CN203300786U - 一种宽频带弹载测控天线 - Google Patents

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宫长辉
郭世友
蓝鲲
辛文莉
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Abstract

一种宽频带弹载测控天线包括反射底板、锥状介质支撑筒、螺旋线、内导体、外导体、同轴结构底部和保护盖；锥状介质支撑筒固定在反射底板上，锥状介质支撑筒表面开有凹槽；外导体位于锥状介质支撑筒内部，与反射板和螺旋线连接固定，内导体位于外导体内部并固定于外导体的顶部和底部，外导体与内导体构成同轴结构，同轴结构穿过反射底板并固定；螺旋线固定在锥状介质支撑筒表面的凹槽内，并沿凹槽从锥状介质支撑筒底部绕至其顶部，在顶部螺旋线插入外导体中固定；同轴结构底部由内导体底部通过芯套固定在外导体上组装而成；保护盖安装在锥状介质支撑筒顶部。该天线覆盖频段宽，结构稳定，抗力性强，质量和体积小。

Description

一种宽频带弹载测控天线
技术领域
本实用新型涉及一种宽频带弹载测控天线，属于航天飞行器无线测控和测量技术领域
背景技术
随着卫星无线电导航业务的迅猛发展，越来越多的国家开始发展自己的导航通信系统。由于各种导航通信系统的卫星在空间的分布有限，因此在低信息速率、小容量的卫星导航通信系统中，要求所用终端的天线具有体积小，损耗低，圆极化等特性，俯仰面要宽和方向图为全向方位面等特点；在航天测控领域，为了简化测试系统和避免上下行遥测信号相互之间影响，将飞行器下行遥测与上行遥控无线信道合并，采用设备共用的方案，因此要求测控天线频带较宽，其中螺旋测控天线共用被普遍采用，传统测控天线选用锥柱介质螺旋天线和四臂螺旋天线，锥柱介质螺旋天线测控天线体积相对较大，重量较高，圆极化特性差，尤其抗力学性能较差；四臂螺旋天线虽然重量轻，体积小，但是四臂螺旋天线很难满足宽频带，高增益等电性能要求。因此为了解决目前存在的问题，需要对传统的测控天线进行设计和改进，制作出体积小、重量轻、圆极化特性强、频带宽和增益高的测控天线。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种宽频带弹载测控天线，该天线具有宽频带、高增益、高前后比、结构紧凑等特点，本实用新型在保持性能指标不改变的前提下，极大地减小了地板安装面积及改善了阻抗带宽和轴比带宽。
本实用新型的技术解决方案是：
一种宽频带弹载测控天线包括反射底板1、锥状介质支撑筒2、螺旋线3、内导体4、外导体5、同轴结构底部6和保护盖7；
所述锥状介质支撑筒2固定在反射底板1上，锥状介质支撑筒上开有凹槽；所述外导体5位于锥状介质支撑筒2内，内导体4位于外导体5内部，其顶部与外导体5顶部固定在一起；螺旋线3固定在锥状介质支撑筒2凹槽内，沿介质筒2外表面凹槽从底部绕至其顶部；在顶部螺旋线3插入外导体5中固定；同轴结构底部6是由内导体4底部、外导体5底部和介质套筒构成，同轴结构底部6由内导体4底部通过芯套8固定在外导体5上组装而成；保护盖7安装在锥状介质支撑筒2顶部。
所述的反射底板1是一个实心的金属底板。
所述的反射底板1与介质筒2底部具有同等大小的卡槽，并采用螺钉进行紧固。
所述的锥状介质支撑筒2采用环氧玻璃布制作完成。
所述的外导体5与内导体4构成的同轴结构为非对称同轴结构，所述的外导体5上开有切槽构造裂缝式对称式转换器。
所述的同轴结构底部6是同轴结构穿过反射底板1的部分，其与外导体5与内导体4构成天线馈电结构。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
（1）相对于四臂螺旋天线，本实用新型通过调节螺旋的物理参数，能够得到主瓣指向卫星的赋形波束，同时馈电网络简单，应用性强，频带宽。
（2）相对于锥柱介质螺旋天线，本实用新型结构紧凑，在相同带宽和相同增益要求的情况下，天线本体尺寸减小了两倍多，质量减轻，同时波束宽、高前后比，天线方向图受安装边界影响小；其输入阻抗随频率变化小，有利于在调制电路中实现阻抗匹配。
（3）本实用新型馈电采用裂缝式对称转换器结构，馈电结构具有对称性，能够确保天线赋形设计后的方向图左右对称，保证增益指标的一致性。锥状双臂螺旋天线方向图的赋形可通过调整螺旋线的螺距来实现，适用性更强。
附图说明
图1为本实用新型天线结构图；
图2为本实用新型天线外导体侧视图；
图3为本实用新型天线内导体侧视图；
图4为本实用新型天线对称式转换器俯视图；
图5为本实用新型天线仿真方向图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步的详细描述。
如图1所示，一种宽频带弹载测控天线，其特征在于：包括反射底板1、锥状介质支撑筒2、螺旋线3、内导体4、外导体5、同轴体底部6。
如图1所示，反射底板1是一个实心的金属钢板，直径86mm，厚度3mm，尺寸可以根据需求做相应的调整，在天线装配过程中通过金属螺钉进行安装固定。
如图1所示，锥状介质支撑筒2是一个锥状介质筒，底部直径56.8mm，顶部直径17.78mm（尺寸可以根据天线的电性能和整体结构的需求进行调整），锥状介质支撑筒2通过螺钉固定安装在反射底板1上，且以反射底板1的圆心为圆心；锥状支撑介质筒由介电常数不高但硬度强的环氧玻璃布棒加工而成，结构是与螺旋线3尺寸匹配的锥形体，锥状介质支撑筒2表面加工了与螺旋线3尺寸匹配的凹槽；螺旋线3沿凹槽从锥状介质支撑筒2底部绕至顶部，在顶部螺旋线3插入外导体5中固定，螺旋线1/2的直径嵌入固定到凹槽里。
如图2、3、4所示，外导体5位于锥状介质支撑筒2的内部，下部与反射板1连接固定，上部与螺旋线3连接固定，内导体4位于外导体5内部并由金属螺钉固定于外导体5顶部，内导体4底部包有芯套8并由芯套8的台阶卡紧固定在外导体5底部；外导体5与内导体4构成同轴结构，同轴结构为非对称同轴结构，同轴结构穿过反射底板1并固定在反射底板1上，同轴结构穿过反射地板的部分为同轴结构底部6，不同于反射地板1以上的同轴结构，同轴结构底部6由内导体4底部通过芯套8固定在外导体5上组装而成；保护盖7安装在锥状介质支撑筒2顶部；外导体5上开有切槽构成裂缝式对称式转换器用于天线馈电。
如图5所示，经过大量仿真及加工测试，该实施例天线能够充分覆盖2000～2300MHz频率范围，并且在-68o到+68o角域范围内增益高于0dB，轴比小于5.2dB，天线增益的前后比大于20dB，如下表1所示，在表中列出了锥柱螺旋天线、四臂螺旋天线和本实用新型的指标对比，从中可以清晰的体现出本实用新型的优势。
表1
Figure BDA00003331744300041
本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域的公知技术。

