CN208256901U - 一种宽波束高前后比机载天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽波束高前后比机载天线，它包括安装底座（1）和印制板（2），印制板（2）平行于反射板（3）设置且位于反射板（3）前侧，印制板（2）上设置有两组天线单元，天线单元由印制于印制板（2）上表面的偶极子A（4）和印制于印制板（2）下表面的偶极子B（5）组成，偶极子A（4）与偶极子B（5）同轴馈电，偶极子的宽度为渐变结构；所述印制板（2）上螺纹连接有多个螺钉（6），螺钉（6）的螺纹端连接于反射板（3）上，印制板（2）与反射板（3）之间设置有用于支撑印制板（2）的立柱（7）。本实用新型的有益效果是：相对带宽13%；增益5.5dBi,水平面波束宽度大于150°，垂直面波束宽度大于40°，前后比大于15dB。

Description

一种宽波束高前后比机载天线

技术领域

本实用新型涉及微电子技术、微波技术等，特别是宽波束和高前后比天线设计技术领域，特别是一种宽波束高前后比机载天线。

背景技术

在机载通信中，为了保证通信有较好的数据传输及信息保密，天线需有较宽的带宽；为提高机载通信覆盖范围，往往需要宽波束天线进行覆盖；而机载本身为金属对天线性能存在影响，因此高前后比天线也是是非常有必要的。在传统的天线中，像缝隙天线带宽一般只有5%，在实际应用中带宽受限；而贴片天线、vivaldi天线波束宽度一般都在70°~110°，在机载应用中波束宽度受到限制；喇叭天线、对数周期天线类剖面较高，应用在机载上也受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种相对带宽13%；增益5.5dBi,水平面波束宽度大于150°，垂直面波束宽度大于40°，前后比大于15dB的宽波束高前后比机载天线。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种宽波束高前后比机载天线，它包括安装底座和印制板，所述安装底座的顶部设置有反射板，反射板垂直于安装底座设置，印制板平行于反射板设置且位于反射板前侧，印制板上设置有两组天线单元，天线单元由印制于印制板上表面的偶极子A和印制于印制板下表面的偶极子B组成，偶极子A与偶极子B同轴馈电，偶极子的宽度为渐变结构；所述印制板上螺纹连接有多个螺钉，螺钉的螺纹端连接于反射板上，印制板与反射板之间设置有用于支撑印制板的立柱，所述反射板的左右侧均设置有斜反射器，反射板的前侧还设置有阶梯渐变反射器。

所述安装底座的顶部设置有凸台。

所述反射板设置于凸台顶部。

本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型线单元由印制于印制板上表面的偶极子A和印制于印制板下表面的偶极子B组成，偶极子A与偶极子B同轴馈电，偶极子的宽度为渐变结构，即天线单元馈电处采用渐变结构进行阻抗变换提高天线的工作带宽。

（2）本实用新型采用两个天线单元，通过天线单元组阵的方式在保证垂直面波束宽度满足指标要求的情况下，调节天线单元间距，控制垂直面波束宽度来提高天线增益，从而提高天线性能。

（3）印制板与反射板间距的调节：挪出立柱，调节螺钉松紧即可改变印制板与反射板之间的距离，进一步控制水平面波束宽度和垂直面波束宽度。

（4）水平面反射器设计：从天线理论可知，在一定程度上天线地板越大，波束宽度越窄，前后比越好。而本设计中天线方位面波束宽度要求视角较大，本实用新型采用斜反射器，在保证宽波束的前提下提高了天线前后比。

（5）垂直面反射器设计：本实用新型采用种阶梯渐变反射器，在保证垂直面波束宽度的前提下提高了天线前后比。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型的主视图；

