CN217062519U - 一种小型柱面共形天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型柱面共形天线，该天线由底座、辐射振子、调谐螺钉、天线罩、射频连接器组成。底座通过螺钉固定在柱体内表面，辐射振子开有U型槽，可减小天线尺寸。一侧通过螺钉固定在底座上，另一侧安装有调谐螺钉。天线罩固定在底座上，外表面与柱体共形。天线结构简单，安装方便，与常见的共形天线采用微波介质板实现不同，辐射振子为金属材质，性能稳定可靠，一致性高，结构简单，安装方便。

Description

一种小型柱面共形天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是一种小型共形天线。

背景技术

随着通信技术的广泛应用与发展，共形天线的需求越来越多。为了减小天线在某些平台安装后空气阻力对飞行器的影响，往往需要将天线与平台进行共形安装。对于直径较小的柱体平台，在飞行过程中姿态变化大，需满足在方位面全向辐射的要求，同时需要减轻天线的重量和体积。

常见的小型柱面共形天线辐射结构均采用微波介质板在柱体外壁上围绕一圈实现，在介质板表面设置多个天线单元来满足柱体全方位面天线辐射要求。如专利“小弹载共形天线和弹载共形天线系统”(申请号：CN201721183790.7)，使用多个微带贴片天线，围绕安装在弹体侧壁上。如专利“一种弹载一体化共形通讯天线”(申请号：CN201911044524.X)，采用柔性印刷板，在柔性印刷板的中间部位设置有天线贴片，柔性印刷板与导弹柱体共形设置。如专利“一种新型圆形共形天线结构”(申请号：CN201721183790.7)，使用多个微带贴片天线，在圆柱形飞行器筒外壁上围成一圈。如专利“弹载共形微带天线”(申请号：CN201520924315)，共形微带天线内嵌于锥形腔体，与锥形腔体外部的柱体表面共形，在腔体周向安装两个或多个共形微带天线。微波介质板存在材料参数和加工精度误差，将导致天线性能恶化。柔性微波介质板成本较高，安装困难，且天线单元直接安装在柱体外表面，不利于运输及保存。因此，为了进一步提升小型柱面共形天线性能，需要在天线设计与工程实现方面开展工作。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种小型柱面共形天线，实现小型化低剖面共形天线，具备宽波束辐射特性，以及易加工和调试的特点。

技术方案

一种小型柱面共形天线，其特征在于包括底座、辐射振子、调谐螺钉、天线罩、射频连接器；所述底座通过螺钉固定在柱体内表面；所述辐射振子上开有U型槽，一侧通过螺钉固定在底座上，另一侧安装有调谐螺钉；所述调谐螺钉为辐射振子对应频率的调节装置；所述天线罩四周内嵌有钢丝螺套，通过螺钉固定在底座上，其外表面与柱体共形；所述射频连接器的内导体与辐射振子焊接固定，射频连接器的外导体通过螺钉与底座固定。

