專利名稱：用于直升飛機的高頻天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高頻段(HF)無線電波的發(fā)射和接收，更具體地說是涉及用直升飛機(或旋轉翼飛行器)上的旋翼作為高效率的方向性天線。
傳統(tǒng)的直升飛機上的翼片是被安裝在機體附近。典型的天線是由平行直升飛機機體并被隔離裝置與機體隔開的剛性部件構成。另一種已被使用的天線是由用于將天線與直升機機體隔離的兩個隔離裝置之間的被拉直的導線組成的。絕緣體將導線連到隔離器上。隔離裝置通常相對較短，致使天線與機體非常接近。這兩種天線都可做成有方向性的，但天線的有效長度將比較短。另外，被安裝的方向性與直升機的定位有關。
美國專利4，042，929示出了一個導航系統(tǒng)，其天線裝在直升機旋翼的每個翼片的上部。收到的信號在旋翼上處理并由滑環(huán)(slipring)和接觸刷裝置引入直升機機體。天線是由位于貼接翼片頂部并沿每個翼片的中心線平放的一組偶極子組成。
軍用操作和商用通信通常的頻帶是高頻(HF)帶。這一頻帶在2MHz和30MHz之間并且比其它可能的更高頻率在技術和戰(zhàn)術上都有許多優(yōu)勢。在典型的現(xiàn)代裝備中，軍事上VHF(30-170MHz)和UHF(225MHz-400MHz)與HF頻帶一起用于直升機和艦支或與其它直升機和飛行器之間的通信。
使用HF頻段頻率的一部分優(yōu)點是HF段頻率是能從電高層反射的可提供長距離跳躍通信的最高的頻率，再高的頻率只能提供直線通信不能超過地平線，傳播衰減以20log頻率的因子隨頻率而增加。距離的固有特征，天線效率和大氣噪聲都是頻率的函數，綜合考慮這些因素，則最合適的頻帶在2-30MHz之間。在該HF頻帶，更有效的功率放大器是可能得到的。
在飛行器和直升機上限制HF頻帶特性的一個因素是天線的長度。最高效率時的天線長度應等于波長。波長(單位米)可由無線電波的傳播速度(米/秒)被頻率(赫茲)除來計算。無線電波的傳播速度是個常數，大約為3×108米/秒。
對UHF通信來說(典型地為300MHz)，從上述等式計算出的波長為1.0米。這是安裝在直升機上的如前所述的天線的可行長度，盡管它要擠占電子設備和軍用直升機的武器裝備的空間。
在HF頻段，頻率為3MHz時，根據波長計算出的所需要的天線的長度為100米。對直升飛機來說這個長度是不可能的。這可用由波長計算出的理想長度的約數來克服。但天線效率將隨天線長度的減小而下降。
在飛行器和直升機上限制HF頻帶特性的另一個因素是很難供方向性天線。方向性天線在天線的一個方向或與之相關的方向上有一個增大的增益。在與天線有關的其它方向上有減小的增益。一個缺乏方向性的天線與方向性天線相比將導致通信范圍減小并也將導致信號被想要的接收機以外的接收機收到。為了在方向性天線和另一副天線之間提供最佳通信，方向性天線需要被定位使大的增益方向對準想要的接收天線。
這種的定位可由方向性天線物理旋轉到對向其它天線的某一點來完成，但是這進而限制天線長度而限制效率，因此由于具有方向性而使增益增大的益處被抵消。
傳統(tǒng)的直升機有主要由金屬構成的旋轉翼片。這些旋轉翼片通過導電性很好的金屬部件安裝在齒輪和發(fā)動機上，使翼片很難用作天線。
新一代的直升機去掉了金屬旋轉翼，而使用復合結構。一個例子是AerospatialeEcureuil有一個主要由玻璃纖維構成的旋轉翼.其它一些直升飛機有由碳和內部有泡沫的玻璃纖維材料構成翼片。
