CN113571912B - 一种机载超短波天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机载超短波天线，包括：介质板、第一通孔、顶加载板、底座、馈电贴片、微带馈线、两个枝节、辐射贴片和微带馈线地板；介质板，顶端与顶加载板的板面固定连接，底端与底座固定连接；馈电贴片设置在介质板的正面；微带馈线设置在介质板的正面；两个枝节分别设置在介质板的正面的两侧；辐射贴片设置在介质板的背面；微带馈线地板设置在介质板的背面；第一通孔孔壁上镀有金属层。本发明的一种机载超短波天线不仅能够有效拓宽天线带宽，还有效提升低频增益，增大了机载超短波系统的通信范围。

Description

一种机载超短波天线

技术领域

本发明属于超短波天线技术领域，具体涉及一种机载超短波天线。

背景技术

为了保证军事通信质量和信息保密性，军事上常用跳频通信技术作为抗干扰的通信技术。如今跳频技术正朝着宽带化、低延时、高速率、低功耗的方向快速发展。而超短波天线作为无线通信系统的重要组成部分，拓宽其工作带宽将增强跳频技术在信息战中发挥的巨大作用。

超短波天线常采用线天线进行设计，线天线具有性能稳定，结构简单，易于加工及成本低等特点，被广泛应用于实际工程中。而对于机载超短波天线，不仅要在频带内满足增益、方向图、驻波比等指标要求，还要满足空气阻力小、轻量化和低剖面和与载体共形等环境要求。

为了有效拓宽超短波天线的带宽，大部分超短波天线采用集总网络加载技术，集总网络包括电抗元件、集总元件等。其中电阻的加载能有效的提高天线的工作带宽，甚至减小天线的尺寸，但会损失天线部分增益。如公知的506-3型机载超短波天线采用电阻加载后虽然具有较宽的工作带宽，但其增益较低，低频增益只有-9dBi。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种机载超短波天线。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种机载超短波天线，包括：介质板、第一通孔、顶加载板、底座、馈电贴片、微带馈线、两个枝节、辐射贴片和微带馈线地板；

