CN110957573B - 双频段机载复合天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双频段机载复合天线，解决现有机载天线工作频段单一、多功能通信时占用飞机表面较多空间、复合天线形式复杂及可靠性较低的问题。其包括电路板、主辐射体、第一天线、第二天线、天线底板、第一射频连接器、第二射频连接器和射频电缆；主辐射体设置在电路板上，主辐射体的上方刻制有第一频率主辐射缝隙，第一天线设置在第一频率主辐射缝隙中；第一频率主辐射缝隙的两侧分别设置有第一调谐缝隙；天线底板设置在主辐射体的下方；第二天线设置在天线底板上，第二调谐缝隙设置在主辐射体内；第一射频连接器设置在天线底板底端，且通过射频电缆与第一天线连接；第二射频连接器设置在天线底板底端，且与第二天线连接。

Description

双频段机载复合天线
技术领域
本发明涉及机载天线，具体涉及一种双频段机载复合天线。
背景技术
机载天线是一种安装在飞机上的天线，主要配合机载电台完成通讯、数传、导航、遥测等功能。因飞机安装环境的特殊性，机载天线普遍存在以下缺点：1.天线工作频段单一，大多只能在某一频带工作；2.实现多功能通信任务时，需多个天线，占用飞机表面较多空间，影响飞机气动性能；3.传统复合天线形式复杂，可靠性较低。
发明内容
本发明的目的是解决现有机载天线工作频段单一、多功能通信时占用飞机表面较多空间、复合天线形式复杂及可靠性较低的问题，提供一种双频段机载复合天线装置。
本发明双频段机载复合天线装置采用平面单极天线和缝隙天线相结合的形式，可实现天线在多频段工作。
本发明的技术方案如下：
一种双频段机载复合天线，包括电路板、主辐射体、第一天线、第二天线、天线底板、第一射频连接器、第二射频连接器和射频电缆，所述第一天线为缝隙天线，所述第二天线为平面单极天线；所述主辐射体设置在电路板上，所述主辐射体的上方刻制有第一频率主辐射缝隙，所述第一天线设置在第一频率主辐射缝隙中；所述第一频率主辐射缝隙的两侧分别设置有第一调谐缝隙，所述第一调谐缝隙用于调节第一天线的工作频率；所述天线底板设置在主辐射体的下方，且与主辐射体之间设置有缝隙；所述第二天线设置在天线底板上，且通过第二调谐缝隙调节其工作频率，所述第二调谐缝隙为两条，其设置在主辐射体内，且位于第二天线上方；所述第一射频连接器设置在天线底板底端，且通过射频电缆与第一天线连接；所述第二射频连接器设置在天线底板底端，且与第二天线连接。
进一步地，还包括天线罩，所述主辐射体、电路板和天线底板均安装在天线罩内。
进一步地，所述主辐射体通过雕刻设置在电路板上。
进一步地，所述射频电缆为同轴射频电缆。
进一步地，所述射频电缆包括依次连接的第一竖直段、第二水平段和第三竖直段，所述第一竖直段与第二天线的平行设置，且与第一射频连接器连接，所述第二水平段与第一竖直段垂直设置，所述第三竖直段与第二水平段垂直设置，且与第一天线连接。
进一步地，所述第一天线采用同轴馈电的缝隙天线，所述第二天线采用同轴馈电的平面单极天线。
进一步地，所述电路板为单面覆铜电路板。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明提供的双频段机载复合天线装置采用平面单极天线和缝隙天线相结合的形式，可实现天线在多频段工作，其应用领域较广。
2.本发明提供的双频段机载复合天线装置结构形式简单，天线整体高度较低，占用飞机表面空间较少。
3.本发明提供的双频段机载复合天线装置调谐较方便，通过第一调谐缝隙可调节第一天线的工作频率、通过第二调谐缝隙可调节第二天线的工作频率。
4.本发明提供的双频段机载复合天线装置形式结构比较简单，焊接点较少，无多余零件，适合装机。
5.本发明双频段机载复合天线装置的产品辐射体可集成在一块电路板上，生产成本较低。
6.传统天线由两部分或多部分组成，结构较复杂，因结构或焊接原因容易引起可靠性降低，该发明将两个天线刻蚀在一块电路板上，大大简化了结构，提高了可靠性。
附图说明
图1为本发明双频段机载复合天线的结构示意图。
附图标记：1-第二射频连接器，2-第一射频连接器，3-天线底板，4-射频电缆，5-电路板，6-第一调谐缝隙，7-第一频率主辐射缝隙，8-第二调谐缝隙，9-主辐射体，10-第二天线馈点，11-第一天线馈点，12-天线罩，13-第一竖直段，14-第二水平段，15-第三竖直段，16-第一天线，17-第二天线。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。
本发明摒弃了传统机载天线单频段模式，将不同频率的天线集成在一块电路板上，减少了天线数量，拓宽了天线应用领域，使天线可工作在不同的频段。具体的，本发明提供的双频段机载复合天线将两种不同频率的第一天线16和第二天线17集成在一块电路板5上。第一天线16采用缝隙天线、第二天线17采用平面单极天线。缝隙天线通过侧面隙缝(即第一调谐缝隙6)微调其工作频率。第二天线17通过第二调谐缝隙和侧面折线(即射频电缆4)的位置调节其工作频率和匹配阻抗。
如图1所示，本发明提供的双频段机载复合天线包括天线罩12和设置在天线罩12内的电路板5、主辐射体9、第一天线16、第二天线17、天线底板3、第一射频连接器2、第二射频连接器1和射频电缆4。天线罩12的作用是保护天线体，提高天线强度及环境适应性。本发明采用平面单极天线和缝隙天线相结合的形式，可实现天线在多频段工作。
主辐射体9设置在电路板5上，具体的，在电路板5上雕刻形成主辐射体9，主辐射体9的上方刻制有第一频率主辐射缝隙7，第一天线16设置在第一频率主辐射缝隙7中；第一频率主辐射缝隙7的两侧分别雕刻有第一调谐缝隙6，第一调谐缝隙6用于调节第一天线16的工作频率；天线底板3设置在主辐射体9的下方，且与主辐射体9之间设置有缝隙；第二天线17设置在天线底板3上，且通过第二调谐缝隙8调节其工作频率，第二调谐缝隙8具体为两条，其通过刻制设置在主辐射体9内，位于第二天线17上方，两条第二调谐缝隙8平行设置，其长度方向与第二天线的设置方向垂直。第一调谐缝隙、第二调谐缝隙需对称设置为两条，否则会引起电流不对称，对方向图和阻抗造成影响。
第一射频连接器2设置在天线底板3的底端，且通过射频电缆4在第一天线馈点11与第一天线16连接；第二射频连接器1设置在天线底板3底端，且在第二天线馈点10与第二天线17连接。对于第二天线17的频率调节，可采用两种调节方式，第一是通过调整主辐射体9的高度(即改变天线底板3和主辐射体9之间的缝隙高度)改变第二天线17的工作频率，第二是调节第二调谐缝隙8的宽度和长度。
第一天线16采用同轴馈电的缝隙天线，通过改变第一调谐缝隙6的长度或宽度可调整第一天线16工作频率，第二天线17采用同轴馈电的平面单极天线，通过改变第二调谐缝隙8的长度和宽度以及调整射频电缆4的位置来调节第二天线17的工作频率及阻抗匹配。
电路板5具体可为单面覆铜电路板，本发明先在电路上刻蚀出要求的覆铜形状，将第二射频连接器1与天线底板3固定并焊接，将第一射频连接器2和射频电缆4连接后与天线底板3固定，并将射频电缆4在电路板5上弯折延伸至第一天线16，将射频电缆4在第一天线馈点11处焊接，最后将调节好的天线用天线罩12保护，并将天线罩12与天线底板3固定。射频电缆4在电路板5具体可分为三段，分别为依次连接的第一竖直段13、第二水平段14和第三竖直段15，第一竖直段13与第二天线17的平行设置(即与天线底板3垂直设置)，且与第一射频连接器2连接，第二水平段14与第一竖直段13垂直设置，第三竖直段15与第二水平段14垂直设置，且与第一天线16的第一天线馈点11连接。射频电缆4为同轴电缆，也可以做成微带形式，但需要在电路板上进行刻蚀。
本发明提供的双频段机载复合天线的工作过程如下：第一天线16和第二天线17复合在一块电路板5上。对第一天线16，信号通过第一射频连接器2进入射频电缆4，在第一频率主辐射缝隙7处激励缝隙天线工作，通过第一调谐缝隙6可以调整缝隙天线的功能频率。对于第二天线17，信号通过第二射频连接器1直接激励主辐射体在要求的频率工作，通过第二调谐缝隙8可以调节第二天线17的工作频率，也可以通过调整射频电缆4的第一竖直段13的位置调整
第二天线的阻抗，使第二天线阻抗匹配。

