CN116845556A - 一种宽带低轴比弹载天线 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种宽带低轴比弹载天线，涉及天线技术领域，包括：介质基材和接地板，接地板位于介质基材下表面，介质基材上表面设有辐射体部分，所述辐射体部分连接有延伸馈电臂，所述延伸馈电臂为四对90度旋转的延伸馈电臂，所述辐射体部分四周设有切角部分，两个所述延伸馈电臂之间且靠近切角部分处设有共形耦合臂，所述延伸馈电臂远离辐射体部分的一端连接有馈电点，所述介质基材四角处均设有三角短路枝节；能够降低弹体结构对天线圆极化辐射性能的影响，提升了弹载天线的圆极化性能。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种宽带低轴比弹载天线。
背景技术
弹载天线是弹载设备电磁波信号传播、发射和接收的关键部件，其性能直接影响着整个弹载设备的电器指标。在安装空间受限的弹载应用场合，弹载天线必须具有较低的剖面高度才能保证导弹的气动外形及飞行性能。因此，性能优越的超宽带天线以及共形天线成为重要的研究方向。
弹载天线的天线罩是天线的重要组成部分，由于尺寸的限制，天线罩距离天线辐射体非常近，甚至紧贴辐射体，天线罩对天线的辐射具有严重的影响。传统的弹载天线形式主要有螺旋天线、微带天线等，存在剖面太高，后向增益低，易受弹壳影响圆极化辐射性能等问题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种宽带低轴比弹载天线，解决了现有技术中易受弹体结构影响的问题，提高了天线圆极化效果。
本申请实施例提供了一种宽带低轴比弹载天线，包括：
介质基材和接地板，接地板位于介质基材下表面，介质基材上表面设有辐射体部分，所述辐射体部分连接有延伸馈电臂，所述延伸馈电臂为四对90度旋转的延伸馈电臂，所述辐射体部分四周设有切角部分，两个所述延伸馈电臂之间且靠近切角部分处设有共形耦合臂，所述延伸馈电臂远离辐射体部分的一端连接有馈电点，所述介质基材四角处均设有三角短路枝节。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明通过对介质基材厚度进行降低，可以适配大多数应用场景，有利于集成应用；
共形耦合臂通过耦合臂接地柱与接地板连接，增强了水平电场分量，降低了弹体结构对天线圆极化的影响；
共形耦合臂和三角短路枝节叠加，进一步拓宽轴比波宽；
切角部分和调谐T形槽通过改善电流路径，使简并模模式分离为TM10模和TM01模，即相位差更接近90度，从而使3dB轴比波宽拓宽67.3％，提升了弹载天线的圆极化性能。
接地板在输入90度相位差的信号到四个馈电点，形成左旋圆极化辐射，同时将收到的信号通过接地板发送至弹体内信号解算系统；此时，天线在工作时，由于馈电的不稳定性，调谐T形槽在辐射体部分内堆成设置，改善了水平电流分布的情况，与共形耦合臂配合，提高了天线圆极化的效果。
附图说明
图1为本发明的弹载天线结构示意图；
图2为本发明的弹载天线在8.3GHz的2D辐射方向图；
图3为本发明的弹载天线在8.3GHz的轴比曲线。
图中：1、介质基材、2、辐射体部分、3、延伸馈电臂、4、切角部分、5、三角短路枝节、6、枝节接地柱、7、共形耦合臂、8、调谐T形槽、9、馈电点、10、耦合臂接地柱、11、接地板。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述；附图中给出了本发明的较佳实施方式，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式；相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一种宽带低轴比弹载天线，包括：
介质基材1和接地板11，接地板11位于介质基材1下表面，介质基材1上表面设有辐射体部分2，所述辐射体部分2连接有延伸馈电臂3，所述延伸馈电臂3为四对90度旋转的延伸馈电臂3，所述辐射体部分2四周设有切角部分4，两个所述延伸馈电臂3之间且靠近切角部分4处设有共形耦合臂7，所述延伸馈电臂3远离辐射体部分2的一端连接有馈电点9，所述介质基材1四角处均设有三角短路枝节5；
进一步，所述辐射体部分2内设有调谐T形槽8；
调谐T形槽8根据自身设置的形状对弹载天线工作方式进行完善，使得电流在枝节上平稳流动，调节信号接收的效果；
进一步，所述馈电点9与接地板11焊接连接；
进一步，所述三角短路枝节5通过枝节接地柱6与接地板11连接；
进一步，所述调谐T形槽8设有两个，两个调谐T形槽8中心对称；
进一步，所述调谐T形槽8中心与辐射体部分2中心重合；
进一步，所述延伸馈电臂3对称中心与辐射体部分2中心重合；
进一步，所述切角部分4设有四个，所述切角部分4旋转中心与辐射体部分2中心重合；
进一步，所述共形耦合臂7通过耦合臂接地柱10与接地板11连接；
