CN108172969A - 一种弹载小型化单极子天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹载小型化单极子天线，主要由设于弹体头端的锥形天线罩，套筒单级子天线，PCB电路板、金属底板和弹体组成。套筒单极子天线由金属套筒、陶瓷介质棒、馈电探针、支撑垫片组成；其中金属套筒包覆圆柱形陶瓷介质棒的侧面和底面，馈电探针穿过金属套筒的底面，固定在陶瓷介质棒上；金属套筒为上表面开口，底部密闭的桶形结构，在金属套筒的侧壁有螺旋形的缝隙。本发明解决了现有单极子天线尺寸过大，无法弹载应用的问题，具有结构简单，易于加工和装配的优点。

Description

一种弹载小型化单极子天线
技术领域
本发明属于弹载天线技术领域，特别是一种弹载小型化单极子天线。
背景技术
随着科技水平的不断发展、军事抵抗中对弹丸的功能需求不断增加，弹载各系统小型化、集成化成为重要发展趋势。弹载天线在现代化军事通信、探测、信息对抗中扮演者重要角色，其性能的好坏，对系统的性能起决定性作用。为了节省弹丸内部空间、保证结构强度，小型化天线长期以来一直是弹载天线的一个重要技术指标。
单极子天线由于其结构简单，能辐射交叉极化较小的线极化波，被广泛应用于地面通信系统。传统的单极子天线尺寸需要接近其工作频点对应空气波长的四分之一。因此，如何提供一种能够实现小型化的用于弹载环境的单极子天线是本领域技术人员目前需要解决的问题。
现有的单极子天线小型化技术，需要将单极子天线进行明显的弯折，天线的方向图圆度性能会受到影响，难以满足高旋或大发射角弹丸的应用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弹载小型化的单极子天线，解决现有单极子天线尺寸过高的问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种弹载小型化的单极子天线，包括设于弹体头端的锥形天线罩，套筒单级子天线，PCB电路板、金属底板和弹体；所述的天线罩与金属底板形成第一空腔；所述的套筒单级子天线、PCB电路板和金属底板置于弹体前端；所述的套筒单极子天线通过内部填充高介电常数的陶瓷介质和侧面开的螺旋缝隙延长电流等效路径，增大螺旋缝隙的螺距和圈数可以缩小天线高度，调整螺旋缝隙的位置除了可以调节工作频点还能实现天线端口的阻抗匹配。
上述套筒单极子天线由金属套筒、陶瓷介质棒、馈电探针、支撑垫片和金属地层组成；陶瓷介质棒的外侧套有金属套筒，陶瓷介质棒的底端设置支撑垫片，支撑垫片的下方设置金属地层，馈电探针贯穿金属地层、支撑垫片并嵌入陶瓷介质棒，其中馈电探针与金属套筒电连接，金属套筒的侧面开有螺旋缝隙。
上述金属底板由外壳和盖板组成，PCB电路板位于外壳和盖板形成的第二空腔中，PCB电路板的地层与外壳电连接，PCB电路板的信号层与馈电探针电连接。
上述天线罩和金属底板形成第一空腔，套筒单级子天线放置在第一空腔内。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)通过填充高介电常数的陶瓷介质，可以缩减单极子天线体积；并且套筒的侧面开有螺旋缝隙，增大螺旋缝隙的螺距和圈数进一步减小天线高度，本发明的天线高度仅为0.04λ，可以大大节省弹头内部空间；(2)调整螺旋缝隙的位置可以调节工作频点和实现天线端口的阻抗匹配；(3)采用在陶瓷表面包覆金属套筒的方式，相比于传统的陶瓷表面烧结银浆工艺，加工简单，精度更高，成本较低；(4)天线直接通过探针连接到PCB板，结构紧凑，减小了馈线损耗。
附图说明
图1为本发明一种弹载小型化单极子天线整体结构示意图。
图2为本发明套筒单极子天线单元结构图，其中(a)为主视图，(b)为俯视图。
图3为本发明实施例中弹载小型化单极子天线的实测S参数。
图4为本发明实施例中弹载小型化单极子天线工作在433MHz时的E面和H面辐射方向图。
图中编号所代表的含义为：1-天线罩，1-1-第一空腔，2-套筒单极子天线，2-1-陶瓷介质棒，2-2-金属套筒，2-3-馈电探针，2-4-支撑垫片，2-5-螺旋缝隙，2-6-金属地层，3-金属底板，3-1-外壳，3-2-第二空腔，3-3-盖板，4-PCB电路板，5-弹体。
