CN211404748U - 一种多频段反无人机的发射天线装置 - Google Patents

Abstract

一种多频段反无人机的发射天线装置。本实用新型涉及微波射频装置领域。提出了一种结构简单、稳定性好、覆盖面积大、覆盖范围广、频率范围广且干扰效果显著，对360度全方位近程无人机的入侵有较好的反制效果多频段反无人机的发射天线装置。包括高频箱、底座和发射天线阵，所述发射天线阵固定连接在底座的顶面上、且在高频箱的驱动下发出干扰电磁波；所述发射天线阵具有若干个；所述发射天线阵包括金属底板、L波段天线阵、2.4GHz频段天线阵和5.8GHz频段天线阵。从整体上具有结构简单、稳定性好、覆盖面积大、覆盖范围广、频率范围广、干扰效果显著等优点。

Description

一种多频段反无人机的发射天线装置

技术领域

本实用新型涉及微波射频装置领域。

背景技术

目前，小型无人机自由放飞已严重影响重点目标的安全，管控无人机的飞行是当前一项十分重要的任务。普通的全向天线存在覆盖面小、作用距离近和频率范围受限等问题，并不能稳定实现对小型无人机的干扰。

如国家局于2019年1月8日公告的一份名为“一种无人机干扰装置”、申请号为“201821082305.1”的中国实用新型专利所示，该案提出在反射板上设置2.4G天线、5.8G天线和导航干扰天线的技术方案；然而，一方面，单个反射板覆盖的面积、范围较小；另一方面，对于频率在1568MHz附近，波长λ约等于19cm的GPS、北斗导航信号并不能起到良好的干扰作用，频率范围受限。

发明内容

本实用新型针对以上问题，提出了一种结构简单、稳定性好、覆盖面积大、覆盖范围广、频率范围广且干扰效果显著，对360度全方位近程无人机的入侵有较好的反制效果多频段反无人机的发射天线装置。

本实用新型的技术方案为：包括高频箱、底座和发射天线阵，所述发射天线阵固定连接在底座的顶面上、且在高频箱的驱动下发出干扰电磁波；其特征在于，

所述发射天线阵具有若干个，若干个所述发射天线阵的底部均固定连接在底座上；

所述发射天线阵包括金属底板、L波段天线阵、2.4GHz频段天线阵和5.8GHz频段天线阵，所述金属底板与底座呈75-85°夹角，所述L波段天线阵、2.4GHz频段天线阵、5.8GHz频段天线阵均固定连接在金属底板上。

若干个所述发射天线阵均布在高频箱的周围、且发射天线阵的顶部均朝向高频箱所在的一侧倾斜。

所述L波段天线阵包括四个呈阵列分布的天线振子，所述天线振子包括一对水平臂和一对竖直臂，所述竖直臂和水平臂的长度均为λ/4，所述竖直臂垂直于金属底板设置、且其底端固定连接在金属底板上，所述水平臂平行于金属底板设置、且其一端与竖直臂的顶端连为一体。

所述天线振子还包括半刚电缆，所述半刚电缆的一端固定连接金属底板、且另一端固定连接其中一个水平臂，所述半刚电缆的外导体与其中一个水平臂相连，且半刚电缆的内导体向外延伸连接另一个水平臂。

所述5.8GHZ天线阵包括四个呈阵列分布的天线单元，所述天线单元包括有源振子和引向振子，所述有源振子和引向振子均由蝶形金属片制成，所述有源振子和引向振子同轴心，所述引向振子、有源振子、金属底板依次固定相连。

本案具有较为广泛的频率范围，对于运用GPS、北斗导航信号、S波段、C波段进行信号传输的小型无人机均可进行稳定、有效的干扰，对于无人机的入侵有较好的反制效果。与此同时，一方面，通过多个均布的发射天线阵可显著提升设备整体所能覆盖的面积以及范围；另一方面，通过对发射天线阵仰角的设置，将有效避开地面反射影响，同时对消除顶空盲区有明显作用。从整体上具有结构简单、稳定性好、覆盖面积大、覆盖范围广、频率范围广、干扰效果显著等优点。

附图说明

图1是本案的结构示意图，

图2是发射天线阵的结构示意图，

图3是天线振子的结构示意图，

图4是L波段天线阵的功率输入示意图，

图5是天线单元的结构示意图，

图6是5.8GHz频段天线阵的功率输入示意图；

图中1是高频箱，2是底座，3是发射天线阵，30是金属底板；

31是L波段天线阵，310是天线振子，311是水平臂，312是竖直臂，313是半刚电缆，314是半刚电缆的内导体；

32是2.4GHz频段天线阵；33是5.8GHz频段天线阵，330是天线单元，331是有源振子，332是引向振子。

具体实施方式

本实用新型如图1-6所示，包括高频箱1、底座2和发射天线阵3，所述发射天线阵3固定连接在底座2的顶面上、且在高频箱1的驱动下发出干扰电磁波；

所述发射天线阵3具有若干个，若干个所述发射天线阵3的底部均固定连接在底座2上；

所述发射天线阵3包括金属底板30、L波段天线阵31、2.4GHz频段天线阵32和5.8GHz频段天线阵33，所述金属底板30与底座2呈75-85°夹角，所述L波段天线阵31、2.4GHz频段天线阵32、5.8GHz频段天线阵33均固定连接在金属底板30上。这样，对于运用频率在1568MHz附近、波长λ约等于19cm的GPS、北斗导航信号进行信号传输的小型无人机，通过L波段天线阵即可发出稳定有效的干扰电磁波；对于运用S波段进行信号传输的小型无人机，通过2.4GHZ天线阵即可发出稳定有效的干扰电磁波；对于运用C波段进行信号传输的小型无人机，通过5.8GHZ天线阵即可发出稳定有效的干扰电磁波；最终，使得本案具有较为广泛的频率范围，对于运用GPS、北斗导航信号、S波段、C波段进行信号传输的小型无人机均可进行稳定、有效的干扰，对于无人机的入侵有较好的反制效果。

