片、长枝节、短枝节、加载电阻；

所述长枝节印刷在介质板边缘紧贴三边处，并弯折成三段，长枝节两端均不接地，所述长枝节弯折后三段枝节的长度分别为L1＝0.26λ、L2＝0.125λ、L3＝0.215λ，λ为中心频率波长；

所述短枝节下端接地，上端与辐射贴片连接；

所述辐射贴片上设有四个三角形切角，其中位于辐射贴片顶端两侧的两个切角较大，位于底端两侧的两个切角较小，该辐射贴片中间还设有一倒U形缝隙；

所述辐射贴片顶端设置有加载电阻，所述加载电阻上端连接所述长枝节的中间一段。

2.如权利要求1所述的机载超短波宽带刀型天线，其特征在于，所述介质板垂直固定在底部的金属法兰上，该金属法兰下端固定同轴射频连接器。

3.如权利要求1所述的机载超短波宽带刀型天线，其特征在于，所述同轴射频连接器的内导体焊接在辐射贴片下端，用于对辐射贴片馈电。

4.如权利要求1所述的机载超短波宽带刀型天线，其特征在于，所述辐射贴片呈“柳叶”状，并且左右对称。

5.一种应用权利要求1～4任意一项所述机载超短波宽带刀型天线的机载天线。

6.一种应用权利要求1～4任意一项所述机载超短波宽带刀型天线的跳频通信系统。