專利名稱：避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于飛行載體的內(nèi)外城垛式避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線，其典型工作頻段為P波段和L波段，垂直極化工作，具有增益高、駐波小、效率高、雙波段工作，主要應(yīng)用于各種不同的飛行載體身份的識(shí)別系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等。
背景技術(shù)：
目前，民航系統(tǒng)中都安裝了便于空中交通管制的識(shí)別系統(tǒng)；歐美發(fā)達(dá)國家的各式軍用戰(zhàn)機(jī)中都裝備了基于西方體制的敵我識(shí)別系統(tǒng)，其主要工作波段為L波段；俄羅斯等國家的各式軍用戰(zhàn)機(jī)中則裝備了基于東方體制的敵我識(shí)別系統(tǒng)，其主要工作波段為P波段；而還有一些工作的戰(zhàn)機(jī)中則同時(shí)安裝了基于西方體制和東方體制的敵我識(shí)別系統(tǒng)，顯然其工作波段同時(shí)包含了 L波段和P波段，并且要求兩個(gè)波段接口兼容。這些系統(tǒng)屬于無線通信裝備，天線屬于關(guān)鍵設(shè)備之一。此外，應(yīng)用于這些系統(tǒng)的天線一般安裝于飛機(jī)蒙皮的表面。當(dāng)然飛彈也有通信控制系統(tǒng)，也需要配置天線才能工作。對(duì)于這類高速飛行載體，對(duì)天線都有相似的要求，即天線要求結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好、耐高低溫、尺寸小、電性能好等?，F(xiàn)有的天線要么只能工作于西方體制系統(tǒng)，要么只能工作于東方體制系統(tǒng)，而沒有同時(shí)能夠兼容兩種體制的天線系統(tǒng)，且該種天線的天線罩不是采用模具澆鑄成形，該種天線的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、尺寸大、帶寬窄、增益較低，只能工作于一個(gè)波段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠改善天線的帶寬并能顯著強(qiáng)化天線整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的飛行載體用避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線，包括金屬反射腔，在金屬反射腔內(nèi)設(shè)有微帶板，在微帶板上設(shè)有多工器，在多工器的主路上連接有同軸電纜，在多工器的第一支路及第二支路上分別連接有第一輻射振子及第二輻射振子，在第一輻射振子及第二輻射振子上包覆有實(shí)心天線罩，在實(shí)心天線罩還設(shè)有避雷反射振子，并且，避雷反射振子位于第一輻射振子及第二輻射振子的同側(cè)，避雷反射振子與第一輻射振子相鄰且避雷反射振子高于第一輻射振子，第一輻射振子高于第二輻射振子，所述避雷反射振子的下端設(shè)在金屬反射腔上，避雷反射振子的上端延伸至實(shí)心天線罩的頂部，所述的第一輻射振子及第二輻射振子采用空 心帆形單極金屬振子，所述空心帆形單極金屬振子由第一金屬直條、第二金屬直條及弧形金屬條組成，第一金屬直條、第二金屬直條及弧形金屬條首尾相接，并且，第一金屬直條、第二金屬直條及弧形金屬條形成的三個(gè)角為銳角，在空心帆形單極金屬振子設(shè)置或直接焊接金屬塊，形成內(nèi)外城垛式結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
