CN217361893U - 天线结构及飞行器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种天线结构及飞行器。该天线结构包括分别对应于两个极化设置的两对辐射单元，每对辐射单元通过对应的馈电结构馈电连接，辐射单元包括固定部、馈电巴伦以及辐射臂；其中，固定部、馈电巴伦以及辐射臂为一体式结构，辐射单元包括相间隔设置第一弯折部和第二弯折部，馈电巴伦与固定部通过第一弯折部弯折成型，辐射臂与馈电巴伦通过第二弯折部弯折成型。本申请提供的方案，通过优化天线结构的结构设计以及成型工艺，使得天线结构的结构简单，加工安装简单，提升了天线结构的性能一致性与稳定性，同时，降低了生产成本。

Description

天线结构及飞行器

技术领域

本申请涉及飞行器技术领域，尤其涉及天线结构及飞行器。

背景技术

在无线通信系统中，需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或者将无线电波转换为导波能量，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。

相关技术中，通信链路天线的类型多种多样，不同类型的天线的电气性能、辐射性能各有差异，以满足不同的使用需求。而天线的结构设计和成型工艺对天线的性能能够产生重要影响，由于相关技术中的天线的组成部件较多，结构复杂，加工组装流程繁杂，因此，生产出的天线的性能一致性与稳定性较差，难以满足现有的通信要求。并且，受限于相关技术中天线的结构设计和成型工艺，相关技术中的天线的生产成本较高。

实用新型内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种天线结构及飞行器，该天线结构的结构简单，加工安装简单，生产成本低。

本申请第一方面提供一种天线结构，包括分别对应于两个极化设置的两对辐射单元，每对所述辐射单元通过对应的馈电结构馈电连接，所述辐射单元包括固定部、馈电巴伦以及辐射臂；

其中，所述固定部、所述馈电巴伦以及所述辐射臂为一体式结构，所述辐射单元包括相间隔设置第一弯折部和第二弯折部，所述馈电巴伦与所述固定部通过所述第一弯折部弯折成型，所述辐射臂与所述馈电巴伦通过所述第二弯折部弯折成型。

在其中一个实施方式中，所述两对辐射单元的所述馈电巴伦围合成中空的柱结构，所述馈电结构包括设于所述馈电巴伦上的馈电臂，每对所述辐射单元上的所述馈电臂通过馈电线电连接，所述馈电臂及与所述馈电臂相连的所述馈电线设于所述柱结构的中空区域内。

在其中一个实施方式中，所述固定部和所述辐射臂朝所述馈电巴伦的同一侧延伸，所述馈电巴伦支撑于所述固定部和所述辐射臂之间，且分别与所述固定部和所述辐射臂相垂直。

在其中一个实施方式中，两对所述辐射单元分别沿相垂直的两个方向布置，所述馈电臂在所述馈电巴伦上设置于远离所述固定部的部位，横向相对的馈电臂通过馈电线沿横向连接。

在其中一个实施方式中，所述馈电臂通过将所述馈电巴伦上的部分切割体沿横向折弯后形成，其中，两对所述辐射单元的所述馈电臂在不同高度通过所述馈电线沿横向连接。

在其中一个实施方式中，两对所述辐射单元的所述辐射臂沿同一平面设置，相邻的所述辐射臂之间形成间隙，所述间隙对应于所述矩形柱结构的横截面四角设置。

在其中一个实施方式中，两对所述辐射单元由同一板状基材切割形成。

在其中一个实施方式中，还包括设于所述天线结构底部的反射板，两对所述辐射单元的所述固定部固定于所述反射板的中部，所述反射板的边缘设有反射边界。

在其中一个实施方式中，所述馈电巴伦垂直于所述反射板，所述辐射臂和所述反射板相平行设置，所述辐射臂与所述反射板之间具有预设间距，所述预设间距为所述天线结构的中心频点的1/5～1/4波长。

本申请第二方面提供一种飞行器，包括如上实施方式中的天线结构。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供的天线结构包括分别对应于两个极化设置的两对辐射单元，每对辐射单元通过馈电结构馈电连接，辐射单元包括固定部、馈电巴伦以及辐射臂；其中，固定部、馈电巴伦以及辐射臂为一体式结构，辐射单元包括相间隔设置第一弯折部和第二弯折部，馈电巴伦与固定部通过第一弯折部弯折成型，辐射臂与馈电巴伦通过第二弯折部弯折成型。这样设置后，通过优化天线结构的结构设计以及成型工艺，使得天线结构的结构简单，加工安装简单，提升了天线结构的性能一致性与稳定性，同时，降低了生产成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的天线结构的一种结构示意图；

