CN214428767U

CN214428767U - 一种用于无人机反制的导航通信平面阵列天线

Info

Publication number: CN214428767U
Application number: CN202022359380.1U
Authority: CN
Inventors: 孙永生; 王立伦
Original assignee: Beijing Lifeng Technology Co ltd; China Low Altitude Security Research Center People's Public Security University Of China
Current assignee: Beijing Lifeng Technology Co ltd; China Low Altitude Security Research Center People's Public Security University Of China
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2021-10-19
Anticipated expiration: 2030-10-22

Abstract

一种用于无人机反制的导航通信平面阵列天线属于电子对抗技术领域，原来的天线形式设计，使得无人机反制导航通信设备本身体型较大，不利于隐蔽性；同时对天线支撑转台要求较高；整体不够灵活。本专利创新提出了基于低剖面微带天线阵列的无人机反制导航通信定向天线形式，与传统立体螺旋天线相比，具有极大的隐蔽性优势；通过计算机辅助设计，采用圆形阵在有限大天线反射面上对天线阵列布局，合理利用阵面尺寸，使多个频段天线阵列共存，并使每个频段的天线阵列性能均达到要求水平。具有隐蔽性强、易于与用于无人机反制的导航信号、通信信号干扰设备集成安装、便于移动等实际有益效果。

Description

一种用于无人机反制的导航通信平面阵列天线

一、技术领域：本实用新型属于电子对抗技术领域，涉及一种用于无人机反制的导航通信平面阵列天线。

二、背景技术：

无人机通常需要通过与飞手之间的通信，将图像等信号传递给飞手，并接收来自于飞手的行动控制信号。对无人机的反制技术，如果仅对无人机的卫星导航信号进行干扰(含欺骗式干扰)，飞手仍可通过与无人机的通信对无人机进行控制。因此对无人机的导航及通信信号同时进行干扰对于无人机反制成功率至关重要。

对无人机的定点干扰信号发射，具有发射功率损失小、易于隐蔽、目标性强等优点，因此导航通信干扰天线通常为定向辐射天线。天线通常指标为针对卫星导航频段(1～2GHz)、图传及控制频段(2.4GHz、5.8GHz)设计；具有40°以下的波束宽度，以及8dB以上的最大极化增益。

为实现上述天线指标，单一天线阵子通常需要在轴向上具有较大的长度尺寸，例如单臂螺旋天线。这样的天线形式，使得无人机反制导航通信设备本身体型较大，不利于设备本身的隐蔽性；同时对天线支撑转台的扭矩要求较高；当干扰机需要以相控阵方式灵活工作时，设备不具有安装多部天线的空间。

因此，对于无人机反制的导航通信干扰设备，需要一种体积小巧，同时能够实现上述天线指标；可以扩展实现相控阵灵活工作方式的低剖面定向天线。

三、发明内容：

本实用新型的目的是提供一种[用于无人机反制的导航通信平面阵列天线]，该天线适用于卫星导航L频段，通信S、C频段，使用微带阵列天线技术，无需较长的轴向尺寸，即可产生8dB以上的右旋圆极化增益，且波束宽度控制在40°左右；易于与小型无人机反制设备集成安装，有利于隐蔽使用；由于具有多阵元，亦可实现灵活的相控阵工作模式。

本实用新型提出了基于低剖面微带天线阵列的无人机反制导航通信定向天线形式，与传统立体螺旋天线相比，具有极大的隐蔽性优势；通过计算机辅助设计，采用圆形阵在有限大天线反射面上对天线阵列布局，合理利用阵面尺寸，使多个频段天线阵列共存，并使每个频段的天线阵列性能均达到要求水平。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于无人机反制的导航通信平面阵列天线，主要由天线阵列反射板、8个L卫星导航频段、4个S通信频段、4个C通信频段微带天线阵列，以及各频段微带天馈网络组成。天线阵列反射板作为天线的辐射口面，正面安装所有微带天线阵元，反面安装天馈网络印制板；天线阵元与天馈网络之间通过射频连接器连接导通；在天线口面上，使用圆形阵布置L频段阵元，阵元数量达到8时，天线阵列即可满足增益及波束宽度要求；S及C频段分别使用了4阵元阵列达到增益及波束宽度要求；天馈网络为等幅等相功分器，当输入功率较大时，则采用微带线功分器制作。整个导航通信平面阵列为无源发射天线。若天线阵列工作于相控阵模式，则无需功分器作为天馈网络。