具体实施方式
结合附图，本发明的一种弹载小型化单极子天线，包括天线罩1、套筒单极子天线2、金属底板3、PCB电路板4和弹体5；其中弹体5的前端设置金属底板3，金属底板3的前端设置套筒单极子天线2，金属底板3的内部设置PCB电路板4，天线罩1为锥体状且位于金属底板3的前端，套筒单极子天线2位于天线罩1的内部。
所述套筒单极子天线2包括陶瓷介质棒2-1、金属套筒2-2、馈电探针2-3、支撑垫片2-4和金属地层2-6，陶瓷介质棒2-1的外侧套有金属套筒2-2，陶瓷介质棒2-1的底端设置支撑垫片2-4，支撑垫片2-4的下方设置金属地层2-6，馈电探针2-3贯穿金属地层2-6、支撑垫片2-4并嵌入陶瓷介质棒2-1，其中馈电探针2-3与金属套筒2-2电连接，金属套筒2-2的侧面开有螺旋缝隙2-5。
所述金属底板3由外壳3-1和盖板3-3组成，PCB电路板4位于外壳3-1和盖板3-3形成的第二空腔3-2中，PCB电路板4的地层与外壳3-1电连接，PCB电路板4的信号层与馈电探针2-3电连接。
所述天线罩1和金属底板3形成第一空腔1-1，套筒单级子天线2放置在第一空腔1-1内。
所述陶瓷介质棒2-1采用高介电常数的材质。
所述金属套筒2-2厚度为0.1mm～2mm。
所述陶瓷介质棒2-1材质为氧化锆，支撑垫片2-4材质为聚四氟乙烯。
本发明采用在陶瓷表面包覆金属套筒的方式，相比于传统的陶瓷表面烧结银浆工艺，加工简单，精度更高，成本较低。
下面进行更详细的描述。
结合图1，本发明弹载小型化单极子天线，由上到下依次为：天线罩1、套筒单极子天线2、金属底板3、PCB电路板4和弹体5；其中弹体5的前端设置金属底板3，金属底板3的前端设置套筒单极子天线2，金属底板3的内部设置PCB电路板4，天线罩1为锥体状且位于金属底板3的前端，套筒单极子天线2位于天线罩1的内部。
其中套筒单极子天线2包括陶瓷介质棒2-1、金属套筒2-2、馈电探针2-3、支撑垫片2-4和金属地层2-6，陶瓷介质棒2-1的外侧套有金属套筒2-2，陶瓷介质棒2-1的底端设置支撑垫片2-4，支撑垫片2-4的下方设置金属地层2-6，馈电探针2-3贯穿金属地层2-6、支撑垫片2-4并嵌入陶瓷介质棒2-1，其中馈电探针2-3与金属套筒2-2电连接，金属套筒2-2的侧面开有螺旋缝隙2-5。
金属底板3由外壳3-1和盖板3-3组成，PCB电路板4位于外壳3-1和盖板3-3形成的第二空腔3-2中，PCB电路板4的地层与外壳3-1电连接，PCB电路板4的信号层与馈电探针2-3电连接。
天线罩1和金属底板3形成第一空腔1-1，套筒单级子天线2放置在第一空腔1-1内。
作为一种优选方案，所述金属套筒2-2厚度为0.1mm～2mm。
作为一种优选方案，所述陶瓷介质棒2-1材质为氧化锆，支撑垫片2-4材质为聚四氟乙烯。
本发明的工作原理为：结合图2，在套筒单极子天线2的内部填充陶瓷介质棒2-1，减小等效波长；进一步的，在金属套筒2-2的侧面挖去螺旋缝隙，延长电路路径，增大螺旋缝隙2-5的螺距和圈数可以降低天线的工作频点实现小型化，调整螺旋缝隙2-5的位置除了可以调节工作频点还能实现天线端口的阻抗匹配。
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。
实施例1
结合图1本发明弹载小型化单极子天线结构，设计一个紧凑型单极子天线：频带范围为UHF(429.2MHz-436.4MHz)频段；在该频段内|S11|＜-10dB。弹载单极子天线包括天线罩、套筒单极子天线、金属底板、PCB电路板和弹体。天线罩材质选用聚四氟乙烯，口径最大处直径55mm；套筒单极子天线外径10mm，底板以上部分高度25mm；在金属套筒的侧面开螺纹缝隙，延长电流路径。
图3是本发明弹载小型化单极子天线的实测S参数，图4是天线辐射方向图。天线中心频点在433MHz附近，套筒单极子天线高度小于0.04λ，小型化效果显著；天线在433MHz处增益0.1dB，最大辐射方向指向θ＝110°方向，受弹体影响，天线后向辐射较强。

Claims (7)

