CN110718741A - 一种集成天线阵的可承载夹芯结构 - Google Patents

一种集成天线阵的可承载夹芯结构 Download PDF

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Abstract

本申请属于天线结构设计领域，特别涉及一种集成天线阵的可承载夹芯结构，包括由外表面向内依次设置的宽角匹配层、天线功能层、边缘填充泡沫、馈电层以及复材框架，其中，天线阵的宽角匹配层作为夹芯结构的外面板，天线功能层作为夹芯结构的芯材，馈电层作为夹芯结构的内面板。本申请的集成天线阵的可承载夹芯结构，将天线阵与承载结构相融合，避免了天线凸出光滑外表面破坏气动外形和隐身外形，且不占用额外的空间，增重较小，另外，天线功能层与外表面的距离较近，天线不易被遮挡。

Description

一种集成天线阵的可承载夹芯结构
技术领域
本申请属于天线结构设计领域，特别涉及一种集成天线阵的可承载夹芯结构。
背景技术
目前，天线在飞机或舰船等载具使用比较普遍，安装时，如果天线在载具外表面以下，则电磁信号易被遮挡；为此，为安装天线，需在载具上设置专门的天线舱，还需设计专门的天线罩，从而占用空间、增加重量，并且，天线结构会凸出载具外表面，导致气动阻力增加，破坏了外形隐身。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种集成天线阵的可承载夹芯结构。
本申请公开了一种集成天线阵的可承载夹芯结构，包括由外表面向内依次设置的宽角匹配层、天线功能层、边缘填充泡沫、馈电层以及复材框架。
根据本申请的至少一个实施方式，所述天线功能层包括由外表面向内依次设置的第一辐射层、第一介质层、第二辐射层以及第二介质层。
根据本申请的至少一个实施方式，所述第一辐射层和所述第二辐射层均为金属薄片层；其中
所述第一辐射层铺设在所述第一介质层上；
所述第二辐射层靠近第二介质层的一侧设置有金属探针，所述金属探针穿过所述第二介质层上相适配的通孔后与馈电层连接。
根据本申请的至少一个实施方式，所述边缘填充泡沫布置在所述天线功能层的周围，将所述天线功能层固定。
根据本申请的至少一个实施方式，所述边缘填充泡沫的外边缘进行斜削处理。
根据本申请的至少一个实施方式，所述宽角匹配层为所述集成天线阵的可承载夹芯结构的外面板，包括石英纤维层或玻璃纤维层合板。
根据本申请的至少一个实施方式，所述馈电层由导电材料制成并接地，且所述馈电层上集成有电气元件，所述电气元件与通过馈线与收发设备连接。
根据本申请的至少一个实施方式，所述馈电层为金属板或碳纤维层合板。
根据本申请的至少一个实施方式，所述宽角匹配层与复材框架将天线功能层、边缘填充泡沫、馈电层夹在中间，用胶粘接各层形成夹芯结构。
根据本申请的至少一个实施方式，所述第二介质层采用3D打印技术制成。
根据本申请的至少一个实施方式，所述天线功能层中包括金属和绝缘介质两种材料，采用双材料3D打印技术一次制成。
本申请至少存在以下有益技术效果：
本申请的集成天线阵的可承载夹芯结构，将天线阵与承载结构相融合，避免了天线凸出光滑外表面破坏气动外形和隐身外形，且不占用额外的空间，增重较小，另外，天线功能层与外表面的距离较近，天线不易被遮挡。
附图说明
图1是本申请集成天线阵的可承载夹芯结构的示意图；
图2是本申请集成天线阵的可承载夹芯结构的分体图；
图3是本申请集成天线阵的可承载夹芯结构中天线功能层与边缘填充泡沫部分的分体图；
图4是本申请集成天线阵的可承载夹芯结构中天线功能层的结构示意图；
图5是本申请集成天线阵的可承载夹芯结构中天线功能层的分体图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
下面结合附图1-图5对本申请的集成天线阵的可承载夹芯结构做进一步详细说明。
本申请公开了一种集成天线阵的可承载夹芯结构，包括由外表面向内依次设置的宽角匹配层1、天线功能层2、边缘填充泡沫3、馈电层4以及复材框架5。
其中，天线阵的宽角匹配层1作为夹芯结构的外面板，天线功能层2(包括辐射层和介质层)作为夹芯结构的芯材，馈电层4作为夹芯结构的内面板。另外，边缘填充泡沫3布置在天线功能层2的周围，用于将天线功能层2进行固定，并且，边缘填充泡沫3的外边缘进行斜削处理，以便于承载框架5铺层。综上，这样的夹芯结构既具有天线的功能，还可以作为载体的外壳体承载。
进一步的，优选天线功能层2包括由外表面向内依次设置的第一辐射层201、第一介质层202、第二辐射层203以及第二介质层204。
具体地，第一辐射层201和所述第二辐射层203均为金属薄片层；其中，第一辐射层201可采用光刻技术制成后转印在第一介质层202上；第二辐射层203靠近第二介质层204的一侧设置有金属探针，金属探针穿过第二介质层204上相适配的通孔后与馈电层4连接。
