CN212676479U - 一种机载天线和飞行器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机载天线和具有该机载天线的飞行器，以解决现有技术中机载通信系统在工作中通信时断时续的问题，该机载天线与飞行器的垂直尾翼连接，该机载天线包括第一天线和第二天线，第一天线内嵌在垂直尾翼的第一侧边的内部；第二天线位于垂直尾翼的第二侧边的上方；其中，第一天线与第二天线相互独立且分别通过各自的馈电点与垂直尾翼相连接，第一侧边与第二侧边相邻且具有公共端点。通过采用双天线的设计方法，将天线分为低频天线与高频天线，两天线相互独立，优化了机载天线的系统性能，并改善了机载天线的增益和不圆度，从而实现了对通信系统性能的改善，增强了机载天线的稳定性和通信的可靠性。

Description

一种机载天线和飞行器

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，尤其涉及一种机载天线和飞行器。

背景技术

随着通讯技术的发展，飞机在飞行过程中需要与周围其它飞机或地面控制中心进行通信，如传输语言、文字、图像、数据等信息，传统的机载通信天线采用单个宽频带超短波天线，且通常设置在飞机的垂直尾翼，由于飞机垂直尾翼本身的倾斜和垂直尾翼自身空间的影响，会导致天线通信距离的缩短甚至产生通信盲区，进一步地，由于受飞机垂直尾翼内部金属部件及框架材料等影响，会使得单个宽频带超短波天线在某些频点会出现方向图恶化的问题，从而造成通信时断时续、通信不稳定的问题。现代无线通信系统要求更高的数据传输速率、更大的信道容量和更宽的通信频带，现有的机载天线，带宽以及稳定性已无法满足当前大数据量稳定通信的通讯需求。

因此，设计一种带宽较大，在水平各方向增益稳定，通讯灵敏度高的机载天线是现阶段亟需解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种机载天线和飞行器，通过采用双天线的设计方法，将机载天线分为低频天线与高频天线，两天线相互独立，优化了机载天线的系统性能，并改善了机载天线的增益和不圆度，从而实现了对通信系统性能的改善，增强了机载天线稳定性和通信的可靠性，使得具有该机载天线的飞行器具备更加良好的通信性能。

根据本实用新型的一方面，本实用新型提供一种机载天线，其特征在于，所述机载天线与飞行器的垂直尾翼连接，所述机载天线包括：第一天线，内嵌在所述垂直尾翼的第一侧边的内部；第二天线，位于所述垂直尾翼的第二侧边的上方；其中，所述第一天线与所述第二天线相互独立且分别通过各自的馈电点与所述垂直尾翼相连接，所述第一侧边与所述第二侧边相邻且具有公共端点。

优选地，所述第一天线与所述垂直尾翼共面。

优选地，所述第一天线呈梯形，所述梯形的上底边和所述垂直尾翼的第一侧边共线，所述梯形的两条腰分别自所述垂直尾翼的第一侧边起向所述垂直尾翼的内部延伸并与所述垂直尾翼相互间隔以形成两条间隙。

优选地，所述第一天线通过第一馈电点连接所述垂直尾翼，所述第一馈电点设置在所述梯形的下底边，所述梯形的下底边与所述垂直尾翼相互间隔并在所述第一馈电点的两侧形成不连通的两条间隙。

优选地，所述第二天线与所述垂直尾翼非共面。

优选地，所述第二天线呈轴对称结构。

优选地，所述第二天线呈六边形并包括两条相互平行的上底边和下底边，所述第二天线的对称轴垂直于所述上底边和所述下底边。

优选地，所述第二天线通过第二馈电点连接所述垂直尾翼，所述第二馈电点设置在所述六边形的下底边。

优选地，所述第二天线的下底边与所述垂直尾翼的第二侧边相互平行。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括上述内容中的任意一种机载天线。

本实用新型的实施例具有以下优点或有益效果：本实用新型提供了一种机载天线以及具有该机载天线的飞行器，该机载天线采用了双天线的设计方法，使用两个天线分别实现天线系统的低频及高频辐射特性，实现了天线系统更优的水平面增益方向图；通过采用低频天线与高频天线相互独立的双天线设计，优化了机载天线的系统性能，并改善了机载天线的增益和不圆度，从而实现了对通信系统性能的改善。进一步地，通过对低频天线采用与飞行器垂直尾翼共用表面的设计，实现了天线与垂直尾翼的共形特性，减小了其对飞行器飞行阻力的影响。