所述介质板，顶端与顶加载板的板面固定连接，底端与所述底座固定连接；所述机载超短波天线以所述介质板的中心竖轴为轴对称结构；

所述馈电贴片，设置在所述介质板的正面，位于所述辐射贴片所围成的范围内，顶端靠近所述顶加载板，底端与所述微带馈线的顶端连接；

所述微带馈线，设置在所述介质板的正面，底端与馈电点连接；

两个所述枝节分别设置在所述介质板的正面的两侧，两个所述枝节的顶端分别与所述顶加载板的两侧连接，底端开路；

所述辐射贴片，设置在所述介质板的背面，顶端靠近所述顶加载板，底端开设有缺口；

所述微带馈线地板，设置在所述介质板的背面，位于所述缺口内，顶端与所述缺口之间具有间隙，底端与所述底座连接；

所述第一通孔，孔壁上镀有金属层，位于靠近所述馈电贴片的顶端处，贯穿所述馈电贴片和所述辐射贴片。

在本发明的一个实施例中，所述介质板为矩形结构。

在本发明的一个实施例中，所述顶加载板为椭圆形结构，两个所述枝节的顶端分别与所述顶加载板长轴的两端连接。

在本发明的一个实施例中，所述馈电贴片的上部自顶端向下逐渐变宽；所述馈电贴片的下部自与上部的连接处向下逐渐变窄，且所述馈电贴片的下部两侧在所述馈电贴片的底端相交；

所述馈电贴片的上部的两侧边和下部的两侧边为直线型。

在本发明的一个实施例中，所述馈电贴片上部的两个侧边在顶端处分别通过一条连接折线相交。

在本发明的一个实施例中，所述辐射贴片的上部向下且向靠近所述枝节的方向逐渐变宽，所述辐射贴片的下部自与上部的连接处向下逐渐变窄；

所述辐射贴片的上部的两侧边为折线型或弧形；

所述辐射贴片的下部的两侧边为直线型。

在本发明的一个实施例中，所述缺口为矩形缺口结构，所述缺口关于所述介质板的中心竖轴轴对称。

在本发明的一个实施例中，还包括四个L型固定件；

所述顶加载板通过四个所述L型固定件与所述介质板固定连接。

在本发明的一个实施例中，所述底座包括：金属盘和固定条；

所述介质板的底端通过固定条与所述金属盘固定连接。

本发明的有益效果：

1、本发明的介质板的第一通孔镀有金属可以等效为电感，辐射贴片与微带馈电地板之间的间隙结构可以等效为电容，电感和电容的串并联，在馈电结构上产生电磁耦合，产生的带通特性改善天线的电性能，有效拓宽天线带宽。本发明的超短波天线工作频带较宽，覆盖0.425f-1.57f频段，其中f为中心频率。

2、顶加载板能够使天线上的电流趋于均匀，改善高频阻抗特性，其边沿电容效应改善了低频阻抗特性，具有小型化效果。枝节延长了天线的电流路径，将天线的尺寸进一步小型化，通过枝节和顶加载板有效提升低频增益，低频增益达到-1dBi，有效提高了机载超短波通信系统的通信距离。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种机载超短波天线的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种机载超短波天线的介质板的结构示意图。

附图标记说明：

10-介质板；11-第一通孔；12-L型固定件；13-第二通孔；14-第三通孔；20-顶加载板；30-底座；31-金属盘；32-固定条；40-馈电贴片；41-连接折线；50-微带馈线；60-枝节；70-辐射贴片；71-间隙；80-微带馈线地板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，一种机载超短波天线，包括：介质板10、第一通孔11、顶加载板20、底座30、馈电贴片40、微带馈线50、两个枝节60、辐射贴片70和微带馈线地板80。介质板10的顶端与顶加载板20的板面固定连接，介质板10的底端与底座30固定连接。顶加载板20能够使天线上的电流趋于均匀，改善高频阻抗特性，其边沿电容效应改善了低频阻抗特性，具有小型化效果。机载超短波天线以介质板10的中心竖轴为轴对称结构，介质板10上的结构均以介质板10的中心竖轴为轴对称结构。馈电贴片40设置在介质板10的正面，馈电贴片40位于辐射贴片70所围成的范围内，馈电贴片40的顶端靠近顶加载板20，馈电贴片40的底端与微带馈线50的顶端连接。微带馈线50设置在介质板10的正面，微带馈线50为向底座30方向竖直延伸的条状结构，微带馈线50的底端与馈电点连接。两个枝节60分别设置在介质板10的正面的两侧，两个枝节60的顶端分别与顶加载板20的两侧连接，枝节60的底端开路。枝节60沿与介质板10的中心竖轴平行的轴向延伸。枝节60延长了天线的电流路径，将天线的尺寸进一步小型化。通过枝节60和顶加载板20能够有效提升低频增益，低频增益达到-1dBi，有效提高了机载超短波通信系统的通信距离。

辐射贴片70设置在介质板10的背面，辐射贴片70的顶端靠近顶加载板20，辐射贴片70的底端开设有缺口。微带馈线地板80设置在介质板10的背面，微带馈线地板80位于缺口内，微带馈线地板80的顶端与缺口之间具有间隙71，该间隙71可以等效为电容，微带馈线地板80的底端与底座30连接。微带馈线地板80的面积大于微带馈线50，微带馈线50微带馈线地板80相对设置，与微带馈线50的一部分位于微带馈线地板80的面积范围内。第一通孔11的孔壁上镀有金属层，第一通孔11位于靠近馈电贴片40的顶端处，第一通孔11贯穿馈电贴片40和辐射贴片70。第一通孔11贯通馈电贴片40、介质板10和辐射贴片70。第一通孔11的孔壁上镀有金属可以等效为电感，辐射贴片70与微带馈电地板之间的间隙71结构可以等效为电容，电感和电容的串并联，在馈电结构上产生电磁耦合，产生的带通特性改善天线的电性能，有效拓宽天线带宽，使得超短波天线工作频带较宽，覆盖0.425f-1.57f频段，其中f为中心频率。

