CN214706248U - 一种全向短路共形天线结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全向短路共形天线结构，安装在天线金属腔体下方的射频接头，其内芯插针穿过天线金属底板，联接至辐射振子圆盘；辐射振子圆盘短路孔通过金属套筒垫高，螺钉拧接固定至金属腔体上；金属腔体内通过发泡剂发泡，将天线罩、辐射振子圆盘与天线金属腔体粘接固定。这样，共形天线在辐射振子圆盘上增加了一个短路设计，实现了直流短路，明显增强了天线结构强度，而天线辐射振子1/4波长短路，对天线的电性能影响不大。这种共形天线结构，能够使得天线在降低气动阻力的情况下，实现方位全向辐射，保证天线结构强度。

Description

一种全向短路共形天线结构

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体涉及一种全向短路共形天线结构。

背景技术

共形天线由于与飞行器载体共形设计，具有良好的电气性能、电磁兼容性好、不易受电磁环境的干扰、较小的雷达散射截面，这些优点使其成为当前天线技术中重要的发展之一，在飞行器平台上已经得到较为广泛的应用。

但是，大部分全向共形天线往往采用的是变形单极子形式，辐射体凹进天线腔体内，天线罩与飞行器平台共形。实用新型专利“一种全向高功率机载共形天线”(授权专利号：CN 212303909 U)中所述共形天线。天线包括金属腔体、天线罩、辐射体和线缆组件，辐射体匹配安装于金属腔体的内侧，其由下辐射振子和上辐射振子组成；下辐射振子成锥形结构，其锥底匹配固定于金属腔体的内底，锥顶匹配水平安装有上辐射振子。天线能实现结构共形安装、增益方向图全向性、高功率工作等目的。

当有较大低频电流经辐射体流入射频接头，进入天线后端，即天线受雷击时，可能烧毁天线后端信号接收处理系统。当天线辐射体与天线短路，即直流短路，低频电流通过短路点，流入天线金属腔体和载体平台，可以起到防雷击的作用，亦因为短路点的存在，可明显提高天线结构强度。

发明内容

要解决的技术问题

为了防雷击，改善对飞行器的气动特性的不利影响，提高天线结构强度，本发明提供一种全向短路共形天线结构，天线直流短路，在降低气动阻力的情况下，保证天线结构强度，实现方位全向辐射。

技术方案

一种全向短路共形天线结构，其特征在于包括金属腔体、辐射振子圆盘、介质天线罩、射频接头、金属套筒和安装螺钉，所述的辐射振子圆盘位于金属腔体与介质天线罩组成的空间内，辐射振子圆盘的下端通过安装螺钉与金属腔体固连，在安装螺钉外设有金属套筒；所述的射频接头穿过金属腔体的底部，射频接头的内芯插针与辐射振子圆盘连接。

优选地：所述的金属腔体底部设有金属锥台，用于阻抗匹配。

优选地：所述的辐射振子圆盘包括三个金属圆盘，其中下部、上部圆盘半径较大，中部圆盘半径较小，其剖视图为工字型。

优选地：在金属腔体与介质天线罩之间的空隙内填充泡沫。

优选地：所述的金属套筒为4个。

优选地：所述的安装螺钉为4个。

优选地：所述的金属腔体与介质天线罩采用不锈钢空心铆钉固定。

优选地：所述的不锈钢空心铆钉为6个。

有益效果

本发明提出的一种全向短路共形天线结构，通过改变套筒高度、与中心距离和辐射振子圆盘尺寸，可以调整天线的谐振频率，有利于天线调试；辐射振子圆盘通过金属套筒和安装螺钉短路，在不影响天线电性能的情况下，可以起防雷击的作用；同时金属套筒和安装螺钉也将固定辐射振子圆盘，可以明显提高共形天线结构强度。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明一种全向短路共形天线结构的剖面示意图。

图2为本发明一种全向短路共形天线结构天线金属腔体的三维模型示意图。

图3为本发明一种全向短路共形天线结构辐射振子圆盘示意图。

图4为本发明一种全向短路共形天线结构中不锈钢空心铆钉剖面示意图，不锈钢空心铆钉中心中空。

图5为本发明一种全向短路共形天线结构中介质天线罩示意图，六个孔位为与金属腔体翻边固定安装的六个不锈钢空心铆钉安装孔位。

图6为本发明一实施例中驻波仿真结果。

图7为本发明一实施例中中心频点方位面增益方向图仿真结果。

图8为本发方明一实施例中中心频点俯仰面增益方向图仿真结果。

1-金属腔体、2-辐射振子圆盘、3-介质天线罩、4-射频接头、5-金属套筒、6-安装螺钉、7-泡沫、8-不锈钢空心铆钉、9-金属锥台、10-射频接头内芯插针。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，为本发明一种全向短路共形天线结构的剖面示意图，本发明全向短路共形天线结构包括金属腔体1、辐射振子圆盘2、介质天线罩3、射频接头4、金属套筒5、安装螺钉6、泡沫7、不锈钢空心铆钉8。