天线形式的选择与天线阵列的布局是本发明的关键技术。如图1所示实例，天线阵列反射板面积为220mm×220mm，且剖面低于15mm，以便使天线与室外无人机反制导航通信设备主机集成使用，并要求具有隐蔽性。图1中，天线反射面四周最大尺寸的8个天线阵元组成L 频段卫星导航天线阵列；4个尺寸居中的天线阵元组成S频段通信天线阵列；中间互相连接的4个最小天线阵元组成C频段通信天线阵列。对该实例天线进行电磁场仿真，天线阵列辐射性能指标如下：

(1)L频段1568MHz右旋圆极化最大增益10.5dBi，各方向波束宽度40°及以内，最大副瓣电平低于主波束15dB；

(2)S频段2500MHz右旋圆极化最大增益11.5dBi，各方向波束宽度40°及以内，最大副瓣电平低于主波束16dB；

(3)C频段5800MHz右旋圆极化最大增益16dBi，各方向波束宽度40°左右，最大副瓣电平低于主波束15dB。

天线仿真方向图如图2、图3、图4所示。由仿真结果可见，本专利提出的一种用于无人机反制的导航通信平面阵列天线能够取代传统大尺寸天线的应用。

专利保护点：基于天线阵列设计的用于无人机反制的导航通信平面阵列定向天线形式；基于微带天线阵元组成的天线阵列设计。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

相对于传统导航通信干扰定向天线多使用螺旋天线等定向天线的轴向大尺寸，本专利可以在几乎不占用长度空间的情况下，100％性能替代，天线增益、波束宽度均可满足此类应用天线需求，具有隐蔽性强、易于与用于无人机反制的导航信号、通信信号干扰设备集成安装、便于移动等实际有益效果。

四、附图说明：

图1为一种用于无人机反制的导航通信平面阵列天线实例图；

图2为天线实例卫星导航信号L频段仿真方向图；

图3为天线实例通信信号S频段仿真方向图；

图4为天线实例通信信号C频段仿真方向图；

图5-a为天线底座设计图正视图；

图5-b为天线底座设计图侧视图；

图5-c为天线底座设计图剖面图；

图6-a为天线支架设计图正视图；

图6-b为天线支架设计图侧视图；

图7-a为托板设计图正视图；

图7-b为托板设计图侧视图；

图8为转接板设计图；

图9-a为天线罩设计图俯视图；

图9-b为天线罩设计图侧视图。

五、具体实施方式：

本专利两个保护点：基于天线阵列设计的用于无人机反制的导航通信定向天线形式；基于微带天线阵元组成的天线阵列设计。

该天线在计算机仿真软件中设计，根据实际项目结构尺寸限制及频段需求排布天线阵列，使天线阵列性能能够满足使用要求。

根据天线阵面尺寸、频段需求，设计微带天线阵元、阵元数量及相应馈电网络。

技术方案如下：

(1)一种用于无人机反制的导航通信平面阵列天线，结构件，包括：天线底座；天线支架；托板；转接板；天线罩；所述天线支架固定于所述托板，所述托板固定于所述天线底座，所述转接板固定于所述天线底座，所述天线罩固定于所述天线底座。

(2)探测与反制组件，包括：信号处理电路；功放模块；信号接收天线；信号发射天线；浪涌保护器；所述信号处理电路连接所述功放模块，所述功放模块连接浪涌保护器，所述浪涌保护器连接所述信号发射天线。

(3)电源组件，包括：电源模块；串口控制继电器模块；所述电源模块连接所述串口控制继电器模块，并分别连接所述双串口服务器转以太网通讯模块、所述信号处理电路和所述功放模块，所述串口控制继电器模块连接所述功放模块。

(4)通讯模块，包括：双串口服务器转以太网通讯模块；所述双串口服务器转以太网通讯模块连接外部控制电脑。

(5)连接方式均为螺钉连接。

(6)连接方式均为SMA射频连接线。

(7)连接方式均为导线连接。

(8)连接方式为网线连接。

Claims

1.一种用于无人机反制的导航通信平面阵列天线，其特征在于包括结构件，探测与反制组件，通讯模块，电源组件；结构件包括天线底座，天线支架，托板，转接板，天线罩，所述天线支架固定于所述托板，所述托板固定于所述天线底座，所述转接板固定于所述天线底座，所述天线罩固定于所述天线底座；探测与反制组件包括：信号处理电路，功放模块，信号接收天线，信号发射天线，浪涌保护器，所述信号处理电路连接所述功放模块，所述功放模块连接浪涌保护器，所述浪涌保护器连接所述信号发射天线；通讯模块包括：双串口服务器转以太网通讯模块，所述双串口服务器转以太网通讯模块连接外部控制电脑；电源组件包括：电源模块，串口控制继电器模块，所述电源模块连接所述串口控制继电器模块，并分别连接双串口服务器转以太网通讯模块、所述信号处理电路和所述功放模块，所述串口控制继电器模块连接所述功放模块。