本實用新型涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高增益高精度頭端彈載天線。

背景技術(shù)：

常規(guī)彈藥的智能化改造是軍事熱門的科研領(lǐng)域之一，其中比較熱門的智能化改造方向就是在彈藥上裝上能夠接收信號的導航天線，接收導航衛(wèi)星對目標的定位數(shù)據(jù)，使其投射方向更加準確無誤。但是簡單的導航天線和彈藥的組合并不會使投射方向非常準確，其中需要考慮的問題很多，例如，由于彈上空間十分有限，對彈上天線提出了這樣一些急迫而現(xiàn)實的需求:體積小、重量輕、能夠與彈丸共形、在受控范圍內(nèi)任意位姿下都能可靠接收指令等。

為了不影響彈藥的氣動特性，能適應(yīng)彈體機動所帶來的天線指向變化的陣列共形天線是近年來研究彈載天線的重點。目前普遍使用的彈載陣列共形天線，通常是在彈體軸向上共形添加多個陣列天線以保證其在受控范圍內(nèi)任何位姿下都能可靠接收指令，軸向上的共形天線必須保證多個，這樣的設(shè)計一方面造成整個裝置在使用時重量增大，影響定位精度、造成可靠性下降；另一方面，造成成本增加。

此外，現(xiàn)有的彈載共形天線還存在定位精度低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：針對現(xiàn)有彈載陣列共形天線必須保證天線多個，造成整體重量增加、成本增高的不足，提供一種高增益高精度頭端彈載天線，該申請結(jié)構(gòu)簡單、在保證共形的基礎(chǔ)上，相比現(xiàn)有技術(shù)在接收信號方面具有更高的可靠性。

本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種高增益高精度頭端彈載天線，包括設(shè)于彈體頭端的錐形外罩，所述錐形外罩與彈體頭端形成一空腔；還包括介質(zhì)天線、與介質(zhì)天線連接的信號處理PCB板，所述錐形外罩形狀錐度參考彈體形狀錐度設(shè)計，使錐形外罩外部表面與所述彈體表面無縫共面共形，所述介質(zhì)天線、信號處理PCB板均設(shè)于所述空腔內(nèi)。整個天線裝置設(shè)于彈體頭端，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中需要陣列多個天線才能保證定位精度，此設(shè)計保證其在受控范圍內(nèi)360°都能可靠接收指令，同時重量減輕、成本降低。介質(zhì)天線和信號處理PCB板密封為一體，保障其在惡劣的環(huán)境中能正常工作，減少信號損失。

上述方案中，還包括用于安裝所述信號處理PCB板的底板腔體。

所述彈體頭端開設(shè)有天線槽，所述底板腔體包括第一凹槽部、第二凹槽部、第一連接部和第二連接部，所述信號處理PCB板邊緣通過第一連接部與所述底板腔體連接，所述信號處理PCB板與所述底板腔體的第一凹槽部形成第一空腔，充分優(yōu)化內(nèi)部空間，實現(xiàn)整機小型化，利用第一凹槽部側(cè)壁的厚度，正好與所述信號處理PCB板形成第一空腔，第一空腔用于信號處理PCB板上元器件的安置；所述天線槽的槽體通過第二連接部與所述底板腔體連接，所述天線槽與所述底板腔體的第二凹槽部形成第二空腔；所述錐形外罩下端通過第二連接部與所述底板腔體連接，并與所述彈體表面無縫共面共形。天線槽的開設(shè)，在同等大小的錐形外罩下，具有更大的內(nèi)部空間，充分優(yōu)化內(nèi)部空間，實現(xiàn)整機小型化。

信號處理PCB板與底板腔體、所述錐形外罩與底板腔體、所述底板腔體與所述天線槽之間的連接方式為螺紋連接或膠粘連接，使所述錐形外罩表面與所述彈體表面無縫共面共形。

還包括信號解算模塊，所述信號解算模塊設(shè)置于所述第二空腔內(nèi)，充分優(yōu)化內(nèi)部空間，實現(xiàn)整機小型化，利用第二凹槽部側(cè)壁的厚度，正好與所述天線槽底部形成第二空腔，并與所述信號處理PCB板電連接，將經(jīng)過信號處理PCB板處理后的信號送給信號解算模塊進行處理和決策。充分利用空腔內(nèi)，優(yōu)化內(nèi)部空間，實現(xiàn)整機小型化。

上述方案中，所述信號處理PCB板為FR4環(huán)氧板，所述FR4環(huán)氧板下側(cè)面設(shè)置有低噪聲信號模塊LNA，所述低噪聲信號模塊LNA是將信號進行放大和濾波的部分。

