CN114498085A - 干扰无人飞行器用gnss天线阵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种干扰无人飞行器用GNSS天线阵，该天线阵包括第一天线、第二天线、第三天线及金属板；所述第一天线、第二天线及第三天线均设置在所述金属板上，且所述金属板上设有若干个信号接口，所述第一天线、第二天线及第三天线分别连接一个所述信号接口。本发明中的天线阵可以干扰无人机GNSS所有的频段，因此干扰的频段广，且该天线阵发射出的干扰信号波束窄、天线增益高且有效距离更远，由于干扰信号波束窄，因此本发明中天线干扰方向角度小，且在25°以内，可以避免对其他设备造成干扰。

Description

干扰无人飞行器用GNSS天线阵

技术领域

本发明涉及无人机信号干扰技术领域，尤其涉及一种干扰无人机飞行器用GNSS天线阵。

背景技术

目前市场上现有的产品无人飞行器干扰器都是干扰WIFI2.4GHz，WIFI5.8GHz，GPSL1三个频段，但是实际市面上无人机的控制和图传频段不单单是WIFI，有400MHz，900MHz，1.4GHz等公共频段，而且定位系统也不单单是GPS L1，还有BD,GLONASS,GALIEO，QZSS等定位系统。目前GNSS定位系统是支撑无人机安全飞行的关键技术之一。无人飞行器在进行视频及图像传输的时候知道自己的精确位置，因此无人飞行器上安装了GNSS信号接收机，也就是内置有GNSS模块。在无人机的起飞，航行，悬停，返回的任何一个阶段，都需要GNSS模块进行实时精准定位。所以无人机GNSS所有的频段被干扰后那么无人飞行器就没有办法飞行。而现有的无人飞行器干扰器都是手持式的，都是看到无人机后再进行干扰。这样反应速度慢，而且需要大量的人力来观察。另一个是手持式的天线增益低，能干扰的有效距离短。

发明内容

本发明提供了一种波束窄、天线增益高、有效距离长且能干扰无人机所有GNSS频段的干扰无人机飞行器用GNSS天线阵，该天线阵通过信号接口与现有技术中的干扰器的主板连接配合使用，来克服以上背景技术中的不足，具体技术方案如下：

一种干扰无人飞行器用GNSS天线阵，所述天线阵包括第一天线、第二天线、第三天线及金属板；所述第一天线、第二天线及第三天线均设置在所述金属板上，所述金属板上还设有信号接口；

所述第一天线包括第一馈电板、第一辐射板及十五个第一馈电柱；所述第一馈电板设置在所述金属板上，所述第一馈电板背离所述金属板的一面设有十五个第一定向耦合器及第一馈电网络，十五个所述第一定向耦合器均与所述第一馈电网络连接，所述第一辐射板上设有十五个第一辐射单元，每个所述第一馈电柱一端分别连接一个所述第一定向耦合器，每个所述第一馈电柱另一端分别连接一个所述第一辐射单元，所述第一馈电板与所述第一辐射板平行，所述第一馈电网络与所述信号接口连接；

所述第二天线包括第二馈电板、第二辐射板及十六个第二馈电柱；所述第二馈电板设置在所述金属板上，所述第二馈电板背离所述金属板的一面设有十六个第二定向耦合器和第二馈电网络，十六个所述第二定向耦合器与所述第二馈电网络连接，所述第二辐射板上设有十六个第二辐射单元，每个所述第二馈电柱一端分别连接一个所述第二定向耦合器，每个所述第二馈电柱另一端分别连接一个所述第二辐射单元，所述第二馈电板与所述第二辐射板平行，所述第二馈电网络与所述信号接口连接；

所述第三天线包括第三馈电板、第三辐射板、耦合板及十六个第三馈电柱，所述第三馈电板设置在所述金属板上，所述第三馈电板背离所述金属板的一面设有十六个第三定向耦合器和第三馈电网络，所述第三辐射板上设有十六个第三辐射单元，每个所述第三馈电柱一端分别连接一个所述第三定向耦合器，每个所述第三馈电柱另一端分别连接一个所述第三辐射单元，所述耦合板上设有耦合单元，所述耦合板位于所述第三辐射板上方，且所述第三馈电板与所述第三辐射板及耦合板相互平行，所述第三馈电网络与所述信号接口连接。

作为优选，所述第一馈电网络包括第一主干线路与第一分支线路，所述第一分支线路与所述第一主干线路串联连接，所述第一分支线路上设有用于连接所述第一定向耦合器的第一接口，所述第一定向耦合器通过所述第一接口与所述第一分支线路连接，所述第一主干线路与所述第一分支线路的连接处设有第一不等分功分器，在所述第一分支线路上，所述第一不等分功分器的第一侧设有两个所述第一定向耦合器且两个所述第一定向耦合器串联连接，所述第一不等分功分器的第二侧设有三个所述第一定向耦合器且三个所述第一定向耦合器串联连接，所述第一不等分功分器的第一侧的两个所述第一定向耦合器与第二侧的三个所述第一定向耦合器并联连接；

