CN113809534A - 一种超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线，其辐射方向垂直于蒙皮的法向方向，包括天线单元、蒙皮、胶膜、纸蜂窝和泡沫，所述天线单元设置为片状，所述泡沫设置为片状且所述泡沫和所述天线单元端面形状配合设置，两所述泡沫贴合设置在所述天线单元的两端面上，所述纸蜂窝内设置有放置腔，所述天线单元和所述泡沫均设置在所述放置腔内，所述蒙皮通过所述胶膜与所述纸蜂窝端面固定连接；本发明能够实现超宽带天线嵌入厚度有限的天线罩中并进行端射辐射，相比于传统的弹载和机载共形天线，具有高集成、低剖面的特性，同时又有宽波束覆盖范围及超宽带的优点。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线。
背景技术
伴随着军事领域和定位系统不断增加的要求，超宽带愈发引人注目，发射机与接收机的相关设计技术随后不久也相继出现，更是促进了它的发展。1970年前后，逐步建立起了关于超宽带技术在实际使用中的相关概念，主要集中在雷达与通信领域，随后，“超宽带”这一术语也被美国国防部在1989年正式提出。之后伴随着工业设备精密制造加工技术的不断进步，在1990年到20世纪末，该技术进入繁荣发展期，商用系统也开始采用该技术，超宽带天线作为重要部件，为多功能一体化雷达系统提供了强有力的技术支撑，也是未来的发展方向。除了超宽带，高集成、低剖面的端射天线也是天线工程应用的重要发展方向，尤其是弹载和机载天线，平行于弹道和航道的维度可以通过端射天线很好地覆盖。
传统的弹载和机载蒙皮天线大多采用将天线置于天线罩一边的形式，无论是集成度还是天线罩对天线的影响都有较大的问题，对于垂直于天线罩辐射的侧射天线如微带贴片天线单元而言，影响较小，但对于端射的天线有很大影响，突出的问题就是对于辐射波束的影响。并且传统的弹载和机载蒙皮天线频带较窄，较窄的频带意味着较低的信号传输速率和较单一的功能。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线，包括低剖面端射天线单元、蒙皮、胶膜、纸蜂窝和泡沫，所述天线单元设置为片状，所述泡沫设置为片状且所述泡沫和所述天线单元端面形状配合设置，两所述泡沫贴合设置在所述天线单元的两端面上，所述纸蜂窝内设置有放置腔，所述天线单元和所述泡沫均设置在所述放置腔内，所述蒙皮通过所述胶膜与所述纸蜂窝端面固定连接。
较佳的，所述纸蜂窝设置为长方体，所述纸蜂窝与所述蒙皮连接的端面和所述天线单元端面平行设置。
较佳的，所述天线单元设置为带状线或微带线馈电的宽频带、宽波束天线，并采用微带板制作。
较佳的，所述天线单元采用共面波导转带状线或微带线结构将馈线从微带板中间引到微带板表面，表贴式接头一端焊接在共面波导上，另一端通过对应设置在所述蒙皮上的通过孔露出。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明具有高集成、低剖面和端射宽波束覆盖范围的特性，同时又有超宽带及的特点，高集成、低剖面的特点易于天线内嵌于蒙皮内部，端射宽波束覆盖范围的特性弥补了以往蒙皮天线仅覆盖蒙皮法向的缺点，实现了蒙皮平面维度全方位的波束覆盖，超宽带的特点可实现较大速率的数据传输和天线多功能复用，为一体化多功能雷达系统的实现提供了可实现性。
附图说明
图1为所述天线单元的示意图；
图2为所述天线罩的结构示意图；
图3为所述超宽带宽波束嵌入式蒙皮天线的结构示意图；
图4为所述超宽带宽波束嵌入式蒙皮天线的仿真驻波图；
图5为所述超宽带宽波束嵌入式蒙皮天线的仿真E面方向图；
图6为所述超宽带宽波束嵌入式蒙皮天线的仿真H面方向图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
如图1至图3所示，图1为所述天线单元的示意图；图2为所述天线罩的结构示意图；图3为所述超宽带宽波束嵌入式蒙皮天线的结构示意图；图4为所述超宽带宽波束嵌入式蒙皮天线的仿真驻波图。
本发明所述超宽带宽波束嵌入式蒙皮天线包括天线单元、蒙皮、胶膜、纸蜂窝和泡沫，所述天线单元设置为片状，所述泡沫设置为片状且所述泡沫和所述天线单元端面形状配合设置，两所述泡沫贴合设置在所述天线单元的两端面上，所述纸蜂窝内设置有放置腔，所述天线单元和所述泡沫均设置在所述放置腔内，所述蒙皮通过所述胶膜与所述纸蜂窝端面固定连接。
