CN212136691U - 一种基于ads-b信号的多波束无源接收定向天馈线系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于无源接收定向系统，特别涉及一种基于ADS‑B信号的无源多波束接收定向天馈线系统。本实用新型的天线单元的介质板正面上设置天线阵子臂，天线阵子臂上设置匹配开缝反射板垂直于天线单元的介质板，天线单元的介质板与反射板交界处设置固定金属块，SMA射频连接器固定在反射板上，天线单元的介质板反面设置天线单元匹配段一、天线单元匹配段二和固定金属块固定孔。本实用新型提高无源接收定向系统的机动性，同时降低天线的成本和加工难度。
Description
技术领域
本实用新型属于无源接收定向系统，特别涉及一种基于ADS-B信号的无源多波束接收定向天馈线系统。
背景技术
基于ADS-B信号的多波束接收定向系统，主要是通过多波束接收ADS-B信号，不需要解析ADS-B内部信息，仅利用多波束之间接收到信号的幅度以及相位差进行比幅和比相测角，就可以对飞机目标进行定向，利用多点位定向可以对目标进行定位。基于ADS-B信号的多波束接收定向系统主要应用在特殊情况以及极端情况下对合作和非合作飞机目标进行监测。该接收定向系统多为移动站使用，车载或者单人背负，因此定向系统对结构尺寸以及重量有较高的要求；为实现无源接收定向系统较好的定向精度，天线方位波束宽度需要设计为30度，在方位面设置4个波束，通常用的天线形式有喇叭天线，八木天线，四面微带天线等，但这些形式的天线体积以及重量都较大，很难满足系统对天线的要求，无法实现快速架设，单人背负。因此就要求天线分系统实现小型化、轻量化设计。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种可减小基于ADS-B信号的多波束接收定向系统体积和重量的天馈线，提高无源接收定向系统的机动性，同时降低天线的成本和加工难度。
本实用新型的技术方案是：一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，2个阵面系统和2功分网络，2个阵面系统的结构相同，每个阵面系统包括4个天线单元，其特征在于：天线单元的介质板正面上设置天线阵子臂，天线阵子臂上设置匹配开缝反射板垂直于天线单元的介质板，天线单元的介质板与反射板交界处设置固定金属块，SMA射频连接器固定在反射板上，天线单元的介质板反面设置天线单元匹配段一、天线单元匹配段二和固定金属块固定孔，固定金属块通过固定金属块固定孔固定在天线单元的介质板上，每个天线单元采用天线罩进行独立封装，天线罩固定在反射板上，天线单元被罩在天线罩内，安装板分别固定两个阵面系统，两个阵面系统之间的夹角为120度。
根据如上所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：功分网络包括第一合成器、4个功分器、第二合成器，第一合成器和第二合成器为4合1合成器，功分器为1分2功分器，第一合成器包括4个第一输入连接器和1个第一输出连接器；功分器包括1个第二输入连接器和两个第二输出连接器，第二合成器包括第三输出连接器和4个第一输入连接器，第二输入连接器通过射频电缆连接天线单元的SMA射频连接器，两个第二输出连接器分别通过射频电缆连接第一输入连接器和第三输入连接器，4个功分器的第二输入连接器依次接SMA射频连接器，第一输出连接器、第三输出连接器与功分网络的第一功分网络输出端口、第二功分网络输出端口通过射频电缆连接。
根据如上所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：天线阵子臂长59mm，宽20mm。
根据如上所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：，匹配开缝长60mm，宽0.2mm。
根据如上所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：天线单元的介质板厚度为1.5mm。
根据如上所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：天线罩采用ABS材料。
本实用新型的有益效果是：一是通过2个4单元天线阵面，实现了方位面4个波束120°的覆盖，将天线个数由4个减少为2个，减小了天线数量、体积和重量。二是利用功分网络实现了天线单元的相位加权，使天线波束指向偏移到指定的角度，降低了系统的加工难度和成本。三是在满足无源接收定向系统的各性能指标的前提下，减少了天线数量及整机重量，降低了天线安装的难度，极大的提高了系统的机动性和便携性。
附图说明
图1为基于ADS-B信号的无源多波束接收定向天馈线单阵面系统框图。
图2为天线单元正面示意图。
图3为天线单元侧面示意图。
图4为天线单元反面示意图。
图5为带天线罩的天线单元正视图。
图6为带天线罩的天线单元侧视图。
图7为天线阵面正视图。
图8为功分网络正视图。
附图标记说明：天线单元1、天线阵子臂2、反射板3、匹配开缝4、固定金属块5、SMA射频连接器6、天线单元匹配段一7、天线单元匹配段二8、固定金属块固定孔9、天线罩10、安装板11、第一合成器12、功分器13、第一输入连接器14、第一输出连接器15、第二输入连接器16、第二输出连接器17、第一功分网络输出端口18、第二功分网络输出端口19、第二合成器20、第三输出连接器21、第三输入连接器22。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