所述第二馈电网络包括第二主干线路与第二分支线路，沿所述第二主干线路长度方向，所述第二主干线路的中部设有第一等分功分器，在所述第二主干线路上，所述第一等分功分器的第一侧设有所述第二分支线路，所述第一等分功分器的第二侧设有与第一侧数量相等的所述第二分支线路，所述第一等分功分器第一侧的所述第二分支线路与所述第一等分功分器第二侧的所述第二分支线路并联连接，每一条所述第二分支线路上均设有用于连接所述第二定向耦合器的第二接口，所述第二定向耦合器通过所述第二接口与所述第二分支线路连接，每一条所述第二分支线路与所述第二主干线路连接处均设有第二等分功分器；在每一条所述第二分支线路上，所述第二等分公分器的第一侧设有两个所述第二定向耦合器且所述两个第二定向耦合器串联连接，所述第二等分公分器的第二侧设有两个所述第二定向耦合器且所述两个第二定向耦合器串联连接，所述第二等分公分器第一侧的两个所述第二定向耦合器与所述第二侧的两个所述第二定向耦合器并联连接；

所述第三天线包括第三馈电板、第三辐射板、耦合板及第三馈电柱，所述第三馈电板设置在所述金属板上，所述第三馈电板上还设有第三定向耦合器和第三馈电网络，所述第三馈电网络包括第三主干线路与第三分支线路，沿所述第三主干线路长度方向，所述第三主干线路的中部设有第三等分功分器，在所述第三主干线路上，所述第三等分功分器的第一侧设有所述第三分支线路，所述第三等分功分器的第二侧设有与第一侧数量相等的所述第三分支线路，所述第三等分功分器第一侧的所述第三分支线路与所述第三等分功分器第二侧的所述第三分支线路并联连接，每一条所述第三分支线路上均设有用于连接所述第三定向耦合器的第三接口，所述第三定向耦合器通过所述第三接口与所述第三分支线路连接，每一条所述第三分支线路与所述第三主干线路连接处均设有第四等分功分器；在每一条所述第三分支线路上，所述第四等分公分器的第一侧设有两个所述第三定向耦合器且两个所述第三定向耦合器串联连接，所述第四等分公分器的第二侧设有两个所述第三定向耦合器且两个所述第三定向耦合器串联连接，所述第四等分公分器第一侧的两个所述第三定向耦合器与所述第二侧的两个所述第三定向耦合器并联连接。

作为优选，所述第一天线包括十五个第一天线单元，每一个所述第一天线单元包括一个所述第一辐射单元及与该第一辐射单元电性连接的第一定向耦合器，所述第一馈电网络包括一条第一主干线路和三条第一分支线路；其中两条所述第一分支线路分别设置在所述第一主干线路两端，另一条所述第一分支线路设置在所述第一主干线路中部，三条所述第一分支线路通过所述第一主干线路串联连接；每一条所述第一分支线路上设有五个所述第一接口，每一个所述第一接口连接一个所述第一定向耦合器，十五个第一定向耦合器成三行五列分布在三条所述第一分支线路上，沿所述第一辐射板的长度方向，十五个所述第一辐射单元成三行五列分布在所述第一辐射板上，且每一个所述第一天线单元中包括两根所述第一馈电柱，所述第一定向耦合器通过两根所述第一馈电柱与所述第一辐射单元电性连接。

作为优选，所述第二天线包括十六个第二天线单元，每一个所述第二天线单元包括一个所述第二辐射单元及与该第二辐射单元电性连接的第二定向耦合器，所述第二馈电网络包括一条第二主干线路和四条第二分支线路，四条所述第二分支线路均与所述第二主干线路连接，沿所述第二主干线路长度方向，所述第二主干线路的中部设有第一等分功分器；在所述第二主干线路上，所述第一等分功分器的第一侧设有两条所述第二分支线路且该两条第二分支线路串联连接，所述第一等分功分器的第二侧设有两条所述第二分支线路且该两条第二分支线路串联连接，所述第一等分功分器第一侧的两条所述第二分支线路与所述第一等分功分器第二侧的两条所述第二分支线路并联连接；每条所述第二分支线路上均设有四个所述第二接口，每一个所述第二接口连接一个所述第二定向耦合器，十六个所述第二定向耦合器成四行四列分布在四条所述第二分支线路上，在所述第二辐射板上，十六个所述第二辐射单元成四行四列分布在所述第二辐射板上，每一个所述第二天线单元中的第二辐射单元与第二定向耦合器之间设有两根第二馈电柱，所述第二辐射单元通过两根所述第二馈电柱与所述第二定向耦合器电性连接。

作为优选，所述第三天线包括十六个第三天线单元，每一个所述第三天线单元包括一个所述第三辐射单元、一个耦合单元及与该第三辐射单元电性连接的第三定向耦合器，所述第三馈电网络包括一条第三主干线路和四条第三分支线路，四条所述第三分支线路均与所述第三主干线路连接；沿所述第三主干线路长度方向，所述第三主干线路的中部设有第三等分功分器；在所述第三主干线路上，所述第三等分功分器的第一侧设有两条所述第三分支线路且该两条第三分支线路串联连接，所述第三等分功分器的第二侧设有两条所述第三分支线路且该两条第三分支线路串联连接，所述第三等分功分器第一侧的两条所述第三分支线路与所述第三等分功分器第二侧的两条所述第三分支线路并联连接；每条所述第三分支线路上均设有四个所述第三接口，每一个所述第三接口连接一个第三定向耦合器，十六个所述第三定向耦合器成四行四列分布在四条所述第三分支线路上，十六个所述第三辐射单元成四行四列分布在所述第三辐射板上，每一个所述第三天线单元中的第三辐射单元与第三定向耦合器之间设有两根所述第三馈电柱，所述第三辐射单元通过两根所述第三馈电柱与所述第三定向耦合器电性连接；十六个所述耦合单元成四行四列分布在所述耦合板上。