需要说明的是，本发明无需采用集总网络加载实现了提高了超短波天线工作频带的同时，还提升了低频增益，在结构上实现了小型化，在没有集总网络加载情况下实现水平全向高增益的辐射性能。

本实施例的超短波天线的结构实现了宽频带的机载超短波天线所具备的阻抗特性和辐射特性。采用枝节60和顶加载板20延长电流路径，均匀电流大小，从而改善低频阻抗特性，提高天线的低频增益。采用的第一通孔11和辐射贴片70的缺口与微带馈线地板80之间的间隙71结合对辐射贴片70进行电磁耦合馈电，实现天线可工作在较宽频带。相比传统机载天线，本实施例中的机载超短波天线结构具有较高的低频增益，增大了机载通信系统的通信距离，同时，天线还具有尺寸小、成本低、重量轻，底座30和介质板10之间以及介质板10和顶加载板20之间螺纹连接，易拆卸。

在一种可行的实现方式中，介质板10采用FR4材质，顶加载板20和底座30均采用铝材。

在一种可行的实现方式中，介质板10、微带馈线地板80和顶加载板20可以为以介质板10的中心竖轴为对称轴的轴对称形状，并采用介质板10上印刷贴片的结构。微带馈线地板80的缺口的形状可以为任意轴对称形状，包括但不限于倒U型、矩形、倒V型、弧形等，因此，微带馈线地板80的顶端与缺口之间具有间隙71。微带馈线50位于介质板10的中心竖轴上。

在一种可行的实现方式中，可以不采用介质板10，采用金属片代替介质板10上的印刷贴片同样体现本发明的设计思想。优选地，机载超短波天线整体结构的长宽高分别为200mm×80mm×406mm，尺寸较小。

优选地，如图1和图2所示，介质板10为矩形结构。

优选地，如图1所示，顶加载板20为椭圆形结构，两个枝节60的顶端分别与顶加载板20长轴的两端连接。椭圆形的顶加载板20便于安装，边沿圆滑避免对安装人员的手部造成损伤。

进一步地，如图1和图2所示，馈电贴片40的上部自顶端向下逐渐变宽。馈电贴片40的下部自与上部的连接处向下逐渐变窄，且馈电贴片40的下部两侧在馈电贴片40的底端相交。馈电贴片40的上部的两侧边和下部的两侧边为直线型。本实施例中，馈电贴片40具有渐变结构特点，在较宽频带内具有良好的阻抗匹配效果，改善了阻抗特性。

在一种可行的实现方式中，馈电贴片40的上部的两个侧边长度较长，下部的两个侧边的长度较短。馈电贴片40可以是将矩形贴片进行切角后的结构，将矩形贴片切去四个三角形切角，其中位于馈电贴片40底端两侧的两个切角较小，位于馈电贴片40的顶端两侧的两个切角较大。

进一步地，如图2所示，馈电贴片40上部的两个侧边在顶端处分别通过一条连接折线41相交。馈电贴片40的两个侧边的上端分别连接一条连接折线41，这两个连接折线41相交形成馈电体贴片的顶端。

具体地，也可以是将矩形贴片进行六个切角，顶端是两个切角，上部两个切角，下部两个切角。

进一步地，如图2所示，辐射贴片70的面积大于馈电贴片40的面积。辐射贴片70的上部向下且向靠近枝节60的方向逐渐变宽，辐射贴片70的下部自与上部的连接处向下逐渐变窄。辐射贴片70的上部的两侧边为折线型或弧形。辐射贴片70的下部的两侧边为直线型。本实施例中，辐射贴片70的上部的结构可以改善方向图不圆度。

其中，辐射贴片70的上部的两侧边为折线型时，辐射贴片70可以是将矩形贴片上部进行渐变多次切角，下部为三角形切角。

优选地，缺口为矩形缺口结构，缺口关于介质板10的中心竖轴轴对称。

进一步地，如图1和图2所示，一种机载超短波天线还包括四个L型固定件12。顶加载板20通过四个L型固定件12与介质板10固定连接。L型固定件12位于顶加载板20和介质板10的连接处，顶加载板20与介质板10垂直，L型固定件12的两段分别与顶加载板20和介质板10通过螺栓螺母固定连接，以便于顶加载板20和介质板10的拆卸，从而便于后续维护。

