CN215343001U - 探空仪天线和探空仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种探空仪天线和探空仪，该探空仪天线包括棱台载体和设置在棱台载体的至少三个侧壁的每一个上的单元阵子，接收至少三个方向的信号，在较小的空间中实现全方位的信号接收功能。本实用新型提供的探空仪包括设置在圆形平板和天线罩的包围空间中的探空仪天线，在较小的空间中实现了信号接收的全方向覆盖需求，提升了探空仪的信号接收性能。

Description

探空仪天线和探空仪

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体地，涉及探空仪天线和探空仪。

背景技术

GPS(Global Positioning System，全球定位系统)高空探测系统是新一代探空系统,采用数字化测量电路测量大气温、压、湿,并运用GPS测量大气风向、风速。采用GPS技术实现气象探空,能够大大提高气象探空的准确性,降低地面接收系统的成本,提高气象探空系统的自动化程度。

目前，传统探空仪地面部分接收天线大多为抛物面天线设计，存在体积大、重量重的缺点，同时定向接收的特性使其需要附加在雷达系统上通过伺服转台实现全向的信号接收工作。

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探空仪天线和探空仪，从而在较小的空间中实现全方位的信号接收功能。

根据本实用新型的一方面，提供一种探空仪天线，包括：

棱台载体，包括至少三个侧壁；

单元阵子，设置在所述棱台载体的至少三个侧壁的每一个上。

可选地，所述单元阵子包括：

十字交叉偶极子天线；

馈电电桥，与馈电线缆连接，设置在所述棱台载体的至少三个侧壁上，与所述十字交叉偶极子天线的底部馈电连接，

其中，所述馈电电桥为圆极化切换电桥。

可选地，所述棱台载体为中空结构，所述馈电电桥设置在所述至少三个侧壁的内表面。

可选地，所述棱台载体的至少三个侧壁的至少一个为金属渡层天线反射面。

可选地，所述棱台载体的至少三个侧壁的倾角相等。

可选地，所述棱台载体的至少三个侧壁的相邻侧壁之间的夹角相等。

可选地，所述棱台载体为塑料电镀工艺成型结构。

可选地，所述单元阵子为塑料电镀工艺成型结构。

可选地，所述至少三个侧壁的每一个上设置的所述单元阵子的朝向与与之匹配的侧壁的朝向一致。

根据本实用新型的另一方面，提供一种探空仪，包括：

圆形平板；

天线罩，设置在所述圆形平板上；

根据本实用新型提供的探空仪天线，设置在所述圆形平板与所述天线罩的包围空间中，所述探空仪天线的棱台载体的底面与所述圆形平板连接。

本实用新型提供的天线包括棱台载体和设置在棱台载体的至少三个侧壁的每一个上的单元阵子，接收至少三个方向的信号，在较小的空间中实现全方位的信号接收功能。

本实用新型提供的探空仪包括设置在圆形平板和天线罩的包围空间中的本实用新型提供的天线，在较小的空间中实现了信号接收的全方向覆盖需求，提升了探空仪的信号接收性能。

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1示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的俯视图；

图3示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的侧视图；

图4示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的单元阵子的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的单元阵子的馈电电桥的结构示意图；

图6示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的电压驻波比；

图7示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的120度方位角的方向图；

图8示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的60度方位角的方向图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的结构示意图，图2示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的俯视图，图3示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的侧视图。

参照图1、图2和图3，本实用新型实施例的探空仪天线100包括三角棱台载体110和分别设置在三角棱台载体110的三个侧壁111上的三个单元阵子120，三角棱台载体110的底部连接圆形平板101，且在本实施例中，三角棱台载体110的棱台侧面与圆形平板101的夹角为140°。

在圆形平板101上，还设置有天线罩130，将三角棱台载体110和三个单元阵子120保护在天线罩130和圆形平板101的包围空间中。

三角棱台载体110的三角棱台为等边三角结构，且为中空结构，其外表面为金属渡层天线反射面，内部设置馈电结构，其中，在本实施例中，三角棱台载体110的三个顶角对应位置形成副侧壁112(在本实施例中，副侧壁112与两个与之相邻的侧壁111的夹角相等)，去除顶角尖端，降低了顶角对空间的占用，降低了天线的整体体积。

在可选实施例中，棱台载体包括四个或更多侧壁111，对应设置四个或更多个单元阵子120，可进一步提升全方向的接收能力。

三个单元阵子120分别设置在三角棱台载体110的三个侧壁上，对应三角棱台的三个方位面，以实现全向方位空域内的球载部分信号接收工作。

其中，三角棱台载体110为塑料电镀工艺(MID)成型结构，可一体化成型，整体重量轻。

图4示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的单元阵子的结构示意图。

如图4所示，本实用新型的探空仪天线100的单元阵子120包括偶极子天线122和馈电电桥121，偶极子天线122为十字交叉结构的圆极化天线，且为水平偶极子天线，底部与馈电电桥121连接，通过馈电电桥121实现90°相位切换，可实现天线左右圆极化的切换，且三个单元阵子120的圆极化切换可独立进行，根据不同方位角接收的信号的圆极化类型针对性接收处理，提升接收效果。