进一步，介质基材1厚度为1.5mm；介质基材1的介电常数低，对电子的束缚能力弱，使得弹载天线的3dB波宽较宽，滚降系数低，具有良好的后向辐射能力。同时，开槽切角改善电流路径增强电场分量强度，优化了轴比，共形耦合臂7与三角短路枝节5可以降低弹体结构对天线圆极化辐射性能的影响。
进一步，共形耦合臂7宽度为0.6mm，长度为12.8mm，共形耦合臂7长度接近二分之一波长；共形耦合臂7上的电流较于弹载环境呈水平分布，辐射极化为水平极化，增强了辐射体部分2的水平电场分量，减小与垂直电场分量的比值，拓宽3dB轴比波宽，降低了弹体结构对天线圆极化性能的影响；
进一步，四个三角短路枝节5底和高均为13.3mm，内切圆直径18mm，通过枝节接地柱6与接地板11连接，组成反射腔体，实现波束赋形，与辐射体部分2的电场水平分量叠加，改善水平极化增益。
进一步，延伸馈电臂3长度为四分之一波长，通过优化走线宽度，实现天线50Ω的最优匹配输出；
进一步切角部分4和调谐T形槽8通过改善电流路径，使简并模模式分离为TM10模和TM01模，即相位差更接近90度，从而使3dB轴比波宽拓宽67.3％，提升了弹载天线的圆极化性能。
由于天线只有介质基材1和接地板11两侧结构，对介质基材1进行厚度降低，可以适配大多数的应用场景；其次介质基材1的电子束缚能力弱，使得能产生一个较宽的频带，有利于集成应用；接地板11在输入90度相位差的信号到四个馈电点9，形成左旋圆极化辐射，同时将收到的信号通过接地板发送至弹体内信号解算系统；此时，天线在工作时，由于馈电的不稳定性，调谐T形槽8在辐射体部分内堆成设置，改善了水平电流分布的情况，与共形耦合臂7配合，提高了天线圆极化的效果。
具体的，如图1所示，介质基材1是介电常数2.55，厚度为1.5mm；延伸馈电臂3长度为四分之一波长；三角短路枝节5底和高均为13.3mm，内切圆直径18mm；共形耦合臂7宽度为0.6mm，长度为12.8mm，接近二分之一波长；
如图2所示，本发明在8.3GHz的2D辐射方向图，3dB增益波束宽度拓宽10％，降低了弹载环境对天线方向图的影响，同时枝节表面电流呈水平分布，提高了信号传输距离和接收能力。
如图3所示，本发明在8.3GHz的轴比曲线，3dB轴比波宽拓宽67.3％，即天线的接收的效率得到提高，可以在更多的场景下进行工作；且轴比宽多个角度内值接近于1，即天线沿着这两个方向的辐射强度相等。这种情况下，天线的辐射模式相对均匀，信号接收的效果更好。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，包括：介质基材(1)和接地板(11)，所述接地板(11)位于介质基材(1)下表面，所述介质基材(1)上表面设有辐射体部分(2)，所述辐射体部分(2)连接有延伸馈电臂(3)，所述延伸馈电臂(3)为四对90度旋转的延伸馈电臂(3)，所述辐射体部分(2)四周设有切角部分(4)，两个所述延伸馈电臂(3)之间且靠近切角部分(4)处设有共形耦合臂(7)，所述延伸馈电臂(3)远离辐射体部分(2)的一端连接有馈电点(9)，所述介质基材(1)四角处均设有三角短路枝节(5)。
2.如权利要求1所述的一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，所述辐射体部分(2)内设有调谐T形槽(8)。
3.如权利要求1所述的一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，所述馈电点(9)与接地板(11)焊接连接。
4.如权利要求1所述的一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，所述三角短路枝节(5)通过枝节接地柱(6)与接地板(11)连接。
5.如权利要求2所述的一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，所述调谐T形槽(8)设有两个，两个调谐T形槽(8)中心对称；所述调谐T形槽(8)中心与辐射体部分(2)中心重合。
6.如权利要求1所述的一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，所述延伸馈电臂(3)对称中心与辐射体部分(2)中心重合。
7.如权利要求1所述的一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，所述切角部分(4)设有四个，所述切角部分(4)旋转中心与辐射体部分(2)中心重合。
8.如权利要求1所述的一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，所述共形耦合臂(7)通过耦合臂接地柱(10)与接地板(11)连接。
9.如权利要求1所述的一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，所述共形耦合臂(7)长度接近二分之一波长。
10.如权利要求1所述的一种宽带低轴比弹载天线，其特征在于，所述延伸馈电臂(3)长度为四分之一波长。
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