CN111029770A - 一种立式天线阵的可承载夹芯结构 - Google Patents

一种立式天线阵的可承载夹芯结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种立式天线阵的可承载夹芯结构，包括：宽角匹配层(1)、立式天线阵(2)，填充泡沫(3)，馈电层(4)，承载结构框架(5)；其中，所述承载结构框架(5)嵌设在飞机表面，所述馈电层(4)设置在所述承载结构框架(5)内，与飞机的天线发射单元电连接；所述立式天线阵(2)设置在馈电层，并电连接，所述立式天线阵(2)的天线之间通过所述填充泡沫(3)隔离；宽角匹配层(1)设置在所述立式天线阵(2)上，并与所述飞机表面蒙皮外形曲率保持一致，宽角匹配层(1)用于发射天线信号。将天线阵集成在机体外表面，既避免了天线凸出光滑外表面破坏气动外形，又节约了天线舱占用的内部空间，减轻了结构重量。

Description

一种立式天线阵的可承载夹芯结构
技术领域
本发明涉及飞行器，尤其涉及一种立式天线阵的可承载夹芯结构。
背景技术
一方面，由于存在大量凸出机体外形的天线，明显增加了飞机气动阻力，严重地降低了飞机的高机动性；另一方面，大多数天线安装都需要额外的支撑结构，支撑结构增加了飞机的重量，增大了复杂性与成本，同时也占据了机体内有限的容纳空间，对于尺寸相对较小的无人机平台，这一矛盾就显得更加突出。
发明内容
本发明提供一种立式天线阵的可承载夹芯结构，既避免了天线凸出光滑外表面破坏气动外形，又节约了天线舱占用的内部空间，减轻了结构重量。
本发明提供一种立式天线阵的可承载夹芯结构，包括：宽角匹配层1、立式天线阵2，填充泡沫3，馈电层4，承载结构框架5；其中，
所述承载结构框架5嵌设在飞机表面，所述馈电层4设置在所述承载结构框架5内，与飞机的天线发射单元电连接；
所述立式天线阵2设置在馈电层，并电连接，所述立式天线阵2的天线之间通过所述填充泡沫3隔离；
宽角匹配层1设置在所述立式天线阵2上，并与所述飞机表面蒙皮外形曲率保持一致，宽角匹配层1用于发射天线信号。
可选的，所述宽角匹配层1的材质为石英纤维或玻璃纤维层合板。
可选的，立式天线阵2包括多个介质层203，每个介质层203上印刷有天线201；
各介质层203通过填充泡沫3隔离和固定，填充泡沫3环绕所述立式天线阵2设置。
可选的，填充泡沫3与所述承载结构框架5接触的边缘斜削。
可选的，所述馈电层4接地，所述馈电层4采用金属板或非金属导电复合材料。
可选的，所述可承载夹芯结构采取共固化工艺制成。
可选的，所述馈电层4通过馈线与飞机的天线发射单元电连接。
可选的，所述承载结构框架5通过沉头螺栓固定在飞机上。
本发明将天线阵集成在机体外表面，既避免了天线凸出光滑外表面破坏气动外形，又节约了天线舱占用的内部空间，减轻了结构重量。
天线阵的宽角匹配层作为夹芯结构的外面板，立式天线阵和填充泡沫作为夹芯结构的芯材，馈电层作为夹芯结构的内面板。这种夹芯结构既具有天线的功能，还可以作为机体的外壳体承载。
附图说明
图1为本发明提供的一种立式天线阵的可承载夹芯结构示意图；
图2为本发明提供的一种立式天线阵的可承载夹芯结构爆炸图；
图3为本发明提供的一种立式天线阵结构示意图；
图4为本发明提供的一种介质层结构示意图；
附图标记说明：
1—宽角匹配层；
2—立式天线阵；
3—填充泡沫；
4—馈电层；
5—承载结构框架；
201—天线；
202—填充泡沫；
203—介质层。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提供的立式天线阵的可承载夹芯结构进行说明。
参照附图，详细描述本发明的具体实施方式。
图1为本发明提供的一种立式天线阵的可承载夹芯结构示意图，图2为本发明提供的一种立式天线阵的可承载夹芯结构爆炸图。如图1和2所示，
本发明将天线阵集成在外壳体结构中，是一种夹芯结构，立式天线阵的可承载夹芯结构由外表面向内依次为：宽角匹配层1，立式天线阵2，填充泡沫3，馈电层4，承载结构框架5。
天线的宽角匹配层1是夹芯结构的外面板，材质为石英纤维或玻璃纤维层合板；
图3为本发明提供的一种立式天线阵结构示意图，图4为本发明提供的一种介质层结构示意图，如图3和4所示，立式天线阵2包括：天线201和介质层203，天线201采用光刻技术制成后转印在介质层203上。
填充泡沫3布置在立式天线阵2周围以及各介质层203之间，将立式天线阵2固定，泡沫在外边缘斜削，便于复材框架铺层。各介质层203之间如图3所示填充有填充泡沫202。
馈电层4接地，馈电层4必须是导电材料，可以是金属板或非金属导电复合材料，馈电层4与立式天线阵2连接，再通过馈线与收发设备连接。馈电层4上也可以集成一些电器元件连接馈线，馈线与与飞机的天线发射单元电连接。
复材框架5与宽角匹配层1将其他各层夹在中间，各层采取共固化形成夹芯结构。
实施例：飞机外表面一般布置各种天线，这些天线有些凸出机体外表面，有些需设置专门的天线舱，通过使用本发明，将这些天线集成于飞机外壳体结构，减轻了结构重量，并消除了飞机外表面的凸出物，减小了气动阻力，对于隐身飞机，消除了突出天线对隐身的不利影响。
本发明是一种新型的可承载夹芯结构，创造性的将立式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。
一般的天线安装都需要额外的支撑结构，支撑结构增加了飞机的重量，增大了复杂性与成本，同时也占据了机体内有限的容纳空间。无人机平台尺寸相对较小，这一矛盾就显得更加突出。
本发明无需设置专门的天线支撑结构，宽角匹配层就是夹芯结构的外面板，立式天线阵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。
本发明解决了多种结构形式、材料、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。