(I)本發(fā)明中天線輻射部分由兩個(gè)空心帆形單極金屬振子構(gòu)成，這種天線輻射結(jié)構(gòu)不僅可以改善天線的帶寬，雙波段工作，同時(shí)也顯著加強(qiáng)了天線整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。(2)采用金屬反射腔并在金屬反射腔上設(shè)置階梯形通孔且階梯形通孔中的大孔位于金屬反射腔的內(nèi)側(cè)，所述實(shí)心天線罩延伸進(jìn)入并充實(shí)于階梯形通孔中，換句話說，在本制備發(fā)明時(shí)，該結(jié)構(gòu)能使高溫實(shí)心天線罩介質(zhì)流體直接流動(dòng)到金屬反射腔的下平面，最大程度的保證天線罩、輻射振子和金屬反射腔的牢固結(jié)合，使得本發(fā)明的整體強(qiáng)度得以提高。實(shí)心天線罩利用模具采用高溫高壓澆鑄成型工藝，其材質(zhì)采用具有高強(qiáng)度、溫度特性好的介質(zhì)材料，保證該天線罩具備高強(qiáng)度、耐高溫和低溫；同時(shí)，有利于縮小天線的整體尺寸。(3)采用微帶板設(shè)計(jì)了具有帶內(nèi)差損小、隔離度高的多工器，安全于金屬腔的內(nèi)偵牝使得兩個(gè)支路和一個(gè)主路都具有很好的駐波特性。(4)在空心帆形單極金屬振子設(shè)置或直接焊接金屬塊，形成內(nèi)外城垛式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)與未設(shè)置金屬塊的本發(fā)明的其他技術(shù)方案相比，能夠進(jìn)一步提高天線的整體強(qiáng)度和拓展天線工作帶寬。(5)由于避雷反射振子被設(shè)置為天線的最高端且為金屬材質(zhì)(通常為銅或鋁合金)，下端連接于金屬反射腔，從而避雷反射振子具有避雷功能。由于避雷反射振子位于第一輻射振子及第二輻射振子的同側(cè)且與高于第二輻射振子的第一輻射振子相鄰，從而避雷反射振子增強(qiáng)了第一輻射振子及第二輻射振子的方向性，參照?qǐng)D13和圖15，分別對(duì)應(yīng)P波段和L波段工作頻段；同時(shí)給出了未設(shè)有避雷反射振子的天線方向圖，參照?qǐng)D12和圖14，分別對(duì)應(yīng)P波段和L波段工作頻段，兩相比較，增加了避雷反射振子之后天線的方向性顯著增強(qiáng)，增益顯著提高。此外，隨著實(shí)心天線罩內(nèi)避雷反射振子的增設(shè)，天線的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得以增強(qiáng)。


在結(jié)合附圖閱讀描述后，本發(fā)明的上述目的、其它特征和優(yōu)點(diǎn)都會(huì)更明顯，其中 圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖的前視圖。圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖的側(cè)視圖。圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖的俯視圖。圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖中的多工器示意圖。圖5是本發(fā)明中多工器主路駐波圖。圖6是本發(fā)明中多工器第一支路駐波圖。圖7是本發(fā)明中多工器第二支路駐波圖。圖8是本發(fā)明第一輻射振子的駐波圖。圖9是普通的與第一輻射振子等長度的圓柱形單極子天線的駐波圖。圖10是本發(fā)明第二輻射振子的駐波圖。圖11是普通的與第二輻射振子等長度的圓柱形單極子天線的駐波圖。圖12是未加避雷反射振子時(shí)P波段天線的輻射方向圖。圖13是本發(fā)明P波段天線的輻射方向圖。圖14是未加避雷反射振子時(shí)L波段天線的輻射方向圖。圖15是本發(fā)明天線L波段的輻射方向圖。