CN208507958U - 导航、测控一体化微带天线及采用该微带天线的通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种导航、测控一体化微带天线及采用该微带天线的通信设备。该导航、测控一体化微带天线包括接收导航数据和测控数据辐射单元以及为所述导航数据和所述测控数据的传输提供通道的馈电单元，所述辐射单元上设置有可接收四个频段信号的天线组件，所述馈电单元上设置有四个馈电端口和三个数据传输接口，所述天线组件对应与所述馈电单元的馈电端口电性连接，所述馈电单元的馈电端口对应对所述馈电单元的数据传输接口电性连接，所述馈电单元的数据传输接口与外部信号收发装置的数据传输端电性连接。本申请解决了测控和导航天线一体化设计口径过大、数据传输的稳定性和准确性低的技术问题。

Description

导航、测控一体化微带天线及采用该微带天线的通信设备

技术领域

本申请涉及远程测控技术领域，具体而言，涉及一种导航、测控一体化微带天线及采用该微带天线的通信设备。

背景技术

目前弹载的测控和导航设备的天线是分开设置的，一般采用双拼的微带天线形式，需要在弹体上开设安装孔分别进行安装。为满足弹载设备的高集成化需求，需要在不降低测控和导航系统性能而且不增加弹体开孔尺寸的前提下减少天线的数量，将测控和导航天线共口径一体化设计，使其在保持低剖面的安装前提下，能够在导航的两个频段和测控的收、发两个频段同时工作，并且测控的收、发频段还应分别工作于两个不同旋向的圆极化。通过一根天线实现以往导航、测控两根天线的功能，而且需要在不增加开孔尺寸、节省制造成本的前提下增加系统的集成度是现阶段的一大难题。

对于现有的毫米级的剖面尺寸来说，微带天线最适合于弹载导航和测控使用，而现有的多频段天线多是采用寄生耦合辐射单元，工作的谐振频率最多三个频段，而工作频段的增加会导致各频段通道间的隔离变差、辐射频率降低，测控和导航数据传输的稳定性和准确性都大大下降。

针对相关技术中测控和导航天线一体化设计口径过大、数据传输的稳定性和准确性低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种导航、测控一体化微带天线及采用该微带天线的通信设备，以解决测控和导航天线一体化设计口径过大、数据传输的稳定性和准确性低的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面。提供了一种导航、测控一体化微带天线。

根据本申请的导航、测控一体化微带天线，包括：接收导航数据和测控数据辐射单元以及为所述导航数据和所述测控数据的传输提供通道的馈电单元，所述辐射单元上设置有可接收四个频段信号的天线组件，所述馈电单元上设置有四个馈电端口和三个数据传输接口，所述天线组件对应与所述馈电单元的馈电端口电性连接，所述馈电单元的馈电端口对应对所述馈电单元的数据传输接口电性连接，所述馈电单元的数据传输接口与外部信号收发装置的数据传输端电性连接。

进一步的，所述天线组件包括接收测控信号的测控接收天线、发送测控信号的测控发射天线、传输导航信号的导航低频天线和导航高频天线，所述测控接收天线、测控发射天线、导航低频天线和导航高频天线与对应的馈电端口电性连接。

进一步的，所述天线组件为设置在所述馈电单元上方的层叠状结构，所述天线组件的工作频率由下至上依次升高。

进一步的，所述天线组件由下至上依次为导航高频天线、导航低频天线、测控接收天线和测控发射天线。

进一步的，所述馈电单元上的三个数据传输接口分别为导航信号接收端口、测控信号接收端口和测控信号发射端口，所述导航信号接收端口分别与所述导航低频天线和所述导航高频天线电性连接，所述测控信号接收端口与所述测控接收天线电性连接，所述测控信号发射端口与所述测控发射天线电性连接。

进一步的，所述导航信号接收端口、测控信号接收端口和测控信号发射端口上分别设置有射频连接器。

进一步的，所述天线组件与所述馈电单元的馈电端口之间通过馈电柱连接，所述馈电柱的外侧套设有支撑柱。

进一步的，所述天线组件上开设有连接所述馈电柱的馈电孔。

进一步的，所述馈电单元为馈电线路板，所述馈电线路板上设置有馈电线路。

为了实现上述目的，根据本申请的另一个方面，提供了一种通信设备。

根据本申请的通信设备，包括：通信设备主体和上述的导航、测控一体化微带天线，所述导航、测控一体化微带天线与所述通信设备主体的通信端口连接。

在本申请实施例中，采用在辐射单元上设置有可接收四个频段信号的天线组件的方式，通过馈电单元上设的四个馈电端口与对应的天线组件电性连接，从而对天线组件进行激励馈电或者耦合馈电，并通过馈电单元上的三个数据传输接口进行数据传输，达到了四个馈电端口的天线组件在三通道传输数据的情况下无干扰工作，从而实现了在保证测控和导航天线口径不便的前提下，数据传输更加稳定、准确的技术效果，进而解决了测控和导航天线一体化设计口径过大、数据传输的稳定性和准确性低的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型导航、测控一体化微带天线的立体图；