图2是本申请实施例示出的天线结构的另一种结构示意图；

图3是图2中的馈电结构的放大结构示意图；

图4是图2展开后的结构示意图；

图5是图2中的一个辐射单元的展开后的结构示意图；

图6是本申请实施例示出的天线结构的其中一个视角的结构示意图；

图7是本申请实施例示出的天线结构的其中另一个视角的结构示意图。

附图标记：

100、辐射单元；110、固定部；120、馈电巴伦；130、辐射臂；140、第一弯折部；150、第二弯折部；160、馈电结构；170、反射板；141、第一端部；142、第二端部；151、第三端部；152、第四端部；161、馈电臂；162、馈电线；171、反射边界；X、横向平面；Y、纵向平面。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

相关技术中，通信链路天线的类型多种多样，不同类型的天线的电气性能、辐射性能各有差异，以满足不同的使用需求。而天线的结构设计和成型工艺对天线的性能能够产生重要影响，由于相关技术中的天线的组成部件较多，结构复杂，加工组装流程繁杂，因此，生产出的天线的性能一致性与稳定性较差，难以满足现有的通信要求。并且，受限于相关技术中天线的结构设计和成型工艺，相关技术中的天线的生产成本较高。

针对上述问题，本申请实施例提供一种天线结构及飞行器，该天线结构的结构简单，加工安装简单，生产成本低。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

请一并参见图1至图5，本申请提供一种天线结构，可以应用于陆地或者飞行器上实现陆空通信，天线结构包括分别对应于两个极化设置的两对辐射单元100，每对辐射单元100通过对应的馈电结构160馈电连接，辐射单元100包括固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130；其中，固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130辐射单元100为一体式结构，辐射单元100包括相间隔设置第一弯折部140和第二弯折部150，馈电巴伦120与固定部110通过第一弯折部140弯折成型，辐射臂130与馈电巴伦120通过第二弯折部150弯折成型。这样设置后，通过优化天线结构的结构设计以及成型工艺，使得天线结构的结构简单，加工安装简单，提升了天线结构的性能一致性与稳定性，同时，降低了生产成本。

本实施例中，辐射单元100可以是金属材料，辐射单元100在成型出固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130等部件前可以是板状结构，通过在板状结构上冲压或者雕刻等加工工艺成型出固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130等部件，再通过折叠的方式将固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130等部件折叠以形成天线结构，如此，天线结构的成型工艺简单，省去了固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130等部件的组装流程，有效减少了固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130之间的装配误差，如此，能够有效保持天线结构的性能一致性与稳定性。

本实施例中，两对辐射单元100分别沿相互交叉的两个方向相对设置，以使两对辐射单元100的辐射臂130配合形成两对极化交叉的偶极子，优选地，两对辐射单元100分别沿相互交叉的两个方向相对设置，以使两对辐射单元100的辐射臂130配合形成两对极化正交的偶极子。另外，两对辐射单元100为半波偶极子结构。

请再次参见图2至图3，一些实施例中，两对辐射单元100的馈电巴伦120围合成中空的柱结构，馈电结构160包括设于馈电巴伦120上的馈电臂161，每对辐射单元上的馈电臂161通过馈电线162电连接，馈电臂161及与馈电臂161相连的馈电线162设于柱结构的中空区域内。每对辐射单元100对应于其中一个极化设置，每对辐射单元100采用馈电线162电连接，本实施例中的馈电线162可以是同轴线缆，由于同轴电缆属于不平衡传输线，若将其直接与天线连接，则同轴电缆的外导体就有高频电流流过，外导体流过的高频电流会产生辐射分量，甚至影响天线的极化方向，通过将同轴线缆的内芯连接其中一个馈电巴伦120上的馈电臂161，同轴线缆的外导体连接与之相对的另一个馈电巴伦120上的馈电臂161，馈电巴伦120能够在辐射臂130和同轴电缆之间起到不平衡至平衡的变换作用，以改善天线的极化效果。

