CN107689481B - 包括用于发射和/或接收电磁波的系统的飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括用于发射和/或接收电磁波的系统的飞行器，该系统包括：发射和/或接收设备，其用于发射和/或接收电信号；天线罩(12)，其包括电绝缘保护罩，在天线罩上布置有至少一个避雷器带(21)，天线罩附接于飞行器的金属框架(30)，至少一个避雷器带的第一部分电连接至飞行器的金属框架，至少一个避雷器带的第二部分经由具有预定形状的金属元件(35)连接至发射和/或接收设备，至少一个避雷器带形成天线，以及金属元件(35)的一部分被设置在与飞行器的金属框架(30)的一部分相距预定距离(d)的位置处，以在金属元件与飞行器的金属框架之间形成电容性连接。

Description

包括用于发射和/或接收电磁波的系统的飞行器
技术领域
本发明涉及嵌入飞行器中的用于发射和/或接收电磁波的系统。
背景技术
已知地，飞行器在穿过风暴区时可能遭受雷电冲击。这些雷电冲击尤其是位于飞行器的端部。因此，飞行器的天线罩构成危险区域。由于天线罩对诸如雷达或对抗设备之类的十分昂贵的电子硬件形成对电磁波透明的保护罩，因此雷电易于对天线罩造成严重破坏。天线罩附接于飞行器的金属框架。
为了保护天线罩或飞行器的其他部件，已知的是将避雷器带放置在要保护的外表面上。这些带应当构成雷电在攻击表面时的优选雷电冲击点，并且将强放电电流从冲击点引向由飞行器的金属框架构成的飞行器的地线。此外，这些避雷器带应当对电磁波透明，即尽可能小地对波透射通过天线罩壁造成干扰。
各种类型的避雷器带被使用。例如，已知固体金属带，其工作原理是通过在其厚度中传导电流来将电弧的能量传递至飞行器的金属框架。
还已知的是以下带，该带包括薄电介质基底，在薄电介质基底的暴露面上附接有对准并且间隔开的导电金属段或金属补片。由电弧引起的电流通过段上方空气的局部电离而以一个段接一个段的连续跳跃的方式进行传送。
通常，将电磁波发射和/或接收天线布置在天线罩中。
避雷器带和天线共存于天线罩有时会对通过天线发射和/或发送电磁信号的质量造成干扰。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种飞行器的用于发射和/或接收电磁波的系统来克服现有技术的缺点，该系统允许将避雷器带用作发射和/或接收天线。
为此，根据第一方面，本发明提供了一种嵌入飞行器中的用于发射和/或接收电磁波的系统，飞行器包括：发射和/或接收设备，其用于发射和/或接收电信号；天线罩，其包括电绝缘保护罩，在天线罩上布置有至少一个避雷带，天线罩附接于飞行器的金属框架，至少一个避雷器带的第一部分电连接至飞行器的金属框架，其特征在于，至少一个避雷器带的第二部分经由预定形状的金属元件连接至发射和/或接收设备，至少一个避雷器带形成天线，以及金属元件的一部分被设置在与飞行器的金属框架的一部分相距预定距离的位置处以在金属元件与飞行器的金属框架之间形成电容性连接。
因此，可以将避雷器带用作发射和/或接收天线。
根据本发明的特定实施方式，至少一个避雷器带包括固体金属带，固体金属带的长度是电信号的波长的因数。
根据本发明的特定实施方式，固体金属带通过包括薄电介质基底的带来扩展，在薄电介质基底上布置有对准并且间隔开的导电金属段或金属补片。
根据本发明的特定实施方式，在天线罩上布置有至少两个避雷器带，以及两个避雷器带经由预定形状的两个金属元件连接至发射和/或接收设备，被发送至一个避雷器带的电信号从被发送至另一避雷器带的电信号相移180度。
根据本发明的特定实施方式，预定形状是L形。
根据本发明的特定实施方式，保护罩对电磁波透明。
根据本发明的特定实施方式，保护罩是由两层玻璃纤维、蜂窝状片材和另两层玻璃纤维构成的复合结构。
本发明还涉及一种包括根据本发明的用于发射和/或接收电磁波的系统的飞行器。
附图说明
通过阅读以下对实施方式的描述，本发明的上述特征以及其它特征将更加清楚地显现，所述描述是结合附图做出的，在附图中：
图1示出了包括根据本发明的实施方式的用于发射和/或接收电磁波的系统的飞行器；
图2示出了根据本发明的实施方式的避雷器的示例；