在一种可行的实现方式中，介质板10与L型固定件12连接处开设有两个第二通孔13，第二通孔13通过螺钉或螺栓与L型固定件12连接。

进一步地，如图1和图2所示，底座30包括：金属盘31和固定条32。介质板10的底端通过固定条32与金属盘31固定连接。固定条32固定于金属盘31上，介质板10的底端和微带馈线地板80的底端均与固定条32的一侧固定连接，固定条32对介质板10起到一定的支撑作用，提升了可靠性。

在一种可行的实现方式中，固定条32上开设有六个连接孔，介质板10的下端对应开设有六个第三通孔14，连接孔通过螺钉或螺栓螺母与第三通孔14固定连接。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种机载超短波天线，其特征在于，包括：介质板(10)、第一通孔(11)、顶加载板(20)、底座(30)、馈电贴片(40)、微带馈线(50)、两个枝节(60)、辐射贴片(70)和微带馈线地板(80)；

所述介质板(10)，顶端与顶加载板(20)的板面固定连接，底端与所述底座(30)固定连接；所述机载超短波天线以所述介质板(10)的中心竖轴为轴对称结构；

所述馈电贴片(40)，设置在所述介质板(10)的正面，位于所述辐射贴片(70)所围成的范围内，顶端靠近所述顶加载板(20)，底端与所述微带馈线(50)的顶端连接；

所述微带馈线(50)，设置在所述介质板(10)的正面，底端与馈电点连接；

两个所述枝节(60)分别设置在所述介质板(10)的正面的两侧，两个所述枝节(60)的顶端分别与所述顶加载板(20)的两侧连接，底端开路；

所述辐射贴片(70)，设置在所述介质板(10)的背面，顶端靠近所述顶加载板(20)，底端开设有缺口；

所述微带馈线地板(80)，设置在所述介质板(10)的背面，位于所述缺口内，顶端与所述缺口之间具有间隙(71)，底端与所述底座(30)连接；

所述第一通孔(11)，孔壁上镀有金属层，位于靠近所述馈电贴片(40)的顶端处，贯穿所述馈电贴片(40)和所述辐射贴片(70)；

所述馈电贴片(40)的上部自顶端向下逐渐变宽；所述馈电贴片(40)的下部自与上部的连接处向下逐渐变窄，且所述馈电贴片(40)的下部两侧在所述馈电贴片(40)的底端相交；

所述馈电贴片(40)的上部的两侧边和下部的两侧边为直线型。

2.根据权利要求1所述的一种机载超短波天线，其特征在于，所述介质板(10)为矩形结构。

3.根据权利要求2所述的一种机载超短波天线，其特征在于，所述顶加载板(20)为椭圆形结构，两个所述枝节(60)的顶端分别与所述顶加载板(20)长轴的两端连接。

4.根据权利要求1所述的一种机载超短波天线，其特征在于，所述馈电贴片(40)上部的两个侧边在顶端处分别通过一条连接折线(41)相交。

5.根据权利要求3所述的一种机载超短波天线，其特征在于，所述辐射贴片(70)的上部向下且向靠近所述枝节(60)的方向逐渐变宽，所述辐射贴片(70)的下部自与上部的连接处向下逐渐变窄；

所述辐射贴片(70)的上部的两侧边为折线型或弧形；

所述辐射贴片(70)的下部的两侧边为直线型。

6.根据权利要求5所述的一种机载超短波天线，其特征在于，所述缺口为矩形缺口结构，所述缺口关于所述介质板(10)的中心竖轴轴对称。

7.根据权利要求6所述的一种机载超短波天线，其特征在于，还包括四个L型固定件(12)；

所述顶加载板(20)通过四个所述L型固定件(12)与所述介质板(10)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种机载超短波天线，其特征在于，所述底座(30)包括：金属盘(31)和固定条(32)；

所述介质板(10)的底端通过固定条(32)与所述金属盘(31)固定连接。

Images