图2是本实用新型导航、测控一体化微带天线的正视图；

图3是本实用新型导航、测控一体化微带天线中馈电线路板的俯视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1、图2所示，本申请涉及一种导航、测控一体化微带天线，该导航、测控一体化微带天线包括辐射单元1和馈电单元2，辐射单元1用于接收导航数据和测控数据，馈电单元2为馈电线路板201，馈电线路板201上设置有馈电线路，馈电单元2用于为导航数据和测控数据的传输提供通道。辐射单元1上设置有可接收四个频段信号的天线组件，该四个频段分别为导航数据传输低频频段、导航数据传输高频频段、测控数据接收频段和测控数据发射频段。馈电单元2上设置有四个馈电端口和三个数据传输接口，天线组件上各频段的端口对应与馈电单元2的馈电端口电性连接，馈电单元2的馈电端口对应与馈电单元2的数据传输接口电性连接，馈电单元2的数据传输接口与外部信号收发装置的数据传输端电性连接。采用在辐射单元1上设置有可接收四个频段信号的天线组件的方式，通过馈电单元2上设的四个馈电端口与对应的天线组件电性连接，从而对天线组件进行激励馈电或者耦合馈电，并通过馈电单元2上的三个数据传输接口进行数据传输，达到了四个馈电端口的天线组件在三通道传输数据的情况下无干扰工作，从而实现了在保证测控和导航天线口径不便的前提下，数据传输更加稳定、准确的技术效果，

如图1、图2所示，天线组件为层叠状结构，天线组件设置在馈电单元2 的上方，天线组件上各层天线的工作频率由下至上依次升高，具体的，天线组件的各层天线由下至上依次为导航高频天线102、导航低频天线101、测控接收天线103和测控发射天线104，避免高频信号对馈电线路的影响，降低干扰，保证数据稳定、准确的传输。

如图1、图2所示，天线组件包括接收测控信号的测控接收天线103、发送测控信号的测控发射天线104、传输导航信号的导航低频天线101和导航高频天线102，测控接收天线103、测控发射天线104、导航低频天线101和导航高频天线102与对应的馈电端口电性连接。馈电单元2上的三个数据传输接口分别为导航信号接收端口、测控信号接收端口和测控信号发射端口，导航信号接收端口分别与导航低频天线101和导航高频天线102电性连接，测控信号接收端口与测控接收天线103电性连接，测控信号发射端口与测控发射天线 104电性连接，馈电单元2上设置有功分电路和移相电路，馈电单元2通过四个馈电端口分别向对应的天线进行馈电。

如图1、图2所示，导航信号接收端口、测控信号接收端口和测控信号发射端口上分别设置有射频连接器4，馈电单元2通过射频连接器4与外部信号收发装置连接。

本实用新型的一些实施例中，射频连接器4采用的型号为 SMA-KWFD37。

如图1、图2所示，天线组件上开设有馈电孔，馈电孔中嵌设有馈电柱5，天线组件与馈电单元2的馈电端口之间通过馈电柱5连接，馈电柱5的外侧套设有管状结构的支撑柱3，起到支撑天线组件的作用。

本实用新型的一些实施例中，馈电柱5采用的材质为黄铜，馈电柱5的直径为1.3mm。

本实用新型的一些实施例中，支撑柱3采用的材质为特氟龙塑料，支撑柱 3的外径为4.1mm，内径为1.3mm，高度为5mm。

该导航、测控一体化微带天线的工作原理为：导航通道工作时，馈电单元 2在与导航高频天线102和导航低频天线101对应连接的馈电端口处形成大小相等相位相差90度的激励信号，对导航高频天线102进行激励，同时通过耦合缝隙对导航低频天线101进行激励，从而形成导航两个频段上的左旋圆极化信号；测控的发射通道工作时，馈电单元2在与测控接收天线103和测控发射天线104对应连接的馈电端口处形成大小相等相位相差90度的激励信号，对测控发射天线104进行激励，形成右旋圆极化信号，同时通过耦合缝隙对测控接收天线103进行激励，在测控接收通道形成左旋圆极化信号。因此，采用测控发射天线104和测控接收天线103工作在不同的圆极化、导航低频天线101 和导航高频天线102工作在同一圆极化的方式，从而使与导航信号接收端口、测控信号接收端口和测控信号发射端口对应连接的三个通道在同时工作状态下，互不干扰，各通道之间不会相互影响产生隔离变差，提高工作效率。

本实用新型适用于频率在L波段至X波段的无线信号的传输。

本实用新型以导航信号的传输频率为L波段和测控信号的传输频率为S 波段为例进行说明，一种导航信号L波段左旋圆极化，测控发射信号S波段右旋圆极化、测控接收信号S波段左旋圆极化的微带天线：