若干个所述发射天线阵3均布在高频箱1的周围、且发射天线阵3的顶部均朝向高频箱1所在的一侧倾斜。这样，一方面，通过多个均布的发射天线阵可显著提升设备整体所能覆盖的面积以及范围；另一方面，通过对发射天线阵仰角的设置，将有效避开地面反射影响，同时对消除顶空盲区有明显作用。

所述L波段天线阵31包括四个呈阵列分布的天线振子310，天线振子为线切割金属板线偶极子天线，所述天线振子310包括一对水平臂311和一对竖直臂312，所述竖直臂311和水平臂312的长度均为λ/4，所述竖直臂312垂直于金属底板30设置、且其底端固定连接在金属底板30上，所述水平臂311平行于金属底板30设置、且其一端与竖直臂312的顶端连为一体。

所述天线振子还包括半刚电缆313，所述半刚电缆313的一端固定连接金属底板30、且另一端固定连接其中一个水平臂311，所述半刚电缆313的外导体与其中一个水平臂相连，且半刚电缆的内导体314向外延伸连接另一个水平臂；通过改变半刚电缆的内导体314向外延伸部分的长度及形态可调节阻抗匹配。4个单天线振子两两间隔均为λ/2约8.5cm，这样可有效避免合成波束产生栅瓣效应，使合成波束能量分散。

天线匹配。传输线为高频半刚电缆，外导体与左臂及金属底板焊连，芯线穿过左偶极子跨越中间与右臂焊接。根据巴伦阻抗变换原理调节芯线长度和形状可在输入端得到50Ω良好匹配。

功率输入。由1:4功率分配器将射频功率同相等幅分配至各个天线振子，如图4所示。

L、S波段天线阵增益G≥9dB，波束宽度（半功率）≥70⁰；副瓣电平≤10dB，带宽≥10%。

所述5.8GHZ天线阵33包括四个呈阵列分布的天线单元330，所述天线单元330包括有源振子331和引向振子332，所述有源振子331和引向振子332均由蝶形金属片制成，所述有源振子331和引向振子332同轴心，所述引向振子332、有源振子331、金属底板30依次固定相连。所述5.8GHZ天线阵33还包括半刚性电缆，半刚性电缆的外导体与金属底板连接、且半刚性电缆的内导体与有源振子连接，通过改变半刚性电缆的内导体的长度及形态可调节阻抗匹配状态。从而对运用C波段传输信号无人机的干扰。采用蝶形金属片做有源振子及引向振子，有源振子直径为波长/2，间隔布置比例同L、S波段，如图5、6所示。

由于阵列单元较少，形成的波束宽度较宽，完全满足近距离反小型无人机的要求。三个不同频段阵元组合，因频率跨度大，形成的波束相互基本不影响，基本解决了对无人机的导航、控制和图像信息传输的干扰覆盖。多面分布对全方位空域形成有效覆盖，由于阵列单元稀疏，形成非低副瓣指向波束，其近距离副瓣正好满足近程方位及顶空盲区的覆盖问题，空域漏洞较少，对重点目标保护是有效的。

此外，对天线阵面及高频箱采用单面玻璃钢罩保护或四面阵加保护罩的方法，可形成全天候防雨防风沙防盐雾工作环境模式，效果更佳。

根据需要，可改换不同频率的天线尺寸，覆盖不同频率范围的屏蔽区域，也可以在此基础上增加其它频段的天线阵元，运用灵活。

Claims (5)

1.一种多频段反无人机的发射天线装置，包括高频箱、底座和发射天线阵，所述发射天线阵固定连接在底座的顶面上、且在高频箱的驱动下发出干扰电磁波；其特征在于，

所述发射天线阵具有若干个，若干个所述发射天线阵的底部均固定连接在底座上；

所述发射天线阵包括金属底板、L波段天线阵、2.4GHz频段天线阵和5.8GHz频段天线阵，所述金属底板与底座呈75-85°夹角，所述L波段天线阵、2.4GHz频段天线阵、5.8GHz频段天线阵均固定连接在金属底板上。

2.根据权利要求1所述的一种多频段反无人机的发射天线装置，其特征在于，若干个所述发射天线阵均布在高频箱的周围、且发射天线阵的顶部均朝向高频箱所在的一侧倾斜。

3.根据权利要求1所述的一种多频段反无人机的发射天线装置，其特征在于，所述L波段天线阵包括四个呈阵列分布的天线振子，所述天线振子包括一对水平臂和一对竖直臂，所述竖直臂和水平臂的长度均为λ/4，所述竖直臂垂直于金属底板设置、且其底端固定连接在金属底板上，所述水平臂平行于金属底板设置、且其一端与竖直臂的顶端连为一体。

4.根据权利要求3所述的一种多频段反无人机的发射天线装置，其特征在于，所述天线振子还包括半刚电缆，所述半刚电缆的一端固定连接金属底板、且另一端固定连接其中一个水平臂，所述半刚电缆的外导体与其中一个水平臂相连，且半刚电缆的内导体向外延伸连接另一个水平臂。

5.根据权利要求1所述的一种多频段反无人机的发射天线装置，其特征在于，所述5.8GHZ天线阵包括四个呈阵列分布的天线单元，所述天线单元包括有源振子和引向振子，所述有源振子和引向振子均由蝶形金属片制成，所述有源振子和引向振子同轴心，所述引向振子、有源振子、金属底板依次固定相连。

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