本实施例中，两对辐射单元的辐射臂161沿同一平面设置，相邻的辐射臂161之间形成间隙，间隙对应于柱结构的横截面四角设置。这样设置后，在保证辐射臂161带宽的前提下，减少了两个极化辐射臂之间的耦合，保证了双极化天线的隔离度，使天线结构能够维持较高的交叉极化比。优选地，间隙的宽度由四个辐射臂161中心向外围逐渐变宽。

本实施例中，两对辐射单元100上的馈电臂161在柱结构的中空区域内呈相互交叉分布，可以使用两根同轴线缆分别与两对辐射单元100上的馈电臂161电连接，两根同轴线缆相互交叉设置，并分别与其中的一对辐射单元100上的馈电臂161电连接。

请参见图1，一些实施例中，固定部110和辐射臂130朝馈电巴伦120的同一侧延伸，馈电巴伦120支撑于固定部110和辐射臂130之间，且分别与固定部110和辐射臂130相垂直。固定部110用于将辐射单元100整体固定，馈电巴伦120对辐射臂130起支撑作用；两对辐射单元100的固定部110和辐射臂130能够分别呈发散状朝天线结构的四周延伸，这样，辐射单元100整体能够被固定部110更稳定地固定。

一些实施例中，两对辐射单元分别沿相垂直的两个方向布置，馈电臂161在馈电巴伦120上设置于远离固定部110的部位，横向相对的馈电臂161通过馈电线162沿横向连接。这样设置后，馈电线162能够将四个辐射单元连接为一体，有利于保证天线结构的结构稳定性。

一些实施例中，馈电臂161通过将馈电巴伦120上的部分切割体沿横向折弯后形成，其中，两对辐射单元的馈电臂161在不同高度通过馈电线162沿横向连接。也就是说，馈电巴伦120与馈电臂161为一体结构，可以通过冲压的方式在馈电巴伦120上成型出馈电臂161。两对辐射单元的馈电臂161的高度不同，能够避免与两对辐射单元的馈电臂161连接的馈电线162产生相互干扰，提升天线结构性能的稳定性。

请一并参见图4至图7，一些实施例中，第一弯折部140具有靠近馈电巴伦120的第一端部141，靠近固定部110的第二端部142；其中，第一端部141沿纵向平面Y延伸，第二端部142沿横向平面X延伸。这样设置后，馈电巴伦120能够设于纵向平面Y，固定部110能够设于横向平面X，馈电巴伦120与固定部110通过第一弯折部140能够相互垂直。值得说明的是，横向平面X可以是平行于地面的方向，纵向平面Y可以是垂直于地面的方向。

本实施例中，至少一对辐射单元100的第一弯折部140的第二端部142分别沿横向平面X相向延伸，且连接为一体结构。这样设置后，至少一对辐射单元100的两个固定部110能够相互连接，且连接为一体结构，如此，至少一对辐射单元100能够连接为一体结构，也就是说，至少一对辐射单元100上的固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130等部件能够成型于一整块基板上，进一步减少了至少一对辐射单元100之间的组装工序，有利于提高天线结构的成型精度，进而提升天线结构的性能一致性与稳定性。另一些实施例中，两对辐射单元由同一板状基材切割形成，或两对辐射单元100的第一弯折部140的第二端部142沿横向平面X相互靠近，且连接为一体结构，如此，两对辐射单元100上的固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130等部件能够成型于一整块基板上，这样，整个天线结构能够通过一体成型的方式制得，大大提升了生产效率，降低了生产成本。

一些实施例中，第二弯折部150具有靠近巴伦的第三端部151，靠近辐射臂130的第四端部152；其中，第三端部151沿纵向平面Y延伸，第四端部152沿横向平面X延伸。这样设置后，馈电巴伦120能够设于纵向平面Y，辐射臂130能够设于横向平面X，辐射臂130与馈电巴伦120通过第二弯折部150能够相互垂直。

本实施例中，每对辐射单元100的第二弯折部150的第四端部152分别沿横向平面X反向延伸。这样设置后，每对辐射单元100的辐射臂130能够沿横向平面X反向延伸，以形成发散状的辐射结构。