作为优选，该天线阵还包括第一支撑柱、第二支撑柱及第三支撑柱；所述第一支撑柱两端分别连接所述第一馈电板和所述第一辐射板，所述第二支撑柱两端分别连接所述第二馈电板和所述第二辐射板，所述第三支撑柱另一端贯穿所述第三辐射单元连接至所述耦合单元。

作为优选，所述第一辐射单元在所述第一辐射板上成正方形，且所述第一辐射单元的边长为74.1mm，所述第一辐射单元的每一条边的中部向外延伸出一个矩形的第一凸起，所述第一凸起的宽为2mm，所述第一凸起的长为15mm，每两个相邻的所述第一辐射单元的中心点的间距为120.5mm。

作为优选，所述第二辐射单元在所述第二辐射板上成正方形，且所述第二辐射单元的边长为74.1mm，所述第二辐射单元的每一条边的中部向外延伸出一个矩形的第二凸起，所述第二凸起的宽为2mm，所述第二凸起的长为15mm，每两个相邻的所述第二辐射单元的中心点的间距为120.5mm。

作为优选，所述第三辐射单元在所述第三辐射板上成正方形，且所述第三辐射单元的边长为101mm，所述第三辐射单元的每一条边的中部向外延伸出一个矩形的第三凸起，所述第三凸起的宽为2mm，所述第三凸起的长为15mm，每两个相邻的所述第三辐射单元的中心点的间距为157mm；所述耦合单元在所述耦合板上成圆形，且所述耦合单元的直径为105mm，所述耦合单元的边缘向外延伸出四个矩形的第四凸起，所述第四凸起的宽为2mm，所述第四凸起的长为15mm，四个所述第四凸起两两对称，每两个相邻的所述耦合单元的中心点的间距为157mm。

作为优选，各个所述第一天线单元均包括BD B1频段，各个所述第二天线单元均包括GPS L1、GALILEO E1、GLONASS L1及QZSS L1频段，各个所述第三天线单元均包括BD B2、BD B3、GPS L2、GPS L5、GLONASS L2、GALILEO E5a、GALILEO E5b、QZSS L2及QZSS L5频段。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

（1）本发明中的天线阵能干扰掉现有无人机所有的GNSS频段，且通过分别在三个天线中的馈电板与辐射板之间均增设馈电网络及定向耦合器，实现每个所述天线单元右旋圆极化，进而实现宽带圆极化。

（2）在本发明中，三个天线中的馈电网络上均设有多个接口，每个所述接口均连接一个定向耦合器，馈电网络将所述信号接口接收的干扰信号分配到各个定向耦合器中，然后每一个定向耦合器再通过馈电柱将干扰信号传输到与该定向耦合器电性连接的辐射单元中，然后所述辐射板上的多个辐射单元将干扰信号发射出去，多个干扰信号在发射后根据馈电网络中分配的干扰信号再叠加起来，所述辐射板发出的干扰信号相比现有技术中的干扰器主板发射出的信号波束窄、天线增益高且有效距离更远，由于波束窄，因此本发明中天线干扰方向角度小，且在25°以内，可以避免对其他设备造成干扰。

附图说明

图1为本发明干扰无人机飞行器用GNSS天线阵的俯视图；

图2为本发明干扰无人机飞行器用GNSS天线阵的侧视图；

图3为本发明干扰无人机飞行器用GNSS天线阵中辐射板的结构示意图；

图4为本发明干扰无人机飞行器用GNSS天线阵中馈电网络的结构示意图；

图5为本发明中第一辐射板的结构示意图；

图6为本发明中第一天线的侧视图；

图7为图6中A的放大示意图；

图8为本发明中第一馈电网络的结构示意图；

图9为图8中B的放大示意图；

图10为本发明中第二辐射板的结构示意图；

图11为本发明中第二天线的侧视图；

图12为图11中C的放大示意图；

图13为本发明中第二馈电网络的结构示意图；

图14为图13中D的放大示意图；

图15为本发明中耦合板的结构示意图；

图16为本发明中第三辐射板的结构示意图；

图17为本发明中第三天线的侧视图；

图18为图17中E的放大示意图；

图19为本发明中第三辐射板的立体结构图；

图20为本发明中第三馈点网络的结构示意图；

图21为图20中F的放大示意图。

附图标记：1：第一天线；101：第一馈电板；102：第一辐射板；103：第一馈电柱；104：第一支撑柱；105：第一定向耦合器；106：第一馈电网络；107：第一接口；108：第一辐射单元；109：第一不等分功分器；110：第一凸起；2：第二天线；201：第二馈电板；202：第二辐射板；203：第二馈电柱；204：第二支撑柱；205：第二定向耦合器；206：第二馈电网络；207：第二接口；208：第二辐射单元；209：第一等分功分器；210：第二等分功分器；211：第二凸起；3：第三天线；301：第三馈电板；302：第三辐射板；303：耦合板；304：第三馈电柱；305：第三支撑柱；306：第三定向耦合器；307：第三馈电网络；308：第三接口；309：第三辐射单元；310：耦合单元；311：第三等分功分器；312：第四等分功分器；313：第三凸起；314：第四凸起；4：金属板；401：信号接口；L1：第一主干线路；L2：第一分支线路；L3：第二主干线路；L4：第二分支线路；L5：第三主干线路；L6：第三分支线路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：