图3示出了根据本发明的实施方式的金属元件相对于避雷器带和飞行器的金属框架的元件的布置的示例；
图4示出了根据本发明的实施方式的用于发射和/或接收电磁波的系统的等效电气图；
图5示出了根据本发明的实施方式的用于发射和/或接收电磁波的系统的等效电气图，在该系统中使用两个天线。
具体实施方式
图1示出了包括根据本发明的实施方式的用于发射和/或接收电磁波的系统的飞行器。
飞行器10包括天线罩12，在天线罩12上布置有至少一个避雷器带15。
天线罩12包括对电磁波透明的电绝缘保护罩。
保护罩例如是由两层玻璃纤维、蜂窝状片材和另两层玻璃纤维构成的复合结构，并且其相对介电常数为3.3。
天线罩12保护诸如雷达或对抗设备之类的电子设备。
保护罩附接于飞行器的金属框架。
例如，在天线罩上布置有六个避雷器带。
根据本发明，飞行器10包括飞行器的用于发射和/或接收电磁波的系统，该系统包括避雷器带15，至少一个避雷器带15的第一部分电连接至飞行器10的金属框架，至少一个避雷器带15的第二部分经由预定形状的金属元件连接至用于发射和/或接收电信号的发射和/或接收设备(未在图1中示出)，至少一个避雷器带形成天线，金属元件的一部分被设置在与飞行器的金属框架的一部分相距预定距离的位置处以在金属元件和飞行器的金属框架之间形成电容性连接。
图2示出了根据本发明的实施方式的避雷器带的示例。
避雷器带包括金属带21。金属带21例如由铜制成，具有宽度为10mm且厚度为2mm的矩形横截面。
金属带21的长度为电信号的波长的因数。
例如，金属带21的长度等于电信号的波长的四分之一。
电信号的频率例如在108MHz和118MHz之间。
如果金属带21的长度不符合用于确保对雷电冲击起到良好保护的期望长度，则通过与金属带21的结构不同的另一部分22来扩展金属带。
部分22是包括薄电介质基底的带，在薄电介质基底上布置有对准并且间隔开的导电金属段23或金属补片。
例如，电介质基底是玻璃层板，金属补片的直径为3mm、厚度为0.2mm并且间隔0.2mm。
图3示出了根据本发明的实施方式的金属元件相对于避雷器带和飞行器的金属框架的元件的布置的示例。
金属元件35具有预定形状。在图3的示例中为L形。金属元件35的基部被设置在其上附接有天线罩12的金属框架的部分30的对面，从而在金属元件35和金属框架30之间形成电容。
例如，使金属元件的基部与金属框架30的一部分分隔开的距离d为1mm。
用于发射和/或接收电信号的发射和/或接收设备(未在图3中示出)通过标号为37的连接件连接至金属元件35。
确保金属元件35与金属带21之间的电连接33。
图4示出了根据本发明的实施方式的用于发射和/或接收电磁波的系统的等效电气图。
用于发射和/或接收电信号的发射和/或接收设备G被设置在由飞行器的金属框架构成的地线与电阻R1的第一端子之间。电阻R1表示用于发射和/或接收电信号的发射和/或接收设备G的输出阻抗。例如，电阻R1的值为100ohms。
电阻R1的第二端子连接至电阻R2的第一端子。
电阻R2表示线路内损耗。
电阻R2的第二端子连接至电阻Ra的第一端子和电感L2的第一端子。
电阻Ra表示由金属带21形成的天线的辐射电阻，并且电感L2表示与用于发射和/或接收电信号的发射和/或接收设备G和由金属带21形成的天线之间的连接相关联的电感。
电感L2的第二端子连接至飞行器的金属框架。
电阻Ra的第二端子连接至电容C2的第一端子。电容C2表示金属元件35的基部之间的电容性连接，电容C2与金属框架30的一部分相隔距离d。
电感La和电容Ca表示由金属带21形成的天线。
电容C2的值被确定成使得在由金属带21形成的天线的谐振频率下，电容C2的阻抗与电感L2的阻抗抵消。
图5示出了根据本发明的实施方式的用于发射和/或接收电磁波的系统的等效电气图，在该系统中使用两个天线。
在图5所示的示例中，用于发射和/或接收电信号的发射和/或接收设备G被设置在由飞行器的金属框架构成的地线与电阻R1的第一端子之间。电阻R1表示用于发射和/或接收电信号的发射和/或接收设备G的输出阻抗。例如，电阻R1的值为100ohms。