射频接头4安装至金属腔体1下方，其内芯插针10和介质穿过金属腔体1上的金属锥台9，连接至辐射振子圆盘2下部中心的螺纹孔内；辐射振子圆盘2下部与射频接头4相连，四个短路孔通过金属套筒5垫高，四个安装螺钉6拧接固定至金属腔体1上；介质天线罩3配装至金属腔体1上后，通过发泡剂发泡，将天线罩3与金属腔体1粘接，并再次将辐射振子圆盘2固定；发泡后介质天线罩3内填充泡沫7，将介质天线罩3与金属腔体1翻边通过不锈钢空心铆钉8铆接，并留出共形天线安装孔，可与飞行器平台结构联接。辐射振子圆盘2接收到的信号沿着内芯插针10，通过射频接头4，传输至后端信号处理系统；而通过射频接头4输入的信号，沿着内芯插针10传输至辐射振子圆盘2上，辐射至自由空间。

如图2所示，为金属腔体1的三维模型示意图，中间凸出结构为阻抗匹配而设计的金属锥台9，金属锥台9中间圆孔为射频接头内芯插针10以及介质通过孔位；金属锥台9周边四个孔位为辐射振子圆盘2安装孔位；金属腔体1翻边六个孔位为不锈钢空心铆钉8安装孔位。所述的金属腔体1内发泡，亦可设计为不发泡，或者在内部塞入部分介质支撑介质罩。

如图3所示，为辐射振子圆盘2示意图，整个辐射振子圆盘2可分割为三个金属圆盘，下部、上部圆盘半径较大，中部圆盘半径较小。与金属腔体1短路连接的四个孔位均布在下部圆盘上。所述的辐射振子圆盘2可以去除上层圆盘，或者在去除上层圆盘的基础上，将下层圆盘移至上层，形成倒锥型短路的辐射振子。

所述的介质天线罩3与金属腔体1翻边通过不锈钢空心铆钉8铆接，亦可采取普通铆钉铆接，在介质天线罩3和金属腔体1翻边上另开与载体平台的安装孔位。

本发明安装在天线金属腔体下方的射频接头，其内芯插针穿过天线金属底板，联接至辐射振子圆盘；辐射振子圆盘短路孔通过金属套筒垫高，螺钉拧接固定至金属腔体上；金属腔体内通过发泡剂发泡，将天线罩、辐射振子圆盘与天线金属腔体粘接固定。这样，共形天线在辐射振子圆盘上增加了一个短路设计，实现了直流短路，明显增强了天线结构强度，而天线辐射振子1/4波长短路，对天线的电性能影响不大。这种共形天线结构，能够使得天线在降低气动阻力的情况下，实现方位全向辐射，保证天线结构强度。

本实施例的天线安装在直径0.9m的共形金属蒙皮上进行仿真，在整个工作频带1477MHz-1525MHz范围内，天线电压驻波比小于1.26，全向增益大于-1.76dBi，不圆度小于1.71dB。仿真结果符合全向机载天线的指标要求，表1列出了典型频点的主要指标。

表1主要指标统计

本实施例结构设计简单、合理，安装简便。天线辐射体直流短路、防雷击的同时，既保证了天线结构强度，又实现了天线共形安装、方位全向辐射的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全向短路共形天线结构，其特征在于包括金属腔体(1)、辐射振子圆盘(2)、介质天线罩(3)、射频接头(4)、金属套筒(5)和安装螺钉(6)，所述的辐射振子圆盘(2)位于金属腔体(1)与介质天线罩(3)组成的空间内，辐射振子圆盘(2)的下端通过安装螺钉(6)与金属腔体(1)固连，在安装螺钉(6)外设有金属套筒(5)；所述的射频接头(4)穿过金属腔体(1)的底部，射频接头(4)的内芯插针(10)与辐射振子圆盘(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种全向短路共形天线结构，其特征在于所述的金属腔体(1)底部设有金属锥台(9)，用于阻抗匹配。

3.根据权利要求1所述的一种全向短路共形天线结构，其特征在于所述的辐射振子圆盘(2)包括三个金属圆盘，其中下部、上部圆盘半径较大，中部圆盘半径较小，其剖视图为工字型。

4.根据权利要求1所述的一种全向短路共形天线结构，其特征在于在金属腔体(1)与介质天线罩(3)之间的空隙内填充泡沫(7)。

5.根据权利要求1所述的一种全向短路共形天线结构，其特征在于所述的金属套筒(5)为4个。

6.根据权利要求1所述的一种全向短路共形天线结构，其特征在于所述的安装螺钉(6)为4个。

7.根据权利要求1所述的一种全向短路共形天线结构，其特征在于所述的金属腔体(1)与介质天线罩(3)采用不锈钢空心铆钉(8)固定。

8.根据权利要求7所述的一种全向短路共形天线结构，其特征在于所述的不锈钢空心铆钉(8)为6个。

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