干扰无人机飞行器用GNSS天线阵，所述天线阵结构详见图1-图21。如图1-图4所示，该天线阵包括第一天线1、第二天线2、第三天线3及金属板4，其中所述第二天线2设有两个，所述金属板4的长为1130mm，宽为1000mm，厚度为2mm，材质为铝合金，所述第一天线1、第二天线2及第三天线3均设置在所述金属板4的上表面，且所述金属板4上设有4个信号接口401，所述第一天线1、两个所述第二天线2及所述第三天线3分别连接一个所述信号接口401，所述第一天线1、第二天线2及第三天线3均通过所述信号接口401与现有技术中的干扰器的主板相连，从而接收干扰信号。

如图5-图9所示，所述第一天线1包括第一馈电板101、第一辐射板102、第一馈电柱103及第一支撑柱104；所述第一馈电板101和第一辐射板102均为矩形PCB板，所述第一馈电板101设置在所述金属板4上，所述第一馈电板101上还设有第一定向耦合器105和第一馈电网络106，所述第一馈电网络106上设有用于连接所述第一定向耦合器105的第一接口107，所述第一定向耦合器105通过所述第一接口107与所述第一馈电网络106连接，所述第一辐射板102上设有第一辐射单元108，所述第一馈电柱103一端与所述第一定向耦合器105连接，所述第一馈电柱103另一端与所述第一辐射单元108连接，所述第一支撑柱104两端分别连接所述第一馈电板101和所述第一辐射板102，所述第一馈电板101与所述第一辐射板102平行，且所述第一馈电板101与所述第一辐射板102相距8mm，所述第一馈电网络106与所述信号接口401连接。所述第一天线1包括十五个第一天线单元，每一个所述第一天线单元包括一个所述第一辐射单元108及与该第一辐射单元108电性连接的第一定向耦合器105，所述第一馈电网络106包括一条第一主干线路L1和三条第一分支线路L2；其中两条所述第一分支线路L2分别设置在所述第一主干线路L1两端，另一条所述第一分支线路L2设置在所述第一主干线路L1中部，三条所述第一分支线路L2通过所述第一主干线路L1串联连接；每一条所述第一分支线路L1上设有五个所述第一接口107，每一个所述第一接口107连接一个所述第一定向耦合器105，十五个第一定向耦合器105成三行五列分布在三条所述第一分支线路L1上，沿所述第一辐射板102的长度方向，十五个所述第一辐射单元108成三行五列分布在所述第一辐射板102上，且每一个所述第一天线单元中包括两根所述第一馈电柱103，所述第一定向耦合器105通过两根所述第一馈电柱103与所述第一辐射单元108电性连接；所述第一主干线路L1与三条所述第一分支线路L2的连接处均设有第一不等分功分器109，在每一条所述第一分支线路L2上，所述第一不等分功分器109的第一侧设有两个所述第一定向耦合器105且两个所述第一定向耦合器105串联连接，所述第一不等分功分器109的第二侧设有三个所述第一定向耦合器105且三个所述第一定向耦合器105串联连接，所述第一不等分功分器109的第一侧的两个所述第一定向耦合器105与第二侧的三个所述第一定向耦合器105并联连接。所述第一天线采用微带形式，所述第一天线1干扰的频段为GNSS天线中的BD B1频段，所述第一定向耦合器为3dB定向耦合器，所述第一辐射单元108在所述第一辐射板102上成正方形，且所述第一辐射单元108的边长为74.1mm，所述第一辐射单元108的每一条边的中部向外延伸出一个矩形的第一凸起110，所述第一凸起110的宽为2mm，所述第一凸起110的长为15mm，每两个相邻的所述第一辐射单元108的中心点的间距为120.5mm。本实施中的第一天线1通过将信号接口与现有技术中的干扰器的主板连接，可以将干扰器主板发射出的信号传输至第一馈电网络中，所述第一馈电网络上设有多个第一接口，每个所述第一接口均连接一个3dB的定向耦合器，所述第一馈电网络将所述信号接口接收的干扰信号分配到各个第一定向耦合器中，然后每一个第一定向耦合器再通过第一馈电柱将干扰信号传输到与该定向耦合器电性连接的第一辐射单元中，然后所述第一辐射板上的多个第一辐射单元将干扰信号发射出去，多个干扰信号在发射后根据第一馈电网络中分配的干扰信号再叠加起来，所述第一辐射板发出的干扰信号波束窄、天线增益达到18dB左右，且有效距离为现有无人机干扰器的有效距离的3-4倍，由于波束窄，因此本发明中天线干扰方向角度小，且在25°以内，可以避免对其他设备造成干扰。且本实施例中第一天线采用微带形式，第一天线带宽可以在原来基础上增加10％。本实施例中通过在所述第一馈电板与所述第一辐射板之间增设第一馈电网络及3dB的定向耦合器，实现每个所述第一天线单元右旋圆极化，进而实现第一天线宽带圆极化。