Claims (6)

1.一种宽频带弹载测控天线，其特征在于：包括反射底板（1）、锥状介质支撑筒（2）、螺旋线（3）、内导体（4）、外导体（5）、同轴结构底部（6）和保护盖（7）； 
所述锥状介质支撑筒（2）固定在反射底板（1）上，锥状介质支撑筒表面开有凹槽；所述外导体（5）位于锥状介质支撑筒（2）内部，与反射板（1）和螺旋线（3）连接固定，内导体（4）位于外导体（5）内部并固定于外导体（5）的顶部和底部，外导体（5）与内导体（4）构成同轴结构，同轴结构穿过反射底板（1）并固定；螺旋线（3）固定在锥状介质支撑筒（2）表面的凹槽内，并沿凹槽从锥状介质支撑筒（2）底部绕至其顶部，在顶部螺旋线（3）插入外导体（5）中固定；同轴结构底部（6）由内导体（4）底部通过芯套（8）固定在外导体（5）上组装而成；保护盖（7）安装在锥状介质支撑筒（2）顶部。 
2.根据权利要求1所述的一种宽频带弹载测控天线，其特征在于：所述的反射底板（1）是一个实心的金属底板。 
3.根据权利要求1所述的一种宽频带弹载测控天线，其特征在于：所述的反射底板（1）与锥状介质支撑筒（2）底部具有同等大小的卡槽，并采用螺钉进行紧固。 
4.根据权利要求1所述的一种宽频带弹载测控天线，其特征在于：所述的锥状介质支撑筒（2）采用环氧玻璃布棒制作完成。 
5.根据权利要求1所述的一种宽频带弹载测控天线，其特征在于：所述的外导体（5）与内导体（4）构成的同轴结构为非对称同轴结构，所述的外导体（5）上开有切槽构造裂缝式对称式转换器。 
6.根据权利要求1所述的一种宽频带弹载测控天线，其特征在于：所 述的同轴结构底部（6）是同轴结构穿过反射底板（1）的部分。 
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