具體實(shí)施例方式一種避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線，包括金屬反射腔8，在金屬反射腔8內(nèi)設(shè)有微帶板6，在微帶板6上設(shè)有多工器11，在多工器11的主路11-3上連接有同軸電纜9，在多工器11的第一支路11-1及第二支路11-2上分別連接有第一輻射振子2及第二輻射振子3,在第一福射振子2及第二福射振子3上包覆有實(shí)心天線罩1，在實(shí)心天線罩I還設(shè)有避雷反射振子13，并且，避雷反射振子13位于第一輻射振子2及第二輻射振子3的同側(cè)，避雷反射振子13與第一輻射振子2相鄰且避雷反射振子13高于第一輻射振子2，第一輻射振子2高于第二輻射振子3，所述避雷反射振子13的下端設(shè)在金屬反射腔8上，避雷反射振子13的上端延伸至實(shí)心天線罩I的頂部，所述的第一輻射振子2及第二輻射振子3采用空心帆形單極金屬振子，所述空心帆形單極金屬振子由第一金屬直條、第二金屬直條及弧形 金屬條組成，第一金屬直條、第二金屬直條及弧形金屬條首尾相接，并且，第一金屬直條、第二金屬直條及弧形金屬條形成的三個(gè)角為銳角。在本實(shí)施例中，
在空心帆形單極金屬振子設(shè)有金屬塊12，所述金屬塊12的形狀不限，可以是矩形、正方形或者三角形等結(jié)構(gòu)；在金屬反射腔8設(shè)有階梯形通孔4且階梯形通孔中的大孔位于金屬反射腔8的內(nèi)側(cè)，所述實(shí)心天線罩I延伸進(jìn)入并充實(shí)于階梯形通孔4中，階梯形通孔4的形狀和數(shù)量不限，可以是單個(gè)或者多個(gè)矩形、橢圓形等形狀的階梯形通孔。本發(fā)明可以采用以下制備工藝來制造本發(fā)明的一種適于飛行載體的避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線，具體步驟如下首先根據(jù)實(shí)心天線罩和天線反射地結(jié)構(gòu)開設(shè)模具，把天線反射地、一對(duì)天線輻射振子放置于模具中，同時(shí)在模具上通過小孔注入流體狀實(shí)心天線罩介質(zhì)材料，材料注滿整個(gè)模具后，進(jìn)行冷卻，最后去除模具即得到一體化天線。
下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。該實(shí)施例是一種用于基于東方體制和西方體制的敵我識(shí)別識(shí)別系統(tǒng)等設(shè)備的天線，其工作在兩個(gè)波段，分別為P波段的580MHz-620MHz和L波段的980MHz_1060MHz，增益分別大于5dB和6dB，采用的結(jié)構(gòu)如圖I所示，
即以空心帆形單極金屬振子構(gòu)成輻射振子，金屬反射腔8上具有兩個(gè)橢圓透孔構(gòu)成，實(shí)心天線罩I采用高強(qiáng)度塑料材料構(gòu)成，多工器11由微帶板構(gòu)成，多工器11的兩個(gè)支路分別為端口 11-1和端口 11-2，多工器11的主路為端口 11-3并作為天線外接端口。該天線中多工器的主路11-3駐波如圖5所示，該圖表明天線主路的工作在雙波段，駐波小于2的頻帶部分包括了 P波段的560MHz-640MHz和L波段的960MHz_1080MHz，完全滿足設(shè)計(jì)要求；該多工器的第一支路11-1駐波如圖6所示，該圖表明支路工作在單波段，駐波小于2的頻帶部分包括了 P波段的560MHz-620MHz，完全滿足設(shè)計(jì)要求；該多工器的第二支路11-2駐波如圖7所示，該圖表明該支路工作在單波段，駐波小于2的頻帶部分包括了 L波段的960MHz-1080MHz，完全滿足設(shè)計(jì)要求；第一輻射振子的駐波如圖8所示，該圖表明駐波小于2的頻段部分包括了 P波段的530MHz-650MHz，而普通等長度的圓柱形單極子天線的駐波如圖9所示，兩者相比，本發(fā)明中的第一輻射振子的駐波帶寬要寬，并且駐波更?。坏诙椛湔褡拥鸟v波如圖10所示，該圖表明駐波小于2的頻段部分包括了 L波段的900MHz-1260MHz,而普通等長度的圓柱形單極子天線的駐波如圖11所示,兩者相比,本發(fā)明中的輻射振子的駐波帶寬要寬，并且駐波更小。由于避雷反射振子位于第一輻射振子及第二輻射振子的同側(cè)且與高于第二輻射振子的第一輻射振子相鄰，從而避雷反射振子增強(qiáng)了第一輻射振子及第二輻射振子的方向性，參照?qǐng)D13和圖15，分別對(duì)應(yīng)P波段和L波段工作頻段，最高增益分別為5. 