如图10-图14所示，所述第二天线2包括第二馈电板201、第二辐射板202、第二馈电柱203及第二支撑柱204；所述第二馈电板201和所述第二辐射板202均为矩形PCB板，所述第二馈电板201设置在所述金属板4上，所述第二馈电板201上还设有第二定向耦合器205和第二馈电网络206，所述第二馈电网络206上设有用于连接所述第二定向耦合器205的第二接口207，所述第二定向耦合器205通过所述第二接口207与所述第二馈电网络206连接，所述第二辐射板202上设有第二辐射单元208，所述第二辐射单元208在所述第二辐射板202上成正方形，且所述第二辐射单元208的边长为74.1mm，所述第二辐射单元208的每一条边的中部向外延伸出一个矩形的第二凸起211，所述第二凸起211的宽为2mm，所述第二凸起211的长为15mm，每两个相邻的所述第二辐射单元211的中心点的间距为120.5mm；所述第二馈电柱203一端与所述第二定向耦合器205连接，所述第二馈电柱203另一端与所述第二辐射单元208连接，所述第二支撑柱204两端分别连接所述第二馈电板201和所述第二辐射板202，所述第二馈电板201与所述第二辐射板202平行，且所述第二馈电板201与所述第二辐射板202之间相距8mm，所述第二馈电网络206与所述信号接口401连接。所述第二天线2包括十六个第二天线单元，每一个所述第二天线单元包括一个所述第二辐射单元208及与该第二辐射单元208电性连接的第二定向耦合器205，所述第二馈电网络206包括一条第二主干线路L3和四条第二分支线路L4，四条所述第二分支线路L4均与所述第二主干线路L3连接，沿所述第二主干线路L3长度方向，所述第二主干线路L3的中部设有第一等分功分器209；在所述第二主干线路L3上，所述第一等分功分器209的第一侧设有两条所述第二分支线路L4且该两条第二分支线路L4串联连接，所述第一等分功分器209的第二侧设有两条所述第二分支线路L4且该两条第二分支线路L4串联连接，所述第一等分功分器209第一侧的两条所述第二分支线路L4与所述第一等分功分器209第二侧的两条所述第二分支线路L4并联连接；每条所述第二分支线路L4上均设有四个所述第二接口207，每一个所述第二接口207连接一个所述第二定向耦合器205，十六个所述第二定向耦合器205成四行四列分布在四条所述第二分支线路L4上，每一条所述第二分支线路L4与所述第二主干线路L3连接处均设有第二等分功分器210；在每一条所述第二分支线路L4上，所述第二等分公分器210的第一侧设有两个所述第二定向耦合器205且所述两个第二定向耦合器205串联连接，所述第二等分公分器210的第二侧设有两个所述第二定向耦合器205且所述两个第二定向耦合器205串联连接，所述第二等分公分器210第一侧的两个所述第二定向耦合器205与所述第二侧的两个所述第二定向耦合器205并联连接；在所述第二辐射板202上，十六个所述第二辐射单元208成四行四列分布在所述第二辐射板202上，每一个所述第二天线单元中的第二辐射单元208与第二定向耦合器205之间设有两根第二馈电柱203，所述第二辐射单元208通过两根所述第二馈电柱203与所述第二定向耦合器205电性连接。所述第二天线采用微带形式，所述第二定向耦合器均为3dB定向耦合器，所述第二天线2干扰的频段为GNSS天线中的GPS L1、GALILEOE1、GLONASS L1及QZSS L1频段，本实施中的第二天线2通过将信号接口与现有技术中的干扰器的主板连接，可以将干扰器主板发射出的信号传输至第二馈电网络中，所述第二馈电网络上设有多个第二接口，每个所述第二接口均连接一个3dB的定向耦合器，所述第二馈电网络将所述信号接口接收的干扰信号分配到各个第二定向耦合器中，然后每一个第二定向耦合器再通过第二馈电柱将干扰信号传输到与该定向耦合器电性连接的第二辐射单元中，然后所述第二辐射板上的多个第二辐射单元将干扰信号发射出去，多个干扰信号在发射后根据第二馈电网络中分配的干扰信号再叠加起来，所述第二辐射板发出的干扰信号波束窄、天线增益达到18dB左右，且有效距离为现有无人机干扰器的有效距离的3-4倍，由于波束窄，因此本发明中第二天线干扰方向角度小，且在25°以内，可以避免对其他设备造成干扰。且本实施例中第二天线采用微带形式，第二天线带宽可以在原来基础上增加10％。本实施例中通过在所述第二馈电板与所述第二辐射板之间增设第二馈电网络及3dB的定向耦合器，实现每个所述第二天线单元右旋圆极化，进而实现第二天线宽带圆极化。