1.一种弹载小型化单极子天线，其特征在于，包括天线罩(1)、套筒单极子天线(2)、金属底板(3)、PCB电路板(4)和弹体(5)；其中弹体(5)的前端设置金属底板(3)，金属底板(3)的前端设置套筒单极子天线(2)，金属底板(3)的内部设置PCB电路板(4)，天线罩(1)为锥体状且位于金属底板(3)的前端，套筒单极子天线(2)位于天线罩(1)的内部。
2.根据权利要求1所述的弹载小型化单极子天线，其特征在于，所述套筒单极子天线(2)包括陶瓷介质棒(2-1)、金属套筒(2-2)、馈电探针(2-3)、支撑垫片(2-4)和金属地层(2-6)，陶瓷介质棒(2-1)的外侧套有金属套筒(2-2)，陶瓷介质棒(2-1)的底端设置支撑垫片(2-4)，支撑垫片(2-4)的下方设置金属地层(2-6)，馈电探针(2-3)贯穿金属地层(2-6)、支撑垫片(2-4)并嵌入陶瓷介质棒(2-1)，其中馈电探针(2-3)与金属套筒(2-2)电连接，金属套筒(2-2)的侧面开有螺旋缝隙(2-5)。
3.根据权利要求2所述的弹载小型化单极子天线，其特征在于，金属底板(3)由外壳(3-1)和盖板(3-3)组成，PCB电路板(4)位于外壳(3-1)和盖板(3-3)形成的第二空腔(3-2)中，PCB电路板(4)的地层与外壳(3-1)电连接，PCB电路板(4)的信号层与馈电探针(2-3)电连接。
4.根据权利要求2所述的弹载小型化单极子天线，其特征在于，天线罩(1)和金属底板(3)形成第一空腔(1-1)，套筒单级子天线(2)放置在第一空腔(1-1)内。
5.根据权利要求1所述的弹载小型化单极子天线，其特征在于，陶瓷介质棒(2-1)采用高介电常数的材质。
6.根据权利要求1所述的弹载小型化单极子天线，其特征在于，金属套筒(2-2)厚度为0.1mm～2mm。
7.根据权利要求1所述的弹载小型化单极子天线，其特征在于，所述陶瓷介质棒(2-1)材质为氧化锆，支撑垫片(2-4)材质为聚四氟乙烯。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110190375A (zh) * 2019-04-24 2019-08-30 西安思丹德信息技术有限公司 一种箭载单极子遥测发射天线及基于其的火箭
CN111262013A (zh) * 2020-01-16 2020-06-09 北京航空航天大学 一种具有半空间覆盖功能的宽带垂直极化天线
CN113823902A (zh) * 2021-10-28 2021-12-21 西安电子科技大学 基于孔径融合的vhf/uhf频段天线
CN115064863A (zh) * 2022-06-30 2022-09-16 西安航天天绘数据技术有限公司 一种单极子杆状天线

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2189673C1 (ru) * 2001-09-24 2002-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Антенный обтекатель
US20060038739A1 (en) * 2004-08-21 2006-02-23 I-Peng Feng Spiral cylindrical ceramic circular polarized antenna
CN101278442A (zh) * 2005-06-21 2008-10-01 萨恩特尔有限公司 天线和天线馈电结构
CN101601168A (zh) * 2007-02-02 2009-12-09 李圣喆 全向天线
CN206388845U (zh) * 2017-02-07 2017-08-08 四川泰克科技有限公司 一种带有小型头端弹载卫星天线的弹体
CN206497984U (zh) * 2017-02-07 2017-09-15 四川泰克科技有限公司 一种高增益高精度头端弹载天线

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2189673C1 (ru) * 2001-09-24 2002-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Антенный обтекатель
US20060038739A1 (en) * 2004-08-21 2006-02-23 I-Peng Feng Spiral cylindrical ceramic circular polarized antenna
CN101278442A (zh) * 2005-06-21 2008-10-01 萨恩特尔有限公司 天线和天线馈电结构
CN101601168A (zh) * 2007-02-02 2009-12-09 李圣喆 全向天线
CN206388845U (zh) * 2017-02-07 2017-08-08 四川泰克科技有限公司 一种带有小型头端弹载卫星天线的弹体
CN206497984U (zh) * 2017-02-07 2017-09-15 四川泰克科技有限公司 一种高增益高精度头端弹载天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张辉: "《微波技术与天线》", 30 June 2015 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110190375A (zh) * 2019-04-24 2019-08-30 西安思丹德信息技术有限公司 一种箭载单极子遥测发射天线及基于其的火箭
CN111262013A (zh) * 2020-01-16 2020-06-09 北京航空航天大学 一种具有半空间覆盖功能的宽带垂直极化天线
CN111262013B (zh) * 2020-01-16 2021-02-19 北京航空航天大学 一种具有半空间覆盖功能的宽带垂直极化天线
CN113823902A (zh) * 2021-10-28 2021-12-21 西安电子科技大学 基于孔径融合的vhf/uhf频段天线
CN113823902B (zh) * 2021-10-28 2022-07-12 西安电子科技大学 基于孔径融合的vhf/uhf频段天线
CN115064863A (zh) * 2022-06-30 2022-09-16 西安航天天绘数据技术有限公司 一种单极子杆状天线
CN115064863B (zh) * 2022-06-30 2023-10-20 西安航天天绘数据技术有限公司 一种单极子杆状天线

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