电阻R1的第二端子连接至耦合器SP，耦合器SP向根据本发明的由两个避雷器带的金属带形成的两个天线传送相同的电信号。耦合器SP的输出之一通过相移装置PHI被相移180度，这例如通过使耦合器SP与由符号Ra、Ca和La表示的天线之间的连接长度比耦合器SP与由符号R’a、C’a和L’a表示的天线之间的连接长度长半个波长来获得。
电容C2的值被确定成使得在由第一金属带形成的天线的谐振频率下，电容C2的阻抗与电感L2的阻抗抵消。
电容C’2的值被确定成使得在由第二金属带形成的天线的共振频率下，电容C’2的阻抗与电感L’2的阻抗抵消。
当然，本发明绝不限于本文所描述的实施方式，而是相反地包括本领域技术人员理解范围内的任何变型。
通过以上描述可知，本发明的实施方式公开了但不限于如下方案：
1.一种嵌入飞行器中的用于发射和/或接收电磁波的系统，所述飞行器包括：发射和/或接收设备，其用于发射和/或接收电信号；天线罩(12)，所述天线罩包括电绝缘保护罩，在所述天线罩上布置有至少一个避雷器带(21)，所述天线罩附接于所述飞行器的金属框架(30)，所述至少一个避雷器带的第一部分电连接至所述飞行器的金属框架，其特征在于，所述至少一个避雷器带的第二部分经由具有预定形状的金属元件(35)连接至所述发射和/或接收设备，所述至少一个避雷器带形成天线，以及所述金属元件(35)的一部分被设置在与所述飞行器的金属框架(30)的一部分相距预定距离(d)的位置处，以在所述金属元件与所述飞行器的金属框架之间形成电容性连接。
2.方案1的系统，其特征在于，所述至少一个避雷器带包括固体金属带，所述固体金属带的长度是所述电信号的波长的因数。
3.方案2的系统，其特征在于，所述固体金属带通过包括薄电介质基底的带来被扩展，在所述薄电介质基底上布置有对准并且间隔开的导电金属段或金属补片。
4.方案1至3中任一项的系统，其特征在于，在所述天线罩上布置有至少两个避雷器带，以及两个避雷器带经由两个具有预定形状的金属元件连接至所述发射和/或接收设备，被发送至一个避雷器带的电信号从被发送至另一避雷器带的电信号相移180度。
5.方案1至4中任一项的系统，其特征在于，所述预定形状是L形。
6.方案1至5中任一项的系统，其特征在于，所述保护罩对电磁波透明。
7.方案1至6中任一项的系统，其特征在于，所述保护罩是由两层玻璃纤维、蜂窝状片材和另外两层玻璃纤维构成的复合结构。
8.一种包括方案1至7中任一项的用于发射和/或接收电磁波的系统的飞行器。

Claims (7)

1.一种包括用于发射和/或接收电磁波的系统的飞行器，所述系统包括：发射和/或接收设备，其用于发射和/或接收电信号；天线罩(12)，所述天线罩包括电绝缘保护罩，在所述天线罩上布置有至少一个避雷器带(21)，所述至少一个避雷器带包括金属带，所述天线罩附接于所述飞行器的金属框架(30)，所述至少一个避雷器带的第一部分电连接至所述飞行器的金属框架，
其中，所述至少一个避雷器带的第二部分经由具有预定形状的金属元件(35)连接至所述发射和/或接收设备，所述至少一个避雷器带形成天线，以及
其中，所述金属元件(35)的一部分被设置在与所述飞行器的金属框架(30)的一部分相距预定距离(d)的位置处，以在所述金属元件与所述飞行器的金属框架之间形成电容性连接。
2.根据权利要求1所述的飞行器，其中，所述至少一个避雷器带包括固体金属带，所述固体金属带的长度是所述电信号的波长的因数。
3.根据权利要求2所述的飞行器，其中，所述固体金属带通过包括薄电介质基底的带来被扩展，在所述薄电介质基底上布置有对准并且间隔开的导电金属段或金属补片。
4.根据权利要求1所述的飞行器，其中，在所述天线罩上布置有至少两个避雷器带，以及其中，所述两个避雷器带分别经由两个具有预定形状的金属元件连接至所述发射和/或接收设备，被发送至一个避雷器带的电信号从被发送至另一避雷器带的电信号相移180度。
5.根据权利要求1所述的飞行器，其中，所述预定形状是L形。
6.根据权利要求1所述的飞行器，其中，所述保护罩对电磁波透明。
7.根据权利要求1所述的飞行器，其中，所述保护罩是由两层玻璃纤维、蜂窝状片材和另外两层玻璃纤维构成的复合结构。
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