所述的辐射振子为金属结构，在长边的两侧分别设有一段弧线。

在U型槽中间位置处设有一个通孔，用于固定射频连接器的内导体。

所述调谐螺钉为十字螺纹螺钉，设置不同长度的螺钉，可通过调节螺钉长度，调节其谐振频率。

所述射频连接器为SMA接头。

有益效果

本发明提出的一种小型柱面共形天线，与现有技术相比的优点在于：

1、本发明的辐射振子为金属结构，避免了辐射结构为微波介质板时材料参数和加工误差带来的性能恶化，天线一致性高；

2、本发明的辐射振子在前端安装有调谐螺钉，可通过改变调谐螺钉的长度实现谐振频率的调节，避免不同批次天线罩材料参数的变化导致的性能恶化；

3、本发明的辐射振子、天线罩、射频连接器均采用螺钉固定在底座上，整体结构强度高，刚度好，结构简单，稳定可靠；

4、本发明天线沿柱体周向安装两个或多个时，可使辐射能量尽可能向柱体尾部集中，保证柱体尾部整个方位面辐射要求。

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为天线整体结构示意图；

图2为天线共形安装于典型柱体(Φ＝70mm)的方向图；

图3为两组天线沿周向共形安装于典型柱体(Φ＝70mm)的合成方向图。

附图标记说明

1-底座；2-辐射振子；3-调谐螺钉；4-天线罩；5-射频连接器。

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，本发明提供一种小型柱面共形天线，包括：底座1、辐射振子2、调谐螺钉3、天线罩4、射频连接器5。底座1，所述底座1通过螺钉固定在柱体内表面。辐射振子2，所述辐射振子2上开有U型槽，可减小天线尺寸，一侧通过螺钉固定在底座1上，另一侧安装有调谐螺钉3。调谐螺钉3，所述调谐螺钉3为辐射振子2对应频率的调节装置。天线罩4，所述天线罩4四周内嵌有钢丝螺套，通过螺钉固定在底座1上，其外表面与柱体共形。射频连接器5，所述射频连接器5的内导体与天线振子2焊接固定，射频连接器5的外导体通过螺钉与底座1固定。

辐射振子2采用扇形结构，且开有U型槽，尺寸小且剖面低，重量和所占柱体空间小，显著降低天线尺寸；其尺寸为(长×宽×高)：0.22λ₀×0.15λ₀×0.04λ₀(λ₀为对应频率的空气波长)。其中长为振子左端到右端的长度，宽为上端到下端的宽度。左侧的宽度决定工作频带的低频端，右侧的宽度决定工作频带的高频端。

辐射振子2的一侧留有调谐螺钉3，可通过调节螺钉长度，调节其谐振频率。

辐射阵子2、天线罩4、射频连接器5通过螺钉固定在底座1上，结构简单，稳定可靠，一致性高。

在柱体周向安装两个或多个共形天线，可实现柱体尾部整个方位面辐射要求。

如图2所示，为天线共形安装于典型柱体(Φ＝70mm)的方向图，3dB波束宽度为140°，具有较宽的波束覆盖特性。

如图3所示，为两组天线沿周向共形安装于典型柱体(Φ＝70mm)的合成方向图，其尾部最小增益大于-2.0dB，具备良好的全向覆盖特性。

本发明的工作原理如下：底座1作为天线的金属地，射频信号通过射频连接器5馈入辐射阵子2，激励起对应频段电流，从而辐射出电磁波。本发明的天线接收电磁波的过程与上述辐射电磁波的过程相反。

通过上述技术方案，本发明天线显著减小天线尺寸，具有小型化易共形的结构特点；天线具备宽波束的辐射特性，在柱体周向安装两个或多个天线单元，可实现柱体尾部整个方位面辐射要求。同时，增加频率调节装置，为天线的工程化带来极大便利。

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 (5)

1.一种小型柱面共形天线，其特征在于包括底座(1)、辐射振子(2)、调谐螺钉(3)、天线罩(4)、射频连接器(5)；所述底座(1)通过螺钉固定在柱体内表面；所述辐射振子(2)上开有U型槽，一侧通过螺钉固定在底座(1)上，另一侧安装有调谐螺钉(3)；所述调谐螺钉(3)为辐射振子(2)对应频率的调节装置；所述天线罩(4)四周内嵌有钢丝螺套，通过螺钉固定在底座(1)上，其外表面与柱体共形；所述射频连接器(5)的内导体与辐射振子(2)焊接固定，射频连接器(5)的外导体通过螺钉与底座(1)固定。

2.根据权利要求1所述的一种小型柱面共形天线，其特征在于：所述的辐射振子(2)为金属结构，在长边的两侧分别设有一段弧线。

3.根据权利要求1所述的一种小型柱面共形天线，其特征在于：在U型槽中间位置处设有一个通孔，用于固定射频连接器(5)的内导体。

4.根据权利要求1所述的一种小型柱面共形天线，其特征在于：所述调谐螺钉(3)为十字螺纹螺钉，设置不同长度的螺钉，可通过调节螺钉长度，调节其谐振频率。

5.根据权利要求1所述的一种小型柱面共形天线，其特征在于：所述射频连接器(5)为SMA接头。

Images