所述低噪聲信號模塊LNA采用旁路高抑制聲表濾波器、P1壓縮點高的放大管，保證電路的低噪無失真?zhèn)鬏敗?/p>

上述方案中，所述介質(zhì)天線具體包括機體金屬地層，一般敷上導電金屬層、正方形介質(zhì)層，設(shè)置為正方形，保證在XY方向上共振基本一致，從而達到均勻收星的效果、上層輻射面層，上層輻射銀面形狀根據(jù)工作頻率進行調(diào)整，實現(xiàn)天線諧振、饋電針，用于介質(zhì)天線與信號處理PCB板的連接，所述饋電針整體貫穿介質(zhì)天線，與上層輻射面相連，并進行錫焊熔接在一起，與機體金屬地層絕緣，并焊接在信號處理PCB板上進行饋電；

所述正方形介質(zhì)層采用中低介電常數(shù)陶瓷材料，中低介電常數(shù)陶瓷材料具有輻射面積大效率高的特點，其介電常數(shù)因工作頻率的更改可從6-16進行調(diào)整，具有良好的駐波比；正方形介質(zhì)層厚度為4mm-10mm，增加介質(zhì)層厚度，為了提高天線低仰角增益、增加帶寬、增加天線輻射性能。

上述方案中，所述饋電針數(shù)量為4個，提高定位精度，所述饋電針距離所述正方形介質(zhì)層幾何中心5mm處均勻陣列，形成四饋形式。饋針距離中心越遠，阻抗越大，合理調(diào)整調(diào)整饋點距離，距離所述正方形介質(zhì)層幾何中心5mm處天線饋點阻抗為50歐姆。

所述信號處理PCB板還包括四路功分移相器，所述四路功分移相器與四個饋電針末端分別連接，使四點饋電實現(xiàn)順時針0°、90°、180°、270°或逆時針0°、90°、180°、270°的相位變化，實現(xiàn)左旋圓極化或右旋圓極化，通過器件相位的精確控制，順時針或逆時針每個饋點的相位差精確控制在90±1°，保證相位差值精度，有利于提高天線的相位中心穩(wěn)定度，提高天線的相位中心穩(wěn)定性能提高衛(wèi)星天線接收信號的位置精度，可由米級定位提高到毫米級或厘米級定位。

上述方案中，所述錐形外罩采用復合玻璃鋼材料，此材料的外罩具有抗風抗震抗沖擊功能，使整個天線結(jié)構(gòu)可靠；所述底板腔體采用鋁合金材質(zhì)，此材料一方面重量輕，降低整個天線結(jié)構(gòu)的重量，另一方面，成本相對鋁來說更加低廉，此外還具有信號屏蔽作用。

綜上，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型通過在彈體頭端開設(shè)錐形外罩，只需在其內(nèi)嵌一根天線，即可確保天線可靠地接受信號，整個天線重量減輕，定位可靠性增大、成本降低；在頭端設(shè)置天線，相比于現(xiàn)有技術(shù)在軸向上陣列設(shè)置天線來說，可360°可靠接收信號，保證其在受控范圍內(nèi)任何位姿下都能可靠接收指令。頭端錐形外罩的共形設(shè)計極大減小了風阻，提高了彈藥的氣動性能。

2、本實用新型采用中低介電常數(shù)陶瓷材質(zhì)制作天線，在其允許的工作頻率內(nèi)具有良好的駐波比，增大天線輻射效率；并通過增加介質(zhì)厚度，提高天線輻射性能，增強天線接收效果，較傳統(tǒng)彈載天線信噪比高2-3個CN值。

3、本實用新型采用采用四點饋電形式，并配合四路功分移相器進而實現(xiàn)天線的高精度和高增益，提高天線相位中心穩(wěn)定度。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是介質(zhì)天線和信號處理PCB板的俯視圖；

圖3是本實用新型介質(zhì)天線的側(cè)面圖；

圖中標記：1-彈體，2-天線槽，2-1-槽體，3-錐形外罩，4-介質(zhì)天線，4-1-機體金屬地層，4-2-正方形介質(zhì)層，4-3-上層輻射面層，4-4-饋電針，5-信號處理PCB板，6-底板腔體，6-1-第一凹槽部，6-2-第二凹槽部，6-3-第一連接部，6-4-第二連接部，7-第一空腔，8-第二空腔，9-空腔。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

如圖1所示，一種高增益高精度頭端彈載天線,包括設(shè)于彈體1頭端的錐形外罩3,錐形外罩為錐體狀，錐形外罩3與彈體1頭端形成一空腔9；還包括介質(zhì)天線4，負責天線信號的接收、與介質(zhì)天線4連接的信號處理PCB板5,此板選用FR4環(huán)氧板，在FR4環(huán)氧板下方雕刻有源電路以及堆放元器件，例如低噪聲信號模塊LNA，負責天線信號的濾波放大以及其他處理，低噪聲信號模塊LNA采用旁路高抑制聲表濾波器、P1壓縮點高的放大管，保證電路的低噪無失真?zhèn)鬏?，本實例采用嘉碩聲表濾波器以及AVAGO的放大芯片進行電路設(shè)計，腔體起支撐和屏蔽作用,錐形外罩3形狀錐度參考彈體1形狀錐度設(shè)計，使錐形外罩3外部表面與彈體1表面無縫共面共形，介質(zhì)天線4、信號處理PCB板5均設(shè)于空腔內(nèi)9。整個天線裝置設(shè)于彈體頭端，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中需要陣列多個天線才能保證定位精度，此設(shè)計保證其在受控范圍內(nèi)360°都能可靠接收指令，同時重量減輕、成本降低。介質(zhì)天線和信號處理PCB板密封為一體，保障其在惡劣的環(huán)境中能正常工作，減少信號損失。

