CN112018487B - 一种可展开螺旋天线、通信系统、雷达、电子对抗系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于天线技术领域，公开了一种可展开螺旋天线、通信系统、雷达、电子对抗系统，包括：螺旋线辐射体、底板、顶盖、若干展开支撑装置、若干个展开滑轨装置及天线罩。若干个所述展开支撑装置沿轴向分布于螺旋线辐射臂之间，沿滑轨装置轴向伸缩滑动实现螺旋线辐射臂展开和收拢，同步保证展开过程天线螺旋直径稳定。上下部天线罩通过若干个撑杆、定位块、滑轨协同作用实现展开和收拢；本发明实现大尺寸立体螺旋天线的展开和收拢，使其携带方便、组装可重复性高；保障螺旋天线的强度、稳定性、且密闭性良好可以应用于较恶劣环境中，在螺旋天线处于展开状态时，实现高增益、窄波束要求，在螺旋天线处于收拢状态时，实现低增益、宽波束要求。

Description

一种可展开螺旋天线、通信系统、雷达、电子对抗系统

技术领域

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种可展开螺旋天线、通信系统、雷达、电子对抗系统。

背景技术

目前：轴向模螺旋天线是一种性能较优异的圆极化天线，广泛用于通信、雷达、电子对抗等领域。在特高频(UHF)，由于所需螺旋天线体积庞大，需要支撑结构实现对螺旋天线的刚度以及螺距的控制。为方便携带和减小螺旋天线的体积，宜采用可展开结构设计。对于大尺寸螺旋展开天线现已实现柔性展开支撑方式，例如采取金属丝、弹性杆、绳索等柔性支撑丝支撑，然而柔性构件行程有限导致稳定性下降，柔性机构的整体刚度差，长时间经受应力或高温的柔性构件可能会出现应力松弛现象等，使得柔性支撑方式无法保证强度、稳定性，也难以应用于各种恶劣环境。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前的大尺寸螺旋展开天线无法保证其强度、稳定性差、难以应用于各种恶劣环境。

解决以上问题及缺陷的难度为：刚性支撑虽可以增强结构稳定性和强度，但可能会增加整体的重量和体积，故所设计的可展开螺旋天线需要做到两者之间的平衡。

解决以上问题及缺陷的意义为：在减小螺旋天线庞大的体积使其组装携带更容易的基础上，又能够保障螺旋天线的强度、提高整体稳定性，能够抗风沙、防盐雾。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可展开螺旋天线、通信系统、雷达、电子对抗系统。

本发明是这样实现的，一种可展开螺旋天线，所述可展开螺旋天线设置有：

螺旋线辐射体；

所述螺旋线辐射体顶端与所述顶盖相连，底端与所述底板相连；若干个所述展开支撑装置沿轴向交替分布于所述螺旋线辐射体臂间，每两个展开支撑装置环环相扣、依次相连。所述展开支撑装置可顺着若干个所述展开滑轨装置上下滑动，带动螺旋线辐射体滑动，实现沿轴向展开与收缩。

进一步，所述天线罩包括上下天线罩及若干个定位块、若干个护罩，上下天线罩采取类活塞结构，依靠位于上下部天线罩内侧的所述滑轨装置实现支撑以及展开与收缩。

进一步，所述底板用于安装螺旋线辐射体，四个下固定件将螺旋线辐射体固定在底板上，四个上固定件将螺旋线辐射体固定在顶盖上，底板转接法兰固定在底板的下方，作为螺旋天线的对外转接接口，顶盖转接法兰固定在顶盖的下方，用于固定上固定件、撑杆、导杆。

进一步，所述展开支撑装置沿轴向分布于螺旋线辐射体臂之间，螺旋线辐射体每一圈有四对展开支撑装置，轴向上每两个支撑连杆环环相扣、依次相连，每两个支撑连杆头部穿过螺旋线辐射体，并通过一个支撑连杆固定轴固定连接，介质固定块介于支撑连杆固定轴与螺旋线辐射体之间，每两个支撑连杆尾部垫有支撑连杆限位块并通过支撑连杆转轴固定。

进一步，所述展开滑轨装置位于上部天线罩和下部天线罩的内表面，撑杆下端嵌在下部天线罩顶端，撑杆上端紧挨顶盖转接法兰，导杆下端由导杆固定块固定，导杆上端紧挨顶盖转接法兰，支撑连杆嵌在导杆凹槽内以固定螺旋线辐射体的直径。撑杆和导杆数量相同。

