CN220233473U - 一种套筒偶极子测向天线阵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种套筒偶极子测向天线阵，包括：天线罩（1）、微波天线开关组件（2）、上支撑柱（3）、上支架（4）、偶极子天线组件（5）、下支架（6）、下支撑柱（7）；所述下支架（6）上垂直设置有7个偶极子天线组件（5）与7个下支撑柱（7），下支撑柱（7）用于支撑上支架（3）；所述上支架（4）上通过上支撑柱（3）支撑微波天线开关组件（2）；所述套筒偶极子测向天线阵整体由一个天线罩（1）包围。本发明有效地解决了现有技术中安装在无人机上的天线，要求体积小，重量轻，风阻小，还需要进行共形设备的问题。

Description

一种套筒偶极子测向天线阵

技术领域

本实用新型涉及无人电子侦察领域，具体为一种套筒偶极子测向天线阵。

背景技术

偶极子天线（Dipole antenna或doublet）是在无线电通信中，使用最早、结构最简单、应用最广泛的一类天线。它由一对对称放置的导体构成，导体相互靠近的两端分别与馈电线相连。用作发射天线时，电信号从天线中心馈入导体；用作接收天线时，也在天线中心从导体中获取接收信号。常见的偶极子天线由两根共轴的直导线构成，这种天线在远处产生的辐射场是轴对称的，并且在理论上能够严格求解。偶极子天线是共振天线，理论分析表明，细长偶极子天线内的电流分布具有驻波的形式，驻波的波长正好是天线产生或接收的电磁波的波长。因而制作偶极子天线时，会通过工作波长来确定天线的长度。最常见的偶极子天线是半波天线，它的总长度近似为工作波长的一半。除了直导线构成的半波天线，有时也会使用其他种类的偶极子天线，如直导线构成全波天线、短天线，以及形状更为复杂的笼形天线、蝙蝠翼天线等。

安装在无人机上的天线，要求体积小，重量轻，风阻小，还需要进行共形设备，因此，不能采用常规天线。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种套筒偶极子测向天线阵，包括：天线罩、微波天线开关组件、上支撑柱、上支架、偶极子天线组件、下支架、下支撑柱；所述下支架上垂直设置有多个偶极子天线组件与多个下支撑柱，下支撑柱用于支撑上支架；所述上支架上通过上支撑柱支撑微波天线开关组件；所述套筒偶极子测向天线阵整体由一个天线罩包围。

进一步地，所述偶极子天线组件包括：上辐射体、下辐射体、同轴线缆以及有源部分；所述同轴线缆位于下辐射体内部，同轴线缆与下辐射体下接有源部分，所述上辐射体与同轴线缆的上端连接。

进一步地，所述上辐射体与下辐射体均为金属制品。

进一步地，所述上辐射体与下辐射体长度均为160mm，下辐射体直径为18mm。

进一步地，所述同轴线缆直径为8mm。

进一步地，所述多个偶极子天线组件均匀呈圆形排布，优选为7个。

进一步地，所述天线的测向误差小于等于3度（RMS），天线的不圆度小于等于±1dB。

进一步地，所述天线阵孔径为1500mm。

本实用新型提供一种套筒偶极子测向天线阵，有效地解决了现有技术中安装在无人机上的天线，要求体积小，重量轻，风阻小，还需要进行共形设备的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种套筒偶极子测向天线阵的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种套筒偶极子测向天线阵的偶极子天线结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种套筒偶极子测向天线阵的单天线指标测试框图；

图4为本实用新型提供的一种套筒偶极子测向天线阵的天线阵内场仿真测试方框图；

图5为本实用新型提供的一种套筒偶极子测向天线阵的天线阵外场仿真测试方框图；

图中，1.天线罩、2.微波天线开关组件、3.上支撑柱、4.上支架、5.偶极子天线组件、6.下支架、7.下支撑柱、8.上辐射体、9.下辐射体、10.同轴线缆、11.有源部分。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合附图对本实用新型的实施方法进行详细说明，所描述的仅为部分实施例，并非全部实施例，为了清楚的目的，在附图及说明中省略了与本实用新型无关的表示及描述。

为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本实用新型的技术方案精选以下详细说明。显然，所描述的实施案例是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例，不能理解为对本实用新型可实施范围的限定。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供一种套筒偶极子测向天线阵，包括：天线罩1、微波天线开关组件2、上支撑柱 3、上支架 4、偶极子天线组件5、下支架 6、下支撑柱 7；所述下支架 6上垂直设置有多个偶极子天线组件5与多个下支撑柱 7，下支撑柱 7用于支撑上支架3；所述上支架 4上通过上支撑柱 3支撑微波天线开关组件2；所述套筒偶极子测向天线阵整体由一个天线罩1包围。多个偶极子天线组件5均匀呈圆形排布，优选为7个。

如图2所示，偶极子天线组件5包括：上辐射体8、下辐射体9、同轴线缆10以及有源部分11；所述同轴线缆10位于下辐射体9内部，同轴线缆10与下辐射体9下接有源部分，所述上辐射体8与同轴线缆10的上端连接。