優(yōu)選地，還包括用于安裝信號處理PCB板5的底板腔體6。

優(yōu)選地，彈體1頭端開設(shè)有天線槽2，天線槽的開設(shè)，在同等大小的錐形外罩下，具有更大的內(nèi)部空間，充分優(yōu)化內(nèi)部空間，實現(xiàn)整機小型化，底板腔體包括第一凹槽部6-1、第二凹槽部6-2、第一連接部6-3和第二連接部6-4，信號處理PCB板5邊緣通過第一連接部6-3與底板腔體6連接，信號處理PCB板5與底板腔體6的第一凹槽部6-1形成第一空腔7，充分優(yōu)化內(nèi)部空間，實現(xiàn)整機小型化，利用第一凹槽部側(cè)壁的厚度，正好與信號處理PCB板形成第一空腔，第一空腔用于信號處理PCB板上元器件的安置；天線槽2的槽體2-1通過第二連接部6-4與底板腔體6連接，天線槽2與底板腔體6的第二凹槽部6-2形成第二空腔8，第二空腔安放信號解算模塊，并與信號處理PCB板電連接，將經(jīng)過信號處理PCB板處理后的信號送給信號解算模塊進行處理和決策。利用第二凹槽部側(cè)壁的厚度，正好與天線槽底部形成第二空腔，充分優(yōu)化內(nèi)部空間，實現(xiàn)整機小型化；錐形外罩3下端通過第二連接部6-4與底板腔體6連接，并與彈體1表面無縫共面共形。

優(yōu)選地，信號處理PCB板5與底板腔體6、錐形外罩3與底板腔體6、底板腔體6與天線槽2之間的連接方式為螺紋連接或膠粘連接，使錐形外罩3表面與彈體1表面無縫共面共形。

優(yōu)選地，介質(zhì)天線4具體包括機體金屬地層4-1，一般敷上導電金屬層、正方形介質(zhì)層4-2，設(shè)置為正方形，保證在XY方向上共振基本一致，從而達到均勻收星的效果、上層輻射面層4-3，上層輻射銀面形狀根據(jù)工作頻率進行調(diào)整，實現(xiàn)天線諧振、饋電針4-4，饋電針4-4整體貫穿介質(zhì)天線4，與上層輻射面層相連4-3，并進行錫焊熔接在一起，與機體金屬地層4-1絕緣，并焊接在信號處理PCB板5上進行饋電；

正方形介質(zhì)層4-2采用中低介電常數(shù)陶瓷材料，中低介電常數(shù)陶瓷材料具有輻射面積大效率高的特點，其介電常數(shù)因工作頻率的更改可從6-16進行調(diào)整，具有良好的駐波比；正方形介質(zhì)層4-2厚度為4mm-10mm，為了提高天線低仰角增益、增加帶寬、增加天線輻射性能。

如圖2所示，優(yōu)選地，饋電針4-4數(shù)量為4個，提高定位精度，饋電針4-4距離正方形介質(zhì)層幾何中心5mm處均勻陣列，形成四饋形式。饋針距離中心越遠，阻抗越大，合理調(diào)整調(diào)整饋點距離，距離正方形介質(zhì)層幾何中心5mm處天線饋點阻抗為50歐姆。信號處理PCB板5還包括四路功分移相器，四路功分移相器與四個饋電針末端分別連接，使四點饋電實現(xiàn)順時針0°、90°、180°、270°或逆時針0°、90°、180°、270°的相位變化，實現(xiàn)左旋圓極化或右旋圓極化，通過器件相位的精確控制，順時針或逆時針每個饋點的相位差精確控制在90±1°，保證相位差值精度，有利于提高天線的相位中心穩(wěn)定度，提高天線的相位中心穩(wěn)定性能提高衛(wèi)星天線接收信號的位置精度，可由米級定位提高到毫米級或厘米級定位。

優(yōu)選地，錐形外罩3采用復合玻璃鋼材料。此材料的外罩具有抗風抗震抗沖擊功能，使整個天線結(jié)構(gòu)可靠；

底板腔體6采用鋁合金材質(zhì)。此材料一方面重量輕，降低整個天線結(jié)構(gòu)的重量，另一方面，成本相對鋁來說更加低廉。此外還具有信號屏蔽作用。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。