本实用新型应用于机载超短波通信系统，提高了天线的水平面方向图的增益，在机载超短波通信领域，增加了通信系统的通信带宽，改善了通信系统的通信灵敏度，使得机载超短波通信系统的通信距离得到了有效的增加，在一定程度上防止了通信盲区的产生，保证了通信的稳定性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1a为本实用新型机载天线实施例的平面示意图；

图1b为本实用新型机载天线实施例的立体示意图；

图2为本实用新型机载天线实施例第一天线的驻波比示意图；

图3a-3c为本实用新型机载天线实施例第一天线不同频率时水平增益方向图；

图4为本实用新型机载天线实施例第二天线的驻波比示意图；

图5a-5c为本实用新型机载天线实施例第二天线不同频率时水平增益方向图。

具体实施方式

以下将更详细地描述本实用新型的各种实施例，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。

下面结合实例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图1a和图1b分别示出了本实用新型机载天线实施例的平面和立体示意图，如图1a所示，该机载天线与飞行器的垂直尾翼连接，该机载天线包括第一天线100和第二天线200，即该机载天线采用了相互独立的双天线设计，第一天线100和第二天线200例如均设置于飞行器的垂直尾翼300，第一天线100与第二天线200相互独立且分别通过各自的馈电点与垂直尾翼300相连接，其中，第一天线100例如为低频天线，工作频率为30-90MHz，第二天线200例如为高频天线，工作频率为100-400MHz；具体地，第一天线100例如位于垂直尾翼300的第一侧边，且嵌入垂直尾翼300中，第一天线100呈梯形，该梯形的上底边和垂直尾翼300的第一侧边共线，梯形的两条腰分别自垂直尾翼300的第一侧边起向垂直尾翼300的内部延伸并与垂直尾翼300相互间隔以形成两条间隙。第一天线100位于垂直尾翼300内部左侧，以实现与飞行器垂直尾翼的共形设计，

第二天线200例如位于垂直尾翼300的第二侧边的上方，第一侧边与第二侧边相邻，第二天线200采用轴对称结构，第二天线200呈六边形并包括相互平行的上底边和下底边，第二天线200的对称轴垂直与上底边和下底边，第二天线200的上底边和下底边的长度均小于第二天线200中间部分的宽度，该设计有效降低第二天线200的天线高度，减少第二天线200可能增加的风阻。

如图1b所示，该第一天线100和第二天线200均为板状，其材料例如选用银、铜、铝中的至少一种，因其均为机载天线，综合考虑材料密度和成本等方面问题，优选地，第一天线100和第二天线200均选取厚度为2-8mm的铝板制成，当然地，也可采用其余轻质金属或轻质合金；因第一天线100嵌入垂直尾翼300中，第一天线100与垂直尾翼300共面，垂直尾翼300的第一侧边具有容纳第一天线100的凹口，该凹口将垂直尾翼300的迎风面划分为了相互共面的上方斜面301和下方斜面302，因第一天线100为共形天线，故第一天线100的上底边101与垂直尾翼300的上方斜面301和下方斜面302共面，第一天线100还设置有第一馈电点110，第一馈电点110例如位于第一天线100下底边的中上部，第一天线100在第一馈电点110的位置还具有指向第一馈电点110的凸起结构。第二天线200的第二馈电点210例如位于第二天线200的下底边，类似地，第二天线200在第二馈电点210的位置也具有指向第二馈电点210的凸起结构。第二天线200的下底边与垂直尾翼的第二侧边平行，第二天线200例如与垂直尾翼300不共面，该机载天线采用了相互独立的双天线设计，有效提高该天线系统的增益和不圆度，有效提高天线的性能。

图2示出了本实用新型机载天线实施例第一天线的驻波比示意图，该驻波比测试选取的工作频率例如为30-90MHz，图中第一天线100的驻波比均位于1.46-2.18之间，该第一天线100的设计使得其在工作频率内的驻波比均不大于2.18，第一天线100在工作时的能量损耗较低，性能较佳。

图3a-3c分别示出了本实用新型机载天线实施例第一天线在不同工作频率下的增益方向图，当第一天线100的工作频率为fmin＝30MHz时，图中最大增益为-12.0dBi，最小增益为-16.82dBi；当第一天线100的工作频率为f0＝60MHz时，图中最大增益为-8.32dBi，最小增益为-12.25dBi；当第一天线100的工作频率为fmax＝90MHz时，图中最大增益为-3.52dBi，最小增益为-6.76dBi。