根據本發(fā)明提供一個和在機體上有旋轉葉片的旋轉翼飛行器上發(fā)射和接收無線電波的設備一起作用的方向性天線。該天線包括三個或三個以上不導電的旋轉翼片，能夠繞垂直于翼片的軸相對于旋轉翼飛行器的機體旋轉;二個第一導體，每個導體位于與各自的旋轉翼的主軸平行的位置并與之連接;一個或多個第二導體，每個導體位于與各自的旋轉翼和主軸平行的位置，該第二電導體和第一電導體沒有電連接;用于提供從多個第一電導體到無線電波的發(fā)送和接收設備的連接的裝置;用于從所有的電導體中機械地選擇那些相對于旋轉翼飛行器的機體的角位置，比其它導體更接近第一預定角位置的那些第一電導體的裝置，以及機械地選出其它導體作為第二電導體的裝置。
在第一實施例中，所述第二電導體電連接到旋轉翼飛行器的機體上。
在第二實施例中，和提供給第一電導體的信號異相的信號提供給第二電導體。最好是設有被提供異相信號的一個或多個第二電導體與旋轉翼飛行器的機體電連接。
連接裝置最好包括滑環(huán)和接觸刷?；h(huán)和接觸刷最好也是用于機構地選擇用作第一導體或第二導體的裝置。在另一個實施例中，該選擇裝置包括電二極管和用于控制電二極管的直流偏轉的裝置。
方向性天線最好還包括一個用于保持相對于一個已知地理位置點所述預定的角位置的控制裝置。該控制裝置最好包括一個步進電機。方向性天線最好進一步還包括用于保持相對于一個發(fā)射或接收無線電波的遙控設備的所述第一預定角位置恒定的裝置。
在一個最佳實施例中，方向性天線每個電導體的長度基本上與旋轉翼的長度相同，且要發(fā)射或接收的無線電波的波長范圍是從10米到150米。
在機體上有旋轉翼的旋轉翼飛行器還提供了用于發(fā)射和接收的通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于發(fā)射或接收無線電波的設備;三個或多個非導電旋轉翼片，能相對于旋轉翼飛行器的機體繞垂直于翼片的軸旋轉;兩個第一電導體，每個電導體位于與一個相應的旋轉翼翼片的主軸平行之處并與之連接;一個或多個第二電導體，每個導體位于與一個相應的旋轉翼片的主軸平行之處，該第二電導體不與第一電導體電連接;用于提供從多個第一電導體到無線電波的發(fā)射和接收設備的連接的裝置;以及從所有的電導體中機械地選出那些相對于旋轉翼飛行器的機體的角位置比其它導體量我接近第一預定角位置的那些第一電導體的裝置，和用于機械地選擇導體中其它用作第二電導體的裝置。
現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的實施例，其中

圖1是一架直升飛機的結構圖示出了位于直升飛機上的旋轉翼;
圖2是圖1怕示的一個翼片的一部分，包括本發(fā)明的第一實施例;
圖3是圖1所示的一個翼片的一部分，包括本發(fā)明的第二實施例;
圖4是提供如圖2所示的翼片之間的電連接裝置和圖1所示的直升機內部設備間的電連接裝置的截面圖;
圖5是另一種電連接裝置的截面圖;
圖6是又一種電連接裝置的截面圖;
圖7是來自比如圖2所示的元件構成的全向天線的輻射或輻射到該天線的極化圖;
圖8是使用圖2所示的全向天線的現(xiàn)有技術的視圖;
圖9是來自本發(fā)明所使用的方向性天線或向該天線的輻射的極化圖;
圖10是使用至少一副本發(fā)明所述的方向性天線的通信系統(tǒng)的視圖;
圖11是使用本發(fā)明的一個換向器的側視圖;
圖12用于說明本發(fā)明中通過圖11所示的換向器進行連接的電導體;
圖13是原理圖，示出了本發(fā)明中用作圖11中的換向器的單個線圈的選擇。
圖1示出了帶有位于直升機100的機身102上部的旋轉翼葉片101的直升機100。該直升飛機100大約長15米并載有固定在機身102外部的各種設備103。機身102是用于無線電接收和發(fā)射的頻率的接地板。由于機身102很難找到一個不是地且還沒有裝上其它設備103的區(qū)域，因此HF天線通常是較低效率的較短天線。這將使系統(tǒng)特性下降，如不增加發(fā)射機功率這一缺陷是很難克服的。另外，由于直升機上很難提供一個可旋轉的天線，所以天線通常是全向的。