其中，上辐射体8与下辐射体9均为金属制品。上辐射体8与下辐射体9长度均为160mm，下辐射体9直径为18mm，同轴线缆10直径为8mm。

实施例1：

如图3所示，发射天线采用对数周期天线，极化方式为垂直线极化，工作频率为30~1000MHz，发射天线架设高度10米。接收天线架设在电动转台上，转台升高高度10米，天线与转台之间的距离为50米。信号源、频谱仪（收数设备）、PC、电动转台全部设置在一个局域网内，方便自动化测试。执行步骤如下：A1.设置信号源频率为30MHz，输出功率为10dBm，启动测试，自动记录频谱仪的输出值；A2.设置信号源频率为50MHz，输出功率为10dBm，启动测试，自动记录频谱仪的输出值；A3.设置信号源输出功率为10dBm，按100MHz频率步进测试100~500MHz，启动测试，自动记录频谱仪的输出值；A4.取下接收天线，转台上更换为标准天线，重复步骤A1-A3；A5.取下标准天线，转台上更换为接收天线，控制电动转台，按10°步进，重复步骤A1-A3。测试结果为：天线的增益：≥0dBi，达到设计要求；天线的不圆度：≤±1dB，达到设计要求。

实施例2：

如图4所示，仿真线采用086射频电缆制作，电缆接头为SMA-J，模拟空中来波方位为20°，测向天线阵孔径为1500mm。7根仿真线缆的长度如表1所示。

表 1

将1#~7#按序号分别接到功分器上，电缆的另一端接到一个无源耦合天线上。将1#电缆对应的无源耦合天线固定在测向天线阵的1#天线上，2#~7#电缆对应的无源耦合天线分别固定在测向天线阵的2#~7#天线上，要求无源耦合天线的固定高度相同，天线朝向按顺时针旋转一圈；信号源、接收机、PC、全部设置在一个局域网内，方便自动化测试。执行步骤如下：B1.通过测向软件，设置测试的起始频率为30MHz，输出功率为10dBm；B2.通过测向软件，设备接收机测向带宽150kHz，射频衰减10dB，天线阵孔径为1500mm，当前来波角度为20°，启动测向软件；B3.改变测试频率分别是50MHz、100MHz、200MHz、300MHz、400MHz、500MHz，重复步骤B1-B2。测试结果为：天线内场仿真误差为0.12°（RMS），小于要求的天线测向误差：≤1°（RMS）的要求，达到设计要求。

实施例3：

如图5所示，发射天线采用对数周期天线，极化方式为垂直线极化，工作频率为30~1000MHz，发射天线架设高度10米。测向天线阵架设在电动转台上，转台升高高度10米，天线与转台之间的距离为50米；信号源、接收机、PC、电动转台全部设置在一个局域网内，方便自动化测试。执行步骤如下：C1.通过测向软件，设置测试的起始频率为30MHz，输出功率为10dBm；C2.通过测向软件，设备接收机测向带宽150kHz，射频衰减10dB，天线阵孔径为1500mm，当前来波角度为0°，角度步进20°，选择自动增加角度，启动测向软件；C3.改变测试频率分别是50MHz、100MHz、200MHz、300MHz、400MHz、500MHz，重复步骤C1-C2。测试结果为：天线外场测向误差为1.55°（RMS），小于要求的天线测向误差：≤3°（RMS）的要求，达到设计要求。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种套筒偶极子测向天线阵，其特征在于，包括：天线罩（1）、微波天线开关组件（2）、上支撑柱（3）、上支架（4）、偶极子天线组件（5）、下支架（6）、下支撑柱（7）；所述下支架（6）上垂直设置有多个偶极子天线组件（5）与多个下支撑柱（7），下支撑柱（7）用于支撑上支架（4）；所述上支架（4）上通过上支撑柱（3）支撑微波天线开关组件（2）；所述套筒偶极子测向天线阵整体由一个天线罩（1）包围。

2.根据权利要求1所述的一种套筒偶极子测向天线阵，其特征在于，所述偶极子天线组件（5）包括：上辐射体（8）、下辐射体（9）、同轴线缆（10）以及有源部分（11）；所述同轴线缆（10）位于下辐射体（9）内部，同轴线缆（10）与下辐射体（9）下接有源部分（11），所述上辐射体（8）与同轴线缆（10）的上端连接。

3.根据权利要求2所述的一种套筒偶极子测向天线阵，其特征在于，所述上辐射体（8）与下辐射体（9）均为金属制品。

4.根据权利要求2所述的一种套筒偶极子测向天线阵，其特征在于，所述上辐射体（8）与下辐射体（9）长度均为160mm，下辐射体（9）直径为18mm。

5.根据权利要求2所述的一种套筒偶极子测向天线阵，其特征在于，所述同轴线缆（10）直径为8mm。

6.根据权利要求1所述的一种套筒偶极子测向天线阵，其特征在于，所述多个偶极子天线组件（5）均匀呈圆形排布。

7.根据权利要求1所述的一种套筒偶极子测向天线阵，其特征在于，所述天线的测向误差小于等于3度，天线的不圆度小于等于±1dB。

8.根据权利要求1所述的一种套筒偶极子测向天线阵，其特征在于，所述天线阵孔径为1500mm。