图4示出了本实用新型机载天线实施例第二天线的驻波比示意图，该驻波比测试选取的工作频率例如为100-400MHz，图中第二天线200的驻波比均位于1.14-1.78之间，该第二天线200的设计使得其在工作频率内的驻波比均不大于1.78，第二天线200在工作时的能量损耗较低，性能优异。

图5a-5c分别示出了本实用新型机载天线实施例第二天线在不同工作频率下的增益方向图，当第二天线200的工作频率为fmin＝100MHz时，图中最大增益为-2.31dBi，最小增益为-5.48dBi；当第二天线200的工作频率为f0＝250MHz时，图中最大增益为0.21dBi，最小增益为-2.58dBi；当第二天线200的工作频率为fmax＝400MHz时，图中最大增益为2.32dBi，最小增益为-7.37dBi。

综上所述，本实用新型的实施例具有以下优点或有益效果：本实用新型提供了一种机载天线及具有该机载天线的飞行器，该机载天线采用了双天线的设计方法，使用两个天线分别实现天线系统的低频及高频辐射特性，实现了天线系统更优的水平面增益方向图；通过采用低频天线与高频天线相互独立的双天线设计，优化了机载天线的系统性能，并改善了机载天线的增益和不圆度，从而实现了对通信系统性能的改善。进一步地，通过对低频天线采用与飞行器垂直尾翼共用表面的设计，实现了天线与垂直尾翼的共形特性，减小了具有该机载天线的飞行器的飞行阻力。

本实用新型应用于机载超短波通信系统，提高了天线的水平面方向图的增益，在机载超短波通信领域，增加了通信系统的通信带宽，改善了通信系统的通信灵敏度，使得机载超短波通信系统的通信距离得到了有效的增加，在一定程度上防止了通信盲区的产生，保证了通信的稳定性。

应当说明的是，在本文中，诸如一和二、一侧、另一侧等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体或一个方向与另一方向区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

依照本实用新型的实施例如上文所述，图示中为突出本实用新型技术方案的细节，各部件比例并非按照真实比例绘制，其附图中所示的比例及尺寸并不应限制本实用新型的实质技术方案，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。

Claims (10)

1.一种机载天线，其特征在于，所述机载天线与飞行器的垂直尾翼连接，所述机载天线包括：

第一天线，内嵌在所述垂直尾翼的第一侧边的内部；

第二天线，位于所述垂直尾翼的第二侧边的上方；

其中，所述第一天线与所述第二天线相互独立且分别通过各自的馈电点与所述垂直尾翼相连接，所述第一侧边与所述第二侧边相邻且具有公共端点。

2.根据权利要求1所述的机载天线，其特征在于，所述第一天线与所述垂直尾翼共面。

3.根据权利要求2所述的机载天线，其特征在于，所述第一天线呈梯形，所述梯形的上底边和所述垂直尾翼的第一侧边共线，所述梯形的两条腰分别自所述垂直尾翼的第一侧边起向所述垂直尾翼的内部延伸并与所述垂直尾翼相互间隔以形成两条间隙。

4.根据权利要求3所述的机载天线，其特征在于，所述第一天线通过第一馈电点连接所述垂直尾翼，所述第一馈电点设置在所述梯形的下底边，所述梯形的下底边与所述垂直尾翼相互间隔并在所述第一馈电点的两侧形成不连通的两条间隙。

5.根据权利要求2所述的机载天线，其特征在于，所述第二天线与所述垂直尾翼非共面。

6.根据权利要求5所述的机载天线，其特征在于，所述第二天线呈轴对称结构。

7.根据权利要求6所述的机载天线，其特征在于，所述第二天线呈六边形并包括两条相互平行的上底边和下底边，所述第二天线的对称轴垂直于所述上底边和所述下底边。

8.根据权利要求7所述的机载天线，其特征在于，所述第二天线通过第二馈电点连接所述垂直尾翼，所述第二馈电点设置在所述六边形的下底边。

9.根据权利要求8所述的机载天线，其特征在于，所述第二天线的下底边与所述垂直尾翼的第二侧边相互平行。

10.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括权利要求1-9中任一项所述的机载天线。

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