天線的效率能用一個各向異性的輻射體近似表示如下效率 ＝2.52.5 +1.5(2× PI ×h )3波長]]>
其中h是天線的長度，單位是米;
波長是發(fā)射或接收信號的波長，單位是米;
PI近似是常數3.1415926。
從上述方程可以看出在頻率為300MHz時，100米長的天線的效率是1，而2米長的天線工作在同一頻率，其效率僅有0.0033。當天線用于發(fā)射模式和接收模式時，其效率的減少均是由于其天線長度的減小造成的。接收天線的增益取決于天線的效率，方向性及其它因素..;天線增益和整個系統(tǒng)的特性之間的關系可用下列等式表示Pr＝Pt+Gt+Gr-20logf-20logR-32.4-La其中Pr＝接收功率(dBm)Pr＝峰值發(fā)射機功率(dBm)Gt＝發(fā)射天線增益(dB)Gr＝接收天線增益(dB)f＝頻率(MHz)R＝范圍(海里)La＝附加損耗(dB)因子32.4是反映所用頻率和范圍的單位的常數。
對任何給定情況來說，頻率和所需范圍是固定的。在任何好的設計中，附加損耗均為最小。例如，如果在般上使用全波長無方向性天線，則得到增益為1是可能的。傳統(tǒng)的直升飛機只能用效率低的全向天線，用上面給出的等式測量天線效率時，要完成所需的性能，只有增加發(fā)射機功率。
如果通信聯(lián)系是從直升飛機到直升飛機，則從上述等式中我們可以看出聯(lián)系特性將同時影響發(fā)射天線和接收天線。
如圖2中所示使用旋轉翼200或直升飛機旋轉翼作為天線，則允許天線的長度相對長些，因此相獲得較高的效率。除了包括在翼片上并將在以后進行描述的輻射元件外，旋轉翼200的結構基本上是不導電的。把旋轉翼用作天線改進了系統(tǒng)的性能，尤其是直升機和直升機間的通信，其中天線效率影響發(fā)射天線增益和接收天線的增益。
圖2示出了本發(fā)明的第一個實施例，其中旋翼200有一個裝在頭部邊緣的防磨損保護層210。該防磨損保持層210是保護旋轉翼片200的頭部邊緣不受空氣中的粒子，比如塵粒的損壞，在盤旋和著陸期間，當直升機接近地面時，也可保護翼片不受撞擊葉簇的損壞。典型的防磨損保護層210是由金屬比如鈦構成的。
防磨損保護層210沿轉旋翼片的長度延伸，所以可以用作天線，其長度大體上等于轉旋翼片的長度。當連續(xù)同時與一個以上的旋轉翼片相連接，天線的有效長度可達到兩倍于旋轉翼片的長度。在3MHz頻率時，和效率為1的長度為100米的理想天線和效率為0.0033的2米長的天線相比，這種天線的效率可達到0.7左右(決定于旋轉翼片的長度)。在第一實施例中，直升機的所有翼片都被用作天線。
三種以防磨損保護層210到直升機100的機身102的設備的電連接方法中的一種將根據圖4-6在下面進行。典型地，在未實施本發(fā)明時，常用搭接片使防磨損壞保護層210連接地，防止雷擊和電磁脈沖。如果需要，可以保留這種保護，使用一個本領域技術人員熟知的有合適的擊穿電壓的放電器。同樣，也可使用眾所周知的防止由旋轉翼片轉動產生靜電的方法(例如，以放電繩的形式)。
圖3示出了本發(fā)明的第二實施例，用一根旋轉翼上存在的加熱絲310作為天線。
在旋轉翼片300的前部邊緣是用于旋轉翼頭部防凍的加熱絲310。發(fā)射機接收信號是用與將功率轉給加熱絲310的裝置相同的裝置供給直升機100的機身102上的無線電設備的。這將在以后根據圖4到6進行描述。本實施例也需要一個裝置能將發(fā)射機信號輥到加熱絲310的功率中去也能從該功率中分離接收信號。完成這一功能的裝置是本領域技術人員熟知的，且廣泛應用于這些多用途領域，如汽車的風擋裝置既可用作除霧裝置又可接收天線。