进一步，所述天线罩包括上下天线罩及若干个定位块、若干个护罩，上下天线罩采取类活塞结构，依靠位于上下部天线罩内侧的所述滑轨装置实现支撑以及展开与收缩。

进一步，所述上部天线罩、下部天线罩、定位块和护罩，上下部天线罩采用类活塞结构相扣，定位块与护罩数量相同。

进一步，所述天线罩与螺旋线辐射体之间的距离会给天线增益、轴比带来较大的影响，而天线罩与螺旋线辐射体之间的距离会造成天线结构晃动，因此所述支撑连杆头部的大小就相应地与天线罩与螺旋线辐射体之间的距离相关。

进一步，所述支撑连杆头部留给螺旋线辐射体的孔径会影响天线增益、轴比，而该孔径的大小会影响螺旋天线的稳定性，因此，将所述介质固定块固定在该孔径内确保螺旋天线不发生晃动，且所述介质固定块的材质不会影响天线性能。

本发明的另一目的在于提供一种安装有所述可展开螺旋天线的通信系统。

本发明的另一目的在于提供一种安装有所述可展开螺旋天线的雷达。

本发明的另一目的在于提供一种安装有所述可展开螺旋天线的电子对抗系统。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提出一种可展开螺旋天线，其收拢状态体积约为展开状态体积的一半，解决了立体螺旋天线体积大、组装携带不易。天线罩与展开支撑装置、展开滑轨装置紧密配合可以保障螺旋天线的强度、稳定性。现有技术并未将天线罩考虑其中，本发明因为天线罩的存在使得整体结构密闭性良好可以应用于较恶劣环境中。在螺旋天线处于展开状态时，可实现高增益、窄波束要求，在螺旋天线处于收拢状态时，可实现低增益、宽波束要求，具体如图8和图9所示。

本发明的可展开螺旋天线，可实现螺旋线辐射体与天线罩的同步稳定展开与收拢，密封性良好。具有良好的抗风沙、抗盐雾等环境适应优良特性；组装容易，可实现大尺寸立体螺旋天线的展开收拢，降低了大尺寸螺旋天线的体积、使其携带方便；在完全展开状态时具有高增益、窄波束特性，在完全收拢状态时具有宽波束、低增益特性。进一步可借助展开程度控制提供连续的波束宽度和增益控制能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的可展开螺旋天线的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的可展开螺旋天线的轴侧图；

图3是本发明实施例提供的图1中螺旋线辐射体的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的图1中展开支撑装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的图4的侧视图；

图6是本发明实施例提供的图1的局部放大图；

图7是本发明实施例提供的可展开螺旋天线收拢状态的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的可展开螺旋天线在完全展开与完全收拢状态时的驻波比；

图9是本发明实施例提供的可展开螺旋天线在完全展开与完全收拢状态时的增益；

图中：1、螺旋线辐射体；1-1、加载匹配快；2、底板；2-1、底板转接法兰；3、顶盖；3-1、顶盖转接法兰；4、展开支撑装置；4-1、支撑连杆；4-2、支撑连杆固定轴；4-3、介质固定块；4-4、支撑连杆转轴；4-5、支撑连杆限位块；4-6、上固定件；4-7、下固定件；5、展开滑轨装置；5-1、撑杆；5-2、导杆；5-3、导杆固定块；6、天线罩；6-1、上部天线罩；6-2、下部天线罩；6-3、定位块；6-4、护罩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可展开螺旋天线、通信系统、雷达、电子对抗系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1-图7所示，本发明提供了可展开螺旋天线，包括螺旋线辐射体1、底板2、顶盖3、若干个展开支撑装置4、若干个展开滑轨装置5、天线罩6。

底板2用于安装螺旋线辐射体1，具体安装方式可以参见图2，四个下固定件4-7将螺旋线辐射体固定在底板上，四个上固定件4-6将螺旋线辐射体固定在顶盖3上，加载匹配块1-1焊接位置如图3所示，加载匹配块可以改善螺旋天线的性能，底板转接法兰2-1固定在底板的下方，作为螺旋天线的对外转接接口，顶盖转接法兰3-1固定在顶盖的下方，用于固定上固定件、撑杆5-1、导杆5-2。

展开支撑装置4沿轴向分布于螺旋线辐射体臂之间，具体安装方式参见图1和图2，展开支撑装置的数量取决于螺旋线辐射体1的圈数，每一圈有四对展开支撑装置，轴向上每两个支撑连杆4-1环环相扣、依次相连，每两个支撑连杆头部穿过螺旋线辐射体，并通过一个支撑连杆固定轴4-2固定连接，介质固定块4-3介于支撑连杆固定轴与螺旋线辐射体之间，起到固定螺旋线辐射体和绝缘的作用，具体安装方式如图4所示，每两个支撑连杆尾部垫有支撑连杆限位块4-5并通过支撑连杆转轴4-4固定，具体安装方式如图5所示。