Claims (6)

1.一种双频段机载复合天线，其特征在于：包括电路板(5)、主辐射体(9)、第一天线(16)、第二天线(17)、天线底板(3)、第一射频连接器(2)、第二射频连接器(1)和射频电缆(4)，所述第一天线(16)为缝隙天线，所述第二天线(17)为平面单极天线；
所述主辐射体(9)通过雕刻设置在电路板(5)上，所述主辐射体(9)的上方刻制有第一频率主辐射缝隙(7)，所述第一天线(16)设置在第一频率主辐射缝隙(7)中；所述第一频率主辐射缝隙(7)的两侧分别刻制有第一调谐缝隙(6)，所述第一调谐缝隙(6)用于调节第一天线(16)的工作频率；
所述天线底板(3)设置在主辐射体(9)的下方，且与主辐射体(9)之间设置有缝隙，改变天线底板(3)和主辐射体(9)之间的缝隙高度改变第二天线(17)的工作频率；所述第二天线(17)设置在天线底板(3)上，且通过第二调谐缝隙(8)调节其工作频率，所述第二调谐缝隙(8)为两条，其刻制在主辐射体(9)内，且位于第二天线(17)上方；
所述第一射频连接器(2)设置在天线底板(3)底端，且通过射频电缆(4)与第一天线(16)连接；所述第二射频连接器(1)设置在天线底板(3)底端，且与第二天线(17)连接。
2.根据权利要求1所述的双频段机载复合天线，其特征在于：还包括天线罩(12)，所述主辐射体(9)、电路板(5)和天线底板(3)均安装在天线罩(12)内。
3.根据权利要求1或2所述的双频段机载复合天线，其特征在于：所述射频电缆(4)为同轴射频电缆。
4.根据权利要求3所述的双频段机载复合天线，其特征在于：所述射频电缆(4)包括依次连接的第一竖直段(13)、第二水平段(14)和第三竖直段(15)，所述第一竖直段(13)与第二天线(17)的平行设置，且与第一射频连接器(2)连接，所述第二水平段(14)与第一竖直段(13)垂直设置，所述第三竖直段(15)与第二水平段(14)垂直设置，且与第一天线(16)连接。
5.根据权利要求4所述的双频段机载复合天线，其特征在于：所述第一天线(16)采用同轴馈电的缝隙天线，所述第二天线(17)采用同轴馈电的平面单极天线。
6.根据权利要求5所述的双频段机载复合天线，其特征在于：所述电路板(5)为单面覆铜电路板。
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