进一步的，宽角匹配层1为集成天线阵的可承载夹芯结构的外面板，优选包括石英纤维层或玻璃纤维层合板。
馈电层4作为夹芯结构的内面板，由导电材料制成并接地，优选为金属板或碳纤维层合板；并且，馈电层4上集成了一些电气元件与第二辐射层203的金属探针连接，再通过馈线与收发设备连接。
进一步的，本申请的集成天线阵的可承载夹芯结构中，是通过宽角匹配层1与复材框架5，将天线功能层2、边缘填充泡沫3、馈电层4夹在中间，用胶粘接各层形成夹芯结构。
其中，第二介质层是一种多孔结构，可使用3D打印技术制出；同样地，天线功能层2中包括金属和绝缘介质两种材料，可以采用双材料3D打印技术一次制成。
综上所述，一般的天线舱需占用较大的空间，并会破坏原结构的传力路径，结构需额外增重，且在外表面需设置专门的天线罩，增加重量，这种天线也易被周围结构遮挡。
而本申请的集成天线阵的可承载夹芯结构，将天线阵集成在载具外壳体内，从而将天线阵与承载结构相融合，既避免了天线凸出光滑外表面破坏气动外形和隐身外形，又避免了天线舱占用结构空间，造成结构增重。
另外，无需设置专门的天线舱，宽角匹配层就是夹芯结构的外面板，天线功能层作为夹芯结构的芯材，复材框架和馈电层共同组成夹芯结构的内面板，整个天线参与结构承载，且不占用额外的空间，增重较小，天线功能层与外表面的距离较近，天线不易被遮挡。
进一步的，本申请的集成天线阵的可承载夹芯结构，解决了馈电层与天线功能层的对齐问题：馈电层集成了很多电气元件，必须与天线功能层的探针一一对应，所以馈电层必须提前制好，并与天线功能层对齐，再用复材框架固定。
进一步的，本申请的集成天线阵的可承载夹芯结构，解决了多种材料、结构形式、工艺的融合问题，使得天线与结构共同发挥作用，把两个独立功能形成一个整体，采取多种加工工艺实现多种结构形式的融合。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，包括由外表面向内依次设置的宽角匹配层(1)、天线功能层(2)、边缘填充泡沫(3)、馈电层(4)以及复材框架(5)。
2.根据权利要求1所述的集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，所述天线功能层(2)包括由外表面向内依次设置的第一辐射层(201)、第一介质层(202)、第二辐射层(203)以及第二介质层(204)。
3.根据权利要求2所述的集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，所述第一辐射层(201)和所述第二辐射层(203)均为金属薄片层；其中
所述第一辐射层(201)铺设在所述第一介质层(202)上；
所述第二辐射层(203)靠近第二介质层(204)的一侧设置有金属探针，所述金属探针穿过所述第二介质层(204)上相适配的通孔后与馈电层(4)连接。
4.根据权利要求3所述的集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，所述边缘填充泡沫(3)布置在所述天线功能层(2)的周围，将所述天线功能层(2)固定。
5.根据权利要求4所述的集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，所述边缘填充泡沫(3)的外边缘进行斜削处理。
6.根据权利要求3所述的集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，所述宽角匹配层(1)为所述集成天线阵的可承载夹芯结构的外面板，包括石英纤维层或玻璃纤维层合板。
7.根据权利要求3所述的集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，所述馈电层(4)由导电材料制成并接地，且所述馈电层(4)上集成有电气元件，所述电气元件与通过馈线与收发设备连接。
8.根据权利要求7所述的集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，所述馈电层(4)为金属板或碳纤维层合板。
9.根据权利要求3所述的集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，所述宽角匹配层(1)与复材框架(5)将天线功能层(2)、边缘填充泡沫(3)、馈电层(4)夹在中间，用胶粘接各层形成夹芯结构。
10.根据权利要求3所述的集成天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，所述天线功能层(2)中包括金属和绝缘介质两种材料，采用双材料3D打印技术一次制成。
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