如图15-图21所示，所述第三天线3包括第三馈电板301、第三辐射板302、耦合板303、第三馈电柱304及第三支撑柱305，所述第三馈电板301、第三辐射板302及耦合板303均为矩形PCB板，所述第三馈电板301设置在所述金属板4上，所述第三馈电板301上还设有第三定向耦合器306和第三馈电网络307，所述第三馈电网络307上设有用于连接所述第三定向耦合器306的第三接口308，所述第三定向耦合器306通过所述第三接口308与所述第三馈电网络307连接，所述第三辐射板302上设有第三辐射单元309，所述第三辐射单元在所述第三辐射板上成正方形，且所述第三辐射单元的边长为101mm，所述第三辐射单元的每一条边的中部向外延伸出一个矩形的第三凸起，所述第三凸起的宽为2mm，所述第三凸起的长为15mm，每两个相邻的所述第三辐射单元的中心点的间距为157mm；所述第三馈电柱304一端与所述第三定向耦合器306连接，所述第三馈电柱304另一端与所述第三辐射单元309连接，所述耦合板303上设有耦合单元310，所述耦合单元在所述耦合板上成圆形，且所述耦合单元的直径为105mm，所述耦合单元的边缘向外延伸出四个矩形的第四凸起，所述第四凸起的宽为2mm，所述第四凸起的长为15mm，四个所述第四凸起两两对称，每两个相邻的所述耦合单元的中心点的间距为157mm。所述第三支撑柱305一端设置在所述第三馈电板301上，所述第三支撑柱另一端贯穿所述第三辐射单元309连接至所述耦合单元310，所述耦合板303位于所述第三辐射板302上方，且所述第三馈电板301与所述第三辐射板302及耦合板303相互平行，所述第三馈电网络307与所述信号接口401连接。所述第三天线3包括十六个第三天线单元，每一个所述第三天线单元包括一个所述第三辐射单元309、一个耦合单元310及与该第三辐射单元309电性连接的第三定向耦合器306，所述第三馈电网络307包括一条第三主干线路L5和四条第三分支线路L6，四条所述第三分支线路L6均与所述第三主干线路L5连接；沿所述第三主干线路L5长度方向，所述第三主干线路L5的中部设有第三等分功分器311；在所述第三主干线路L5上，所述第三等分功分器311的第一侧设有两条所述第三分支线路L6且该两条第三分支线路L6串联连接，所述第三等分功分器311的第二侧设有两条所述第三分支线路L6且该两条第三分支线路L6串联连接，所述第三等分功分器311第一侧的两条所述第三分支线路L6与所述第三等分功分器311第二侧的两条所述第三分支线路L6并联连接；每条所述第三分支线路L6上均设有四个所述第三接口308，每一个所述第三接口308连接一个第三定向耦合器306，十六个所述第三定向耦合器306成四行四列分布在四条所述第三分支线路L6上，每一条所述第三分支线路L6与所述第三主干线路L5连接处均设有第四等分功分器312；在每一条所述第三分支线路L6上，所述第四等分公分器312的第一侧设有两个所述第三定向耦合器306且所述两个第三定向耦合器306串联连接，所述第四等分公分器312的第二侧设有两个所述第三定向耦合器306且所述两个第三定向耦合器306串联连接，所述第四等分公分器312第一侧的两个所述第三定向耦合器306与所述第二侧的两个所述第三定向耦合器306并联连接；十六个所述第三辐射单元309成四行四列分布在所述第三辐射板302上，每一个所述第三天线单元中的第三辐射单元309与第三定向耦合器306之间设有两根所述第三馈电柱304，所述第三辐射单元309通过两根所述第三馈电柱304与所述第三定向耦合器306电性连接；十六个所述耦合单元310成四行四列分布在所述耦合板303上。所述第三天线采用微带形式，且所述第三定向耦合器均为3dB定向耦合器，所述第三天线3干扰的频段为GNSS天线中的BD B2、BD B3、GPS L2、GPS L5、GLONASS L2、GALILEOE5a、GALILEO E5b、QZSS L2及QZSS L5频段。本实施中的第三天线通过将信号接口与现有技术中的干扰器的主板连接，可以将干扰器主板发射出的信号传输至第三馈电网络中，所述第三馈电网络上设有多个第三接口，每个所述第三接口均连接一个3dB的定向耦合器，所述第三馈电网络将所述信号接口接收的干扰信号分配到各个第三定向耦合器中，然后每一个第三定向耦合器再通过第三馈电柱将干扰信号传输到与该定向耦合器电性连接的第三辐射单元中，然后所述第三辐射板上的多个第三辐射单元将干扰信号发射出去，多个干扰信号在发射后根据第三馈电网络中分配的干扰信号再叠加起来，所述第三辐射板发出的干扰信号波束窄、天线增益达到18dB左右，且有效距离为现有无人机干扰器的有效距离的3-4倍，由于波束窄，因此本发明中天线干扰方向角度小，且在25°以内，可以避免对其他设备造成干扰。本实施例中通过在所述馈电板与所述辐射板之间增设馈电网络及3dB的定向耦合器，实现每个所述天线单元右旋圆极化，进而实现宽带圆极化。在本实施例中所述辐射板上方设有耦合板，所述耦合板用于拓宽该天线带宽，本实施例中天线采用微带形式，因此天线带宽可以在原来基础上增加12％。

本发明一种干扰无人飞行器用GNSS天线阵通过第一天线、第二天线及第三天线的组合可以干扰无人机中所有GNSS频段，其中BD B1频段为1561.098±2.046MHz，BD B2频段为1207.14±2.046MHz，BD B3频段为1268.52±10.23MHz，GPS L1频段为1575.42±1.023MHz，GPS L2频段为1227.6±10.23MHz，GPS L5频段为1176.45±10.23MHz，QZSS L1频段为1575.42±1.023MHz，GALILEO E1频段为1575.42±1.023MHz，GALILEO E5a频段为1176.45±10.23MHz，GALILEO E5b频段为1207.14±10.23MHz；GLONASS L1频段为(1602+0.5625*K)MHz，其中K=-7～13；GLONASS L5频段为(1246+0.4375*K)MHz，其中K=-7～13。

Claims (10)

1.一种干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，所述天线阵包括第一天线、第二天线、第三天线及金属板；所述第一天线、第二天线及第三天线均设置在所述金属板上，所述金属板上还设有信号接口；