本实用新型的基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统适用频段为1.025GHz～1.095GHz。本实用新型的天馈线系统包含2个阵面系统和2功分网络，2个阵面系统的结构相同。单个阵面系统的组成框图如图1所示，每个阵面系统包括4个天线单元，每个功分网络包括4个1分2功分器和2个四合一合成器，天线单元、功分器以及合成器之间通过射频电缆进行连接。
如图2、图3所示，本实用新型的天线单元1采用微带阵子天线，天线单元1的介质板采用旺灵F4BM255微带板加工，介质板厚度为1.5mm；天线单元1的介质板正面上设置天线阵子臂2，天线阵子臂2长59mm，宽20mm；天线阵子臂2上设置匹配开缝4，匹配开缝4长60mm，宽0.2mm；反射板3垂直于天线单元的介质板，天线单元1的介质板与反射板3交界处设置固定金属块5，SMA射频连接器6固定在反射板3上。
如图4所示，天线单元1的介质板反面设置天线单元匹配段一7、天线单元匹配段二8和固定金属块固定孔9，固定金属块5通过固定金属块固定孔9固定在天线单元的介质板上。天线单元匹配段一7形成谐振点，实现天线与空气介质的阻抗匹配。天线单元匹配段二8实现输入端50Ω与天线阻抗的匹配，提高天线单元的辐射效率。
带天线罩10的天线单元正视图如图5所示，每个天线单元采用天线罩10进行独立封装，天线罩10固定在反射板3上，天线单元被罩在天线罩10内。每个阵面系统则包括4个带天线罩10的天线单元，天线罩10采用ABS材料，在保证天线罩10强度的同时，也能保证透波率；带天线罩10的天线单元侧视图如图6所示。
如图7所示，安装板11分别固定两个阵面系统，两个阵面系统之间的夹角为120度，每个阵面系统包括4个天线单元，每个阵面系统可通过馈线网络形成相对于法线方向±15°的波束覆盖。
本实用新型每个阵面系统可配置一个功分网络，功分网络用于阵面系统信号的输入输出。如图8所示，每个功分网络包括第一合成器12、4个功分器13、第二合成器20，第一合成器12和第二合成器20为4合1合成器，功分器13为1分2功分器，第一合成器12包括4个第一输入连接器14和1个第一输出连接器15；功分器13包括1个第二输入连接器16和两个第二输出连接器17，第二合成器20包括第三输出连接器21和4个第一输入连接器。第二输入连接器16通过射频电缆连接天线单元的SMA射频连接器6，两个第二输出连接器17分别通过射频电缆连接第一输入连接器14和第三输入连接器22，4个功分器13的第二输入连接器16依次接SMA射频连接器6，第一输出连接器15、第三输出连接器21与功分网络的第一功分网络输出端口18、第二功分网络输出端口19通过射频电缆连接。
Claims (6)
1.一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，2个阵面系统和2功分网络，2个阵面系统的结构相同，每个阵面系统包括4个天线单元，其特征在于：天线单元的介质板正面上设置天线阵子臂，天线阵子臂上设置匹配开缝反射板垂直于天线单元的介质板，天线单元的介质板与反射板交界处设置固定金属块，SMA射频连接器固定在反射板上，天线单元的介质板反面设置天线单元匹配段一、天线单元匹配段二和固定金属块固定孔，固定金属块通过固定金属块固定孔固定在天线单元的介质板上，每个天线单元采用天线罩进行独立封装，天线罩固定在反射板上，天线单元被罩在天线罩内，安装板分别固定两个阵面系统，两个阵面系统之间的夹角为120度。
2.根据权利要求1所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：功分网络包括第一合成器、4个功分器、第二合成器，第一合成器和第二合成器为4合1合成器，功分器为1分2功分器，第一合成器包括4个第一输入连接器和1个第一输出连接器；功分器包括1个第二输入连接器和两个第二输出连接器，第二合成器包括第三输出连接器和4个第一输入连接器，第二输入连接器通过射频电缆连接天线单元的SMA射频连接器，两个第二输出连接器分别通过射频电缆连接第一输入连接器和第三输入连接器，4个功分器的第二输入连接器依次接SMA射频连接器，第一输出连接器、第三输出连接器与功分网络的第一功分网络输出端口、第二功分网络输出端口通过射频电缆连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：天线阵子臂长59mm，宽20mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：匹配开缝长60mm，宽0.2mm。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：天线单元的介质板厚度为1.5mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于ADS-B信号的多波束无源接收定向天馈线系统，其特征在于：天线罩采用ABS材料。
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2020
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