其中，馈电电桥121设置在三角棱台载体110的内表面，与馈电线缆连接，单元阵子120的朝向(以图4为参考，由下至上为单元阵子120的朝向)与对应的三角棱台载体110的对应侧壁的朝向一致，使偶极子天线122下倾，与三角棱台载体110的V形反射面匹配，实现天线俯仰面波束下倾，通过切换三个单元阵子120的工作状态和各自的极化方式可满足全方向(在探空仪中，作为地面接收天线，对应圆形平板101以上的上半空间的全方向)覆盖要求。

在本实施例中，该偶极子天线122也采用塑料电镀工艺制作，整体重量轻，且偶极子为板状结构，板面与单元阵子120的朝向平行。

图5示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的单元阵子的馈电电桥的结构示意图。

如图5所示，本实用新型实施例的探空仪天线100的单元阵子120的馈电电桥121包括方形外框1211和由方形外框1211的四个顶点向中心延伸的突出结构1212，突出结构1212的主体部分由方形外框1211的顶点沿对角线向中心延伸，主体与同一对角线平行的两个突出结构1212对应一个偶极子天线的馈电。

以图5为方位参考，右上的突出结构为直线型延伸的单段结构，由顶点向中心延伸；右下的突出结构包括连续的第一段和第二段，第一段连接顶点，由顶点向中心延伸，第二段与方形外框1211的右侧边平行，由第一段和第二段的连接点向上延伸；左下的突出结构包括连续的第一段和第二段，第一段连接顶点，由顶点向中心延伸，第二段与方形外框1211的下边平行，由第一段和第二段的连接点向由延伸；左上的突出结构包括连续的第一段和第二部分，第一段由顶点向中心延伸，第二部分为回型直角弯折结构，由第一段和第二部分的连接点依次向下、向右、向上弯折，第二部分的起点和终点均落在第一段的延伸方向上。

图6示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的电压驻波比。

如图6所示，本实用新型实施例的探空仪天线100在350-450MGz频段范围内的电压驻波比均小于2，满足工程使用需求。

图7示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的120度方位角的方向图，图8示出了根据本实用新型实施例的探空仪天线的60度方位角的方向图，其中，图7和图8对应400MGz频点的方向图，图8中的特征点参数为：m1(58.0000，58.0000，2.3934)，m2(0.0000，0.0000，5.6788)。

如图7和图8所示，在400MGz的工作波段内，本实用新型实施例的探空仪天线100在方位角120°(240°、360°相同)处增益达7.4dBi，俯仰3dB波束宽度为66°；通过偶极子天线120的圆极化切换，在俯仰角60°时方位面方向图可以覆盖360度全向范围，增益波动范围2.3-5.6dBi，具有极好的全向辐射性。

本实用新型提供的探空仪天线主要用于GPS高空探测系统地面部分的信号接收，通过将球载部分的下变频信号接收并转化为射频电流信号，射频电流信号分离获得的温湿压信号和GPS信号再由地面接收机实现GPS的定位解算。

本实用新型的探空仪天线设置三角棱台载体，在三角棱台载体的互相成120度的三个侧面上分别设置了三个单元阵子，以实现全方位的信号接收，在较小的空间中实现全方位的信号接收功能。

单元阵子包括十字交叉偶极子天线和馈电电桥，通过馈电电桥切换天线的圆极化状态，进一步保障全向辐射性。

三角棱台载体和十字交叉偶极子天线为塑料电镀工艺成型结构，重量轻，在保障天线的电学特性的同时实现了轻量化需求。

三角棱台载体设置了单元阵子的侧面为金属镀层天线反射面，提升了信号接收性能。

依照本实用新型的实施例如上文所述，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。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种探空仪天线，其特征在于，包括：

棱台载体，包括至少三个侧壁；

单元阵子，设置在所述棱台载体的至少三个侧壁的每一个上。

2.根据权利要求1所述的探空仪天线，其特征在于，所述单元阵子包括：

十字交叉偶极子天线；

馈电电桥，与馈电线缆连接，设置在所述棱台载体的至少三个侧壁上，与所述十字交叉偶极子天线的底部馈电连接，

其中，所述馈电电桥为圆极化切换电桥。

3.根据权利要求2所述的探空仪天线，其特征在于，

所述棱台载体为中空结构，所述馈电电桥设置在所述至少三个侧壁的内表面。

4.根据权利要求1或3所述的探空仪天线，其特征在于，

所述棱台载体的至少三个侧壁的至少一个为金属渡层天线反射面。

5.根据权利要求1所述的探空仪天线，其特征在于，

所述棱台载体的至少三个侧壁的倾角相等。

6.根据权利要求1或5所述的探空仪天线，其特征在于，

所述棱台载体的至少三个侧壁的相邻侧壁之间的夹角相等。

7.根据权利要求1所述的探空仪天线，其特征在于，

所述棱台载体为塑料电镀工艺成型结构。

8.根据权利要求1或7所述的探空仪天线，其特征在于，

所述单元阵子为塑料电镀工艺成型结构。

9.根据权利要求2所述的探空仪天线，其特征在于，

所述至少三个侧壁的每一个上设置的所述单元阵子的朝向与与之匹配的侧壁的朝向一致。

10.一种探空仪，其特征在于，包括：

圆形平板；

天线罩，设置在所述圆形平板上；

根据权利要求1至9任一项所述的探空仪天线，设置在所述圆形平板与所述天线罩的包围空间中，所述探空仪天线的棱台载体的底面与所述圆形平板连接。

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