84dB和6. 98dB ;同時(shí)給出了未設(shè)有避雷反射振子的天線方向圖，參照?qǐng)D12和圖14，分別對(duì)應(yīng)P波段和L波段工作頻段，最高增益分別為4. 60dB和4. 71dB,兩相比較，增加了避雷反射振子之后天線的方向性顯著增強(qiáng)，增益顯著提高。對(duì)應(yīng)第一輻射振子的輻射方向圖如圖13所示，對(duì)應(yīng)第二輻射振子的輻射方向圖如圖15所示(參考反射地的直徑為60cm)。盡管本發(fā)明已經(jīng)參照附圖和優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。本發(fā)明的各種更改、變化，和等同物有所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容涵蓋。權(quán)利要求
1.一種避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線，其特征在于，包括金屬反射腔(8)，在金屬反射腔(8)內(nèi)設(shè)有微帶板(6)，在微帶板(6)上設(shè)有多工器(11)，在多工器(11)的主路(11-3)上連接有同軸電纜(9)，在多工器(11)的第一支路(11-1)及第二支路(11-2)上分別連接有第一輻射振子(2)及第二輻射振子(3)，在第一輻射振子(2)及第二輻射振子(3)上包覆有實(shí)心天線罩(I )，在實(shí)心天線罩(I)還設(shè)有避雷反射振子(13)，并且，避雷反射振子(13)位于第一輻射振子(2)及第二輻射振子(3)的同側(cè)，避雷反射振子(13)與第一輻射振子(2)相鄰且避雷反射振子(13)高于第一輻射振子(2)，第一輻射振子(2)高于第二輻射振子(3)，所述避雷反射振子(13)的下端設(shè)在金屬反射腔(8)上，避雷反射振子(13)的上端延伸至實(shí)心天線罩(I)的頂部，所述的第一輻射振子(2)及第二輻射振子(3)采用空心帆形單極金屬振子，所述空心帆形單極金屬振子由第一金屬直條、第二金屬直條及弧形金屬條組成，第一金屬直條、第二金屬直條及弧形金屬條首尾相接，并且，第一金屬直條、第二金屬直條及弧形金屬條形成的三個(gè)角為銳角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線，其特征在于，在空心帆形單極金屬振子設(shè)有金屬塊(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線，其特征在于，在金屬反射腔(8)設(shè)有階梯形通孔(4)且階梯形通孔中的大孔位于金屬反射腔(8)的內(nèi)側(cè)，所述實(shí)心天線罩(I)延伸進(jìn)入并充實(shí)于階梯形通孔(4)中。
全文摘要
一種避雷反射式高強(qiáng)度雙波段定向天線，包括金屬反射腔，在金屬反射腔內(nèi)設(shè)有微帶板，在微帶板上設(shè)有多工器，在多工器的主路上連接有同軸電纜，在多工器的第一支路及第二支路上分別連接有第一輻射振子及第二輻射振子，在第一輻射振子及第二輻射振子上包覆有實(shí)心天線罩，在實(shí)心天線罩設(shè)有避雷反射振子，避雷反射振子位于第一輻射振子及第二輻射振子的同側(cè)，第一輻射振子及第二輻射振子采用空心帆形單極金屬振子，空心帆形單極金屬振子由第一、第二金屬直條及弧形金屬條組成，第一、第二金屬直條及弧形金屬條首尾相接，第一、第二金屬直條及弧形金屬條形成的三個(gè)角為銳角,在空心帆形單極金屬振子設(shè)置或直接焊接金屬塊，形成內(nèi)外城垛式結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01Q5/01GK102637947SQ20121013266
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者夏繼鋼, 曹振新, 沙本桂, 王安寧 申請(qǐng)人:東南大學(xué), 中國人民解放軍總裝備部南京軍事代表局, 中電科技揚(yáng)州寶軍電子有限公司