Claims (8)

1.一种立式天线阵的可承载夹芯结构，其特征在于，包括：宽角匹配层(1)、立式天线阵(2)，填充泡沫(3)，馈电层(4)，承载结构框架(5)；其中，
所述承载结构框架(5)嵌设在飞机表面，所述馈电层(4)设置在所述承载结构框架(5)内，与飞机的天线发射单元电连接；
所述立式天线阵(2)设置在馈电层，并电连接，所述立式天线阵(2)的天线之间通过所述填充泡沫(3)隔离；
宽角匹配层(1)设置在所述立式天线阵(2)上，并与所述飞机表面蒙皮外形曲率保持一致，宽角匹配层(1)用于发射天线信号。
2.根据权利要求1所述的可承载夹芯结构，其特征在于，所述宽角匹配层(1)的材质为石英纤维或玻璃纤维层合板。
3.根据权利要求1所述的可承载夹芯结构，其特征在于，立式天线阵(2)包括多个介质层(203)，每个介质层203上印刷有天线(201)；
各介质层(203)通过填充泡沫(3)隔离和固定，填充泡沫(3)环绕所述立式天线阵(2)设置。
4.根据权利要求1所述的可承载夹芯结构，其特征在于，填充泡沫(3)与所述承载结构框架(5)接触的边缘斜削。
5.根据权利要求1所述的可承载夹芯结构，其特征在于，所述馈电层(4)接地，所述馈电层4采用金属板或非金属导电复合材料。
6.根据权利要求1所述的可承载夹芯结构，其特征在于，所述可承载夹芯结构采取共固化工艺制成。
7.根据权利要求1所述的可承载夹芯结构，其特征在于，所述馈电层(4)通过馈线与飞机的天线发射单元电连接。
8.根据权利要求1所述的可承载夹芯结构，其特征在于，所述承载结构框架(5)通过沉头螺栓固定在飞机上。
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