所述第一天线包括第一馈电板、第一辐射板及十五个第一馈电柱；所述第一馈电板设置在所述金属板上，所述第一馈电板背离所述金属板的一面设有十五个第一定向耦合器及第一馈电网络，十五个所述第一定向耦合器均与所述第一馈电网络连接，所述第一辐射板上设有十五个第一辐射单元，每个所述第一馈电柱一端分别连接一个所述第一定向耦合器，每个所述第一馈电柱另一端分别连接一个所述第一辐射单元，所述第一馈电板与所述第一辐射板平行，所述第一馈电网络与所述信号接口连接；

所述第二天线包括第二馈电板、第二辐射板及十六个第二馈电柱；所述第二馈电板设置在所述金属板上，所述第二馈电板背离所述金属板的一面设有十六个第二定向耦合器和第二馈电网络，十六个所述第二定向耦合器与所述第二馈电网络连接，所述第二辐射板上设有十六个第二辐射单元，每个所述第二馈电柱一端分别连接一个所述第二定向耦合器，每个所述第二馈电柱另一端分别连接一个所述第二辐射单元，所述第二馈电板与所述第二辐射板平行，所述第二馈电网络与所述信号接口连接；

所述第三天线包括第三馈电板、第三辐射板、耦合板及十六个第三馈电柱，所述第三馈电板设置在所述金属板上，所述第三馈电板背离所述金属板的一面设有十六个第三定向耦合器和第三馈电网络，所述第三辐射板上设有十六个第三辐射单元，每个所述第三馈电柱一端分别连接一个所述第三定向耦合器，每个所述第三馈电柱另一端分别连接一个所述第三辐射单元，所述耦合板上设有耦合单元，所述耦合板位于所述第三辐射板上方，且所述第三馈电板与所述第三辐射板及耦合板相互平行，所述第三馈电网络与所述信号接口连接。

2.根据权利要求1所述的干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，所述第一馈电网络包括第一主干线路与第一分支线路，所述第一分支线路与所述第一主干线路串联连接，所述第一分支线路上设有用于连接所述第一定向耦合器的第一接口，所述第一定向耦合器通过所述第一接口与所述第一分支线路连接，所述第一主干线路与所述第一分支线路的连接处设有第一不等分功分器，在所述第一分支线路上，所述第一不等分功分器的第一侧设有两个所述第一定向耦合器且两个所述第一定向耦合器串联连接，所述第一不等分功分器的第二侧设有三个所述第一定向耦合器且三个所述第一定向耦合器串联连接，所述第一不等分功分器的第一侧的两个所述第一定向耦合器与第二侧的三个所述第一定向耦合器并联连接；

所述第二馈电网络包括第二主干线路与第二分支线路，沿所述第二主干线路长度方向，所述第二主干线路的中部设有第一等分功分器，在所述第二主干线路上，所述第一等分功分器的第一侧设有所述第二分支线路，所述第一等分功分器的第二侧设有与第一侧数量相等的所述第二分支线路，所述第一等分功分器第一侧的所述第二分支线路与所述第一等分功分器第二侧的所述第二分支线路并联连接，每一条所述第二分支线路上均设有用于连接所述第二定向耦合器的第二接口，所述第二定向耦合器通过所述第二接口与所述第二分支线路连接，每一条所述第二分支线路与所述第二主干线路连接处均设有第二等分功分器；在每一条所述第二分支线路上，所述第二等分公分器的第一侧设有两个所述第二定向耦合器且所述两个第二定向耦合器串联连接，所述第二等分公分器的第二侧设有两个所述第二定向耦合器且所述两个第二定向耦合器串联连接，所述第二等分公分器第一侧的两个所述第二定向耦合器与所述第二侧的两个所述第二定向耦合器并联连接；

所述第三天线包括第三馈电板、第三辐射板、耦合板及第三馈电柱，所述第三馈电板设置在所述金属板上，所述第三馈电板上还设有第三定向耦合器和第三馈电网络，所述第三馈电网络包括第三主干线路与第三分支线路，沿所述第三主干线路长度方向，所述第三主干线路的中部设有第三等分功分器，在所述第三主干线路上，所述第三等分功分器的第一侧设有所述第三分支线路，所述第三等分功分器的第二侧设有与第一侧数量相等的所述第三分支线路，所述第三等分功分器第一侧的所述第三分支线路与所述第三等分功分器第二侧的所述第三分支线路并联连接，每一条所述第三分支线路上均设有用于连接所述第三定向耦合器的第三接口，所述第三定向耦合器通过所述第三接口与所述第三分支线路连接，每一条所述第三分支线路与所述第三主干线路连接处均设有第四等分功分器；在每一条所述第三分支线路上，所述第四等分公分器的第一侧设有两个所述第三定向耦合器且两个所述第三定向耦合器串联连接，所述第四等分公分器的第二侧设有两个所述第三定向耦合器且两个所述第三定向耦合器串联连接，所述第四等分公分器第一侧的两个所述第三定向耦合器与所述第二侧的两个所述第三定向耦合器并联连接。

3.根据权利要求2所述的干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，所述第一天线包括十五个第一天线单元，每一个所述第一天线单元包括一个所述第一辐射单元及与该第一辐射单元电性连接的第一定向耦合器，所述第一馈电网络包括一条第一主干线路和三条第一分支线路；其中两条所述第一分支线路分别设置在所述第一主干线路两端，另一条所述第一分支线路设置在所述第一主干线路中部，三条所述第一分支线路通过所述第一主干线路串联连接；每一条所述第一分支线路上设有五个所述第一接口，每一个所述第一接口连接一个所述第一定向耦合器，十五个第一定向耦合器成三行五列分布在三条所述第一分支线路上，沿所述第一辐射板的长度方向，十五个所述第一辐射单元成三行五列分布在所述第一辐射板上，且每一个所述第一天线单元中包括两根所述第一馈电柱，所述第一定向耦合器通过两根所述第一馈电柱与所述第一辐射单元电性连接。