较佳的，所述纸蜂窝设置为长方体，所述纸蜂窝与所述蒙皮连接的端面和所述天线单元端面平行设置。
较佳的，所述天线单元设置为带状线或微带线馈电的宽频带、宽波束天线，并采用微带板制作。
所述蒙皮、所述胶膜和所述纸蜂窝的天线罩结构，既考虑天线罩的结构强度，给内嵌的天线留下足够的空间，又考虑到减小天线罩对天线辐射方向图的影响。
较佳的，所述天线单元采用共面波导转带状线或微带线结构将馈线从微带板中间引到微带板表面，表贴式接头一端焊接在共面波导上，另一端通过对应设置在所述蒙皮上的通过孔露出。
本发明所述超宽带宽波束嵌入式蒙皮天线设计包括以下步骤：
S1天线设计
设计一种采用带状线馈电的对数周期天线，多层微带板制作，采用小型化天线设计方法，使得天线波束更宽以达到更好的波束覆盖范围，采用超宽带天线设计方法，使得天线带宽更宽为多功能一体化的雷达系统提供技术基础。
S2天线罩设计
设计一种容易将天线嵌入的天线罩，这里根据频段和波束宽度等要求，采用A夹层天线罩，天线罩由蒙皮、胶膜、纸蜂窝和泡沫构成。蒙皮(石英氰酸酯预浸料)厚度为0.5mm，通过0.1mm的胶膜(J-284F)与8mm纸蜂窝(局部PMI泡沫填充)粘在一起。这种结构既考虑了天线罩的结构强度，给内嵌的天线留下足够的空间，又考虑到减小天线罩对天线辐射方向图的影响，双边较为对称的结构，为天线波束的对称提供了较好的外部环境。
S3天线嵌入蒙皮设计
将天线夹在与天线形状相同的两片泡沫中，再将纸蜂窝抠出与天线加两片泡沫相同体积的槽，将天线和泡沫放入槽中，最后利用胶膜将纸蜂窝封在两片蒙皮中间。
S4天线馈电设计
采用共面波导转带状线的结构将馈线从多层微带板中间引到多层微带板表面，但由于带状线的带线和共面波导的带线较细，采用表贴式SMP接头焊接在共面波导上，内层蒙皮开小孔将接头另一端露出，达到引出馈电点的目的。
如图4至图6所示，图4为所述超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线的仿真驻波图；图5为所述超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线的仿真E面方向图；图6为所述超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线的仿真H面方向图；本发明相比现有技术具有以下优点：本发明能够实现超宽带天线嵌入厚度有限的天线罩中，相比于传统的弹载和机载共形天线，具有高集成、低剖面和宽波束覆盖范围的特性，同时又有超宽带及端射的特点，超宽带的特点为一体化多功能雷达系统的实现提供了可实现性，端射的特点弥补了以往蒙皮天线仅覆盖蒙皮法向的缺点，实现了蒙皮平行面全方位的波束覆盖。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线，其特征在于，包括低剖面端射天线单元、蒙皮、胶膜、纸蜂窝和泡沫，所述天线单元设置为片状，所述泡沫设置为片状且所述泡沫和所述天线单元端面形状配合设置，两所述泡沫贴合设置在所述天线单元的两端面上，所述纸蜂窝内设置有放置腔，所述天线单元和所述泡沫均设置在所述放置腔内，所述蒙皮通过所述胶膜与所述纸蜂窝端面固定连接。
2.如权利要求1所述的超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线，其特征在于，所述纸蜂窝设置为长方体，所述纸蜂窝与所述蒙皮连接的端面和所述天线单元端面平行设置。
3.如权利要求1所述的超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线，其特征在于，所述天线单元设置为带状线或微带线馈电的宽频带、宽波束天线，并采用微带板制作。
4.如权利要求3所述的超宽带宽波束嵌入式端射蒙皮天线，其特征在于，所述天线单元采用共面波导转带状线或微带线结构将馈线从微带板中间引到微带板表面，表贴式接头一端焊接在共面波导上，另一端通过对应设置在所述蒙皮上的通过孔露出。
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