请再次参见图1至图2，一些实施例中，天线结构还包括设于天线结构底部的反射板170，两对辐射单元100的固定部110固定于反射板170的中部，反射板170的边缘设有反射边界171。固定部110可以通过多种连接方式固定于反射板170，包括但不限于焊接或螺钉连接。反射边界171的尺寸大小能够对天线的波束宽度产生影响，通过调节反射边界171的尺寸能够改善天线的波束宽度，进而提高天线的增益系数。本实施例中的反射板170可以是金属材质或者PCB板材。

一些实施例中，馈电巴伦120垂直于反射板170，辐射臂130和反射板170相平行设置，辐射臂130与反射板170之间具有预设间距，预设间距为天线结构的中心频点的1/5～1/4波长，例如可以是1/5波长，也可以是1/4波长，如此，能够实现天线结构的低剖面设计，减小天线结构的尺寸。

一些实施例中，天线结构根据具体的结构性能、电气性能及辐射性能的需求，对第一弯折部140和/或第二弯折部150的结构进行适应性调整，例如，第一弯折部140和/或第二弯折部150处可以是分体式结构，并通过多种连接方式例如焊接、铆接或者铰链的方式进行连接。

通过驻波测试，应用了本申请提供的天线结构的天线能够工作在0.82～1.5GHz频段内，且电压驻波比≤1.5。

以上实施例介绍了本申请实施例提供的天线结构，相应地，本申请还提供一种飞行器的实施例，本实施例提供的飞行器包括如上述任意实施例所描述的天线结构。

其中，天线结构包括分别对应于两个极化设置的两对辐射单元100，每对辐射单元100通过馈电结构160馈电连接，辐射单元100包括固定部110、馈电巴伦120以及辐射臂130；其中，辐射单元100为一体式结构，且包括相间隔设置第一弯折部140和第二弯折部150，馈电巴伦120与固定部110通过第一弯折部140弯折成型，辐射臂130与馈电巴伦120通过第二弯折部150弯折成型。这样设置后，通过优化天线结构的结构设计以及成型工艺，使得天线结构的结构简单，加工安装简单，提升了天线结构的性能一致性与稳定性，同时，降低了生产成本。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：

分别对应于两个极化设置的两对辐射单元，每对所述辐射单元通过对应的馈电结构馈电连接，所述辐射单元包括固定部、馈电巴伦以及辐射臂；

其中，所述固定部、所述馈电巴伦以及所述辐射臂为一体式结构，所述辐射单元包括相间隔设置第一弯折部和第二弯折部，所述馈电巴伦与所述固定部通过所述第一弯折部弯折成型，所述辐射臂与所述馈电巴伦通过所述第二弯折部弯折成型。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：

所述两对辐射单元的所述馈电巴伦围合成中空的柱结构，所述馈电结构包括设于所述馈电巴伦上的馈电臂，每对所述辐射单元上的所述馈电臂通过馈电线电连接，所述馈电臂及与所述馈电臂相连的所述馈电线设于所述柱结构的中空区域内。

3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：

所述固定部和所述辐射臂朝所述馈电巴伦的同一侧延伸，所述馈电巴伦支撑于所述固定部和所述辐射臂之间，且分别与所述固定部和所述辐射臂相垂直。

4.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于：

两对所述辐射单元分别沿相垂直的两个方向布置，所述馈电臂在所述馈电巴伦上设置于远离所述固定部的部位，横向相对的所述馈电臂通过所述馈电线沿横向连接。

5.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于：

所述馈电臂通过将所述馈电巴伦上的部分切割体沿横向折弯后形成，其中，两对所述辐射单元的所述馈电臂在不同高度通过所述馈电线沿横向连接。

6.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于：

两对所述辐射单元的所述辐射臂沿同一平面设置，相邻的所述辐射臂之间形成间隙，所述间隙对应于所述柱结构的横截面四角设置。

7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：

两对所述辐射单元由同一板状基材切割形成。

8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：

还包括设于所述天线结构底部的反射板，两对所述辐射单元的所述固定部固定于所述反射板的中部，所述反射板的边缘设有反射边界。

9.根据权利要求8所述的天线结构，其特征在于：

所述馈电巴伦垂直于所述反射板，所述辐射臂和所述反射板相平行设置，所述辐射臂与所述反射板之间具有预设间距，所述预设间距为所述天线结构的中心频点的1/5～1/4波长。

10.一种飞行器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的天线结构。

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