4.根据权利要求3所述的干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，所述第二天线包括十六个第二天线单元，每一个所述第二天线单元包括一个所述第二辐射单元及与该第二辐射单元电性连接的第二定向耦合器，所述第二馈电网络包括一条第二主干线路和四条第二分支线路，四条所述第二分支线路均与所述第二主干线路连接，沿所述第二主干线路长度方向，所述第二主干线路的中部设有第一等分功分器；在所述第二主干线路上，所述第一等分功分器的第一侧设有两条所述第二分支线路且该两条第二分支线路串联连接，所述第一等分功分器的第二侧设有两条所述第二分支线路且该两条第二分支线路串联连接，所述第一等分功分器第一侧的两条所述第二分支线路与所述第一等分功分器第二侧的两条所述第二分支线路并联连接；每条所述第二分支线路上均设有四个所述第二接口，每一个所述第二接口连接一个所述第二定向耦合器，十六个所述第二定向耦合器成四行四列分布在四条所述第二分支线路上，在所述第二辐射板上，十六个所述第二辐射单元成四行四列分布在所述第二辐射板上，每一个所述第二天线单元中的第二辐射单元与第二定向耦合器之间设有两根第二馈电柱，所述第二辐射单元通过两根所述第二馈电柱与所述第二定向耦合器电性连接。

5.根据权利要求4所述的干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，所述第三天线包括十六个第三天线单元，每一个所述第三天线单元包括一个所述第三辐射单元、一个耦合单元及与该第三辐射单元电性连接的第三定向耦合器，所述第三馈电网络包括一条第三主干线路和四条第三分支线路，四条所述第三分支线路均与所述第三主干线路连接；沿所述第三主干线路长度方向，所述第三主干线路的中部设有第三等分功分器；在所述第三主干线路上，所述第三等分功分器的第一侧设有两条所述第三分支线路且该两条第三分支线路串联连接，所述第三等分功分器的第二侧设有两条所述第三分支线路且该两条第三分支线路串联连接，所述第三等分功分器第一侧的两条所述第三分支线路与所述第三等分功分器第二侧的两条所述第三分支线路并联连接；每条所述第三分支线路上均设有四个所述第三接口，每一个所述第三接口连接一个第三定向耦合器，十六个所述第三定向耦合器成四行四列分布在四条所述第三分支线路上，十六个所述第三辐射单元成四行四列分布在所述第三辐射板上，每一个所述第三天线单元中的第三辐射单元与第三定向耦合器之间设有两根所述第三馈电柱，所述第三辐射单元通过两根所述第三馈电柱与所述第三定向耦合器电性连接；十六个所述耦合单元成四行四列分布在所述耦合板上。

6.根据权利要求5所述的干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，该天线阵还包括第一支撑柱、第二支撑柱及第三支撑柱；所述第一支撑柱两端分别连接所述第一馈电板和所述第一辐射板，所述第二支撑柱两端分别连接所述第二馈电板和所述第二辐射板，所述第三支撑柱一端设置在所述第三馈电板上，所述第三支撑柱另一端贯穿所述第三辐射单元连接至所述耦合单元。

7.根据权利要求6所述的干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，所述第一辐射单元在所述第一辐射板上成正方形，且所述第一辐射单元的边长为74.1mm，所述第一辐射单元的每一条边的中部向外延伸出一个矩形的第一凸起，所述第一凸起的宽为2mm，所述第一凸起的长为15mm，每两个相邻的所述第一辐射单元的中心点的间距为120.5mm。

8.根据权利要求6所述的干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，所述第二辐射单元在所述第二辐射板上成正方形，且所述第二辐射单元的边长为74.1mm，所述第二辐射单元的每一条边的中部向外延伸出一个矩形的第二凸起，所述第二凸起的宽为2mm，所述第二凸起的长为15mm，每两个相邻的所述第二辐射单元的中心点的间距为120.5mm。

9.根据权利要求6所述的干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，所述第三辐射单元在所述第三辐射板上成正方形，且所述第三辐射单元的边长为101mm，所述第三辐射单元的每一条边的中部向外延伸出一个矩形的第三凸起，所述第三凸起的宽为2mm，所述第三凸起的长为15mm，每两个相邻的所述第三辐射单元的中心点的间距为157mm；所述耦合单元在所述耦合板上成圆形，且所述耦合单元的直径为105mm，所述耦合单元的边缘向外延伸出四个矩形的第四凸起，所述第四凸起的宽为2mm，所述第四凸起的长为15mm，四个所述第四凸起两两对称，每两个相邻的所述耦合单元的中心点的间距为157mm。

10.根据权利要求9所述的干扰无人飞行器用GNSS天线阵，其特征在于，各个所述第一天线单元均包括BD B1频段，各个所述第二天线单元均包括GPS L1、GALILEO E1、GLONASSL1及QZSS L1频段，各个所述第三天线单元均包括BD B2、BD B3、GPS L2、GPS L5、GLONASSL2、GALILEO E5a、GALILEO E5b、QZSS L2及QZSS L5频段。

Images