展开滑轨装置5位于上部天线罩6-1和下部天线罩6-2的内表面，具体安装位置如图1和图6所示，撑杆5-1下端嵌在下部天线罩顶端，撑杆上端紧挨顶盖转接法兰3-1，导杆5-2下端由导杆固定块5-3固定，导杆上端紧挨顶盖转接法兰，支撑连杆4-1嵌在导杆凹槽内以固定螺旋线辐射体1的直径。撑杆和导杆数量相同，长度主要取决于上部天线罩的高度。

天线罩6包括上部天线罩6-1、下部天线罩6-2、定位块6-3和护罩6-4，具体安装方式如图6，上下部天线罩采用类活塞结构相扣，定位块与护罩数量相同。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。

当螺旋线辐射体1处于展开状态时，支撑连杆4-1的头部顺着导杆5-2向上滑动，撑杆5-1带动上部天线罩向上滑动，直到上下天线罩卡住露出下天线罩内嵌的护罩6-4，将定位块6-3安装嵌入护罩内，此时，展开支撑装置起到支撑螺旋线辐射体和控制螺距的作用，保障了本发明提出的可展开螺旋天线的稳定性，展开后的结构如图1所示，其具有高增益、窄波束特性。

当螺旋天线1处于收拢状态时，拉开定位块6-3后，支撑连杆4-1顺着导杆5-2向下滑动，撑杆5-1带动上部天线罩向下滑动，直到顶盖转接法兰3-1触碰下部天线罩6-2，收拢后的结构如图7所示，其具有低增益、宽波束特性。收拢后，本发明提供的可展开螺旋天线体积减小，易于携带，在本发明中，无论天线处于展开还是收拢状态，都可以保障其密闭性，使得其可以应用于多种较恶劣环境，而且拆卸再组装重复性高。

经仿真分析，天线在完全展开和完全压缩的状态时，其驻波比和增益如图8和图9所示。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可展开螺旋天线，其特征在于，所述可展开螺旋天线设置有：

螺旋线辐射体、底板、顶盖、展开支撑装置、展开滑轨装置、天线罩；

所述螺旋线辐射体包括加载匹配块；所述底板包括底板转接法兰；所述顶盖包括顶盖转接法兰；所述展开支撑装置包括支撑连杆、支撑连杆固定轴、介质固定块、支撑连杆转轴、支撑连杆限位块、上固定件、下固定件；所述展开滑轨装置包括撑杆、导杆、导杆固定块；所述天线罩包括上部天线罩、下部天线罩、定位块、护罩；

螺旋线辐射体顶端与天线罩顶盖相连，底端与底板相连；若干个展开支撑装置沿轴向交替分布于螺旋线辐射体臂间；展开支撑装置可顺着若干个展开滑轨装置上下滑动，带动螺旋线辐射体滑动，实现沿轴向展开与收缩；

螺旋线辐射体每一圈有四对展开支撑装置，轴向上每两个支撑连杆环环相扣、依次相连，每两个支撑连杆头部穿过螺旋线辐射体，并通过一个支撑连杆固定轴固定连接，介质固定块介于支撑连杆固定轴与螺旋线辐射体之间，每两个支撑连杆尾部垫有支撑连杆限位块并通过支撑连杆转轴固定；

展开滑轨装置位于上部天线罩和下部天线罩的内表面，撑杆下端嵌在下部天线罩顶端，撑杆上端紧挨顶盖转接法兰，导杆下端由导杆固定块固定，导杆上端紧挨顶盖转接法兰，支撑连杆嵌在导杆凹槽内以固定螺旋线辐射体的直径，撑杆和导杆数量相同；

天线罩包括上部天线罩、下部天线罩及若干个定位块、若干个护罩，上下天线罩采取类活塞结构，依靠位于上部天线罩、下部天线罩内侧的展开滑轨装置实现支撑以及展开与收缩。

2.如权利要求1所述的可展开螺旋天线，其特征在于，底板用于安装螺旋线辐射体，四个下固定件将螺旋线辐射体固定在底板上，四个上固定件将螺旋线辐射体固定在天线罩顶盖上，底板转接法兰固定在底板的下方，作为螺旋天线的对机械外转接接口，顶盖转接法兰固定在天线罩顶盖的下方，用于固定上固定件、撑杆、导杆。

3.一种安装有权利要求1～2任意一项所述可展开螺旋天线的通信系统。

4.一种安装有权利要求1～2任意一项所述可展开螺旋天线的雷达。

5.一种安装有权利要求1～2任意一项所述可展开螺旋天线的电子对抗系统。

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