如图3所示，为馈电线路板的俯视图，将三个射频连接器4对应焊接在馈电线路板201的X1、X2和X3处，其中，X1为导航信号接收端口，接收导航两个频段的信号；X2为测控信号接收端口，接收测控遥控信号；X3为测控信号发射端口，将接收到的测控遥控信号对外发射。将四个馈电柱5的一侧端部穿过馈电线路板201上的馈电孔并对应焊接于X4、X5、X6和X7处，在馈电柱5的外侧套设支撑柱3。将导航高频天线102和导航低频天线101的信号面朝上设置并穿过四个馈电柱，导航低频天线101设置于导航高频天线102 的上方，导航高频天线102的信号面与四个馈电柱焊接，导航低频天线101 的信号面与X4和X5处的馈电柱焊接。将测控接收天线103和测控发射天线 104的信号面朝上设置并穿过两个馈电柱，测控发射天线104位于测控接收天线103的上方，将测控接收天线103和测控发射天线104的信号面分别与X6 和X7处的馈电柱焊接。馈电线路板201上的a1为阻抗50欧姆的传输线，馈电线路板201上的a2和a3宽度与a1相同，在X4和X5处形成90度的相位差。d1和d2为阻抗50欧姆的传输线，d1和d2的宽度相同，在X6和X7处形成90度的相位差。R1位置焊接贴片电阻，贴片电阻的阻值为100欧姆。

在本实用新型的上述实施例中，馈电线路板201采用Rogers TMM4的PCB 板材，介电常数为4.5，馈电线路板201的厚度为0.762mm。

在本实用新型的上述实施例中，测控接收天线103、测控发射天线104、导航低频天线101和导航高频天线102采用Rogers TMM6的PCB板材，介电常数为6，测控接收天线103的厚度为1.524mm，测控发射天线104的厚度为 1.524mm，导航低频天线101的厚度为1.524mm，导航高频天线102的厚度为 3.175mm。

本申请涉及一种通信设备，该通信设备包括：通信设备主体和上述的导航、测控一体化微带天线，导航、测控一体化微带天线上设置有多个数据传输端口，各数据传输端口分别通过射频连接器4与通信设备主体的通信端口连接。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导航、测控一体化微带天线，其特征在于，包括：接收导航数据和测控数据辐射单元(1)以及为所述导航数据和所述测控数据的传输提供通道的馈电单元(2)，所述辐射单元(1)上设置有可接收四个频段信号的天线组件，所述馈电单元(2)上设置有四个馈电端口和三个数据传输接口，所述天线组件对应与所述馈电单元(2)的馈电端口电性连接，所述馈电单元(2)的馈电端口对应对所述馈电单元(2)的数据传输接口电性连接，所述馈电单元(2)的数据传输接口与外部信号收发装置的数据传输端电性连接。

2.根据权利要求1所述的导航、测控一体化微带天线，其特征在于，所述天线组件包括接收测控信号的测控接收天线(103)、发送测控信号的测控发射天线(104)、传输导航信号的导航低频天线(101)和导航高频天线(102)，所述测控接收天线(103)、测控发射天线(104)、导航低频天线(101)和导航高频天线(102)与对应的馈电端口电性连接。

3.根据权利要求2所述的导航、测控一体化微带天线，其特征在于，所述天线组件为设置在所述馈电单元(2)上方的层叠状结构，所述天线组件的工作频率由下至上依次升高。

4.根据权利要求3所述的导航、测控一体化微带天线，其特征在于，所述天线组件由下至上依次为导航高频天线(102)、导航低频天线(101)、测控接收天线(103)和测控发射天线(104)。

5.根据权利要求2所述的导航、测控一体化微带天线，其特征在于，所述馈电单元(2)上的三个数据传输接口分别为导航信号接收端口、测控信号接收端口和测控信号发射端口，所述导航信号接收端口分别与所述导航低频天线(101)和所述导航高频天线(102)电性连接，所述测控信号接收端口与所述测控接收天线(103)电性连接，所述测控信号发射端口与所述测控发射天线(104)电性连接。

6.根据权利要求5所述的导航、测控一体化微带天线，其特征在于，所述导航信号接收端口、测控信号接收端口和测控信号发射端口上分别设置有射频连接器(4)。

7.根据权利要求1所述的导航、测控一体化微带天线，其特征在于，所述天线组件与所述馈电单元(2)的馈电端口之间通过馈电柱(5)连接，所述馈电柱(5)的外侧套设有支撑柱(3)。

8.根据权利要求7所述的导航、测控一体化微带天线，其特征在于，所述天线组件上开设有连接所述馈电柱(5)的馈电孔。

9.根据权利要求1所述的导航、测控一体化微带天线，其特征在于，所述馈电单元(2)为馈电线路板(201)，所述馈电线路板(201)上设置有馈电线路。

10.一种通信设备，其特征在于，包括：通信设备主体和权利要求1至9中任意一项所述的导航、测控一体化微带天线，所述导航、测控一体化微带天线与所述通信设备主体的通信端口连接。