图3 为本实用新型的俯视图；

图4 为本实用新型的右视图；

图5 为印制板的主视图；

图6 为印制板的后视图；

图7 为本实用新型的驻波曲线；

图8 为4.4GHz的水平面方向图；

图9 为4.7GHz的水平面方向图；

图10为5.0GHz的水平面方向图；

图11为4.4GHz的垂直面方向图；

图12为4.7GHz的垂直面方向图；

图13为5.0GHz的垂直面方向图；

图14 为增益曲线图；

图中，1-安装底座，2-印制板，3-反射板，4-偶极子A，5-偶极子B，6-螺钉，7-立柱，8-斜反射器，9-阶梯渐变反射器，10-凸台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：

如图1~6所示，一种宽波束高前后比机载天线，它包括安装底座1和印制板2，所述安装底座1的顶部设置有反射板3，反射板3垂直于安装底座1设置，印制板2平行于反射板3设置且位于反射板3前侧，印制板2上设置有两组天线单元，天线单元由印制于印制板2上表面的偶极子A4和印制于印制板2下表面的偶极子B5组成，偶极子A4与偶极子B5同轴馈电，偶极子的宽度为渐变结构，即天线单元馈电处采用渐变结构进行阻抗变换提高天线的工作带宽。

所述印制板2上螺纹连接有多个螺钉6，螺钉6的螺纹端连接于反射板3上，印制板2与反射板3之间设置有用于支撑印制板2的立柱7。所述反射板3的左右侧均设置有斜反射器8，在保证宽波束的前提下提高了天线前后比，所述反射板3的前侧还设置有阶梯渐变反射器9，在保证垂直面波束宽度的前提下提高了天线前后比。

本实施例中，所述安装底座1的顶部设置有凸台10。所述反射板3设置于凸台10顶部。

本实用新型的工作过程如下：发射信号时：TR组件通过馈线将射频信号传递给天线，天线将射频信号转化成电磁波辐射。本天线竖直安装时天线极化方式为垂直极化；水平面波束宽度大于150°，俯仰面波束宽度大于40°；应用中可根据实际需要覆盖的区域安装天线，由于波束宽度较宽安装时小角度的偏移对整体性能影响不大，从而减小了天线实际应用中的安装难度。

利用电磁仿真软件HFSS对宽波束高前后比机载天线进行建模、仿真，得到天线的增益、方向图及驻波曲线。

根据图7得到结论：在指标要求的频段4.4GHz~5.0GHz范围内回波损耗最小值为14.6dB。

根据图8~10得到结论：在指标要求的频段4.4GHz~5.0GHz范围内水平面波束宽度大于160°；前后比大于19dB。

根据图11~13得到结论：在指标要求的频段4.4GHz~5.0GHz范围内垂直面波束宽度大于49°；前后比大于19dB。

根据图14得到结论：在指标要求的频段4.4GHz~5.0GHz增益大于6.2dBi。

综上所述，通过仿真结果可以看出，本实用新型的宽波束高前后比机载天线在工作频带内增益、波束宽度、前后比驻波等综合指标较好，适合于宽波束高前后比机载天线的应用需求。

Claims (3)

1.一种宽波束高前后比机载天线，其特征在于：它包括安装底座（1）和印制板（2），所述安装底座（1）的顶部设置有反射板（3），反射板（3）垂直于安装底座（1）设置，印制板（2）平行于反射板（3）设置且位于反射板（3）前侧，印制板（2）上设置有两组天线单元，天线单元由印制于印制板（2）上表面的偶极子A（4）和印制于印制板（2）下表面的偶极子B（5）组成，偶极子A（4）与偶极子B（5）同轴馈电，偶极子的宽度为渐变结构；所述印制板（2）上螺纹连接有多个螺钉（6），螺钉（6）的螺纹端连接于反射板（3）上，印制板（2）与反射板（3）之间设置有用于支撑印制板（2）的立柱（7），所述反射板（3）的左右侧均设置有斜反射器（8），反射板（3）的前侧还设置有阶梯渐变反射器（9）。

2.根据权利要求1所述的一种宽波束高前后比机载天线，其特征在于：所述安装底座（1）的顶部设置有凸台（10）。

3.根据权利要求1所述的一种宽波束高前后比机载天线，其特征在于：所述反射板（3）设置于凸台（10）顶部。