由于在第一實施例中使用了防磨損保護層210，所以天線的長度基本上等于旋轉翼300的長度，或如果使用了多個旋轉翼，天線長度將是旋轉翼長度的兩倍。
整個系統(tǒng)的性能被改善，但系統(tǒng)的成本卻無顯著增加。
如果發(fā)射機功率保持恒定，那么輻射信號的功率將增大，從而使發(fā)射信號有更高的抗天線電臺干擾的能力。
天線安裝在直升機機殼上部，使于線輻射成為無方向性，不受機身本機對天線遮擋的影響。
當直升飛機要較低的高度盤旋時，天線要架在相對地較高的位置，提供了比放在直升機的機身上的天線改善的通信。
在系統(tǒng)性能方程中所示的損耗是附加損耗，包括天線到機體的電容損耗。由于天線和機身的距離增大，這些損耗將被減小。
和前面所述的用隔離器分離直升機和線天線的傳統(tǒng)的天線相比，本發(fā)明的天線在機械上更堅固且在接地處理中不易損壞。對于帶有折疊尾翼能放入有限空間的直升飛機來說，本發(fā)明所述的天線在這一過程中也濁不易損壞的。
由于發(fā)射天線離架駛室較遠，電磁場的輻射減小，所以也改善了人員安全。使減小發(fā)射機功率的可能性也減少了電磁均的輻射。
圖4示出了直升機100的機身102上的無線電裝置與天線連接的一種方法。該方法使用了旋轉板和另一固定板之間的電容耦合，旋轉板以第一園柱筒410的結構把天線(如防磨損層210或加熱絲310)與一個或多個旋翼相連，固定板以與第一園柱筒同心的第二園柱筒的結構進行連接。在兩個園柱筒之間存在一個空間411作為絕緣。絕緣體422用于把旋轉翼軸421與由兩個園柱筒(410，412)形成的電容器絕緣。
圖5示出了利用電感耦合與天線連接的裝置。一個空氣隔離的互感器的一個旋轉線圈510通過電纜線420與旋轉翼相連且經過連接處511與旋轉軸相連。另一個空氣隔離的互感器的固定線圈521通過電纜線520與直升機100的機身102上的無線電設備相連。
圖6示出了又一種輻射元件的連接裝置。該輻射元件可以是防磨損保護層210，除霧元件310，一種被嵌入的導線或導體涂層。電纜線420與輻射元件相連并沿一條路徑到旋轉翼軸421。這里是用滑環(huán)620和接觸刷623連接到直升機100的機身102上的設備的。電纜線420與導電滑環(huán)620相連繞載有直升機旋轉翼101的軸421旋轉。刷623與滑環(huán)620相配合并被固定在一個靜止的導體上。
無論是加熱絲310或是防磨損保持層210(或甚至是一個傳統(tǒng)的HF天線)被用作天線，無論用什么裝置和天線相連，都需要一個天線調諧單元在很寬的頻率范圍內使天線的阻抗與發(fā)射機和接收機的阻抗相匹配。天線的這種調諧單元的設計和結構都是本領域技術人員熟知的，因此這里不再進一步討論。
第三個實施例是包括嵌在翼片中的導線天線。這種導線最好放放旋轉翼片的槽中或在翼片200的后部表面上形成金屬薄層。與天線的連接方法可用上述三種方法的任何一種，即用滑環(huán)620和刷623或用電容或電感耦合法。
天線的第四個實施例是利用在復合翼片上噴鎳來提供防腐蝕保護。與該導體層的連接是利用前面所述的在翼片200上嵌入導線的連接方法連接。
方向性天線用于會聚發(fā)射天線或接收天線輻射場的強度。圖7示出了由一個無方向性天線700發(fā)出的或到該天線的輻射的極化圖。該徑向位置代表沿這個角方向的發(fā)射或接收場的相對強度。這就是用固定在直升飛機所有翼片上的導體作無方向性天線的極化圖的形式。
圖8示出了用全向天線發(fā)射的一種可能的情況。直升機811用全向天線發(fā)射，這樣船821和822接收到的信號強度只取決于它以離直升飛機811的徑向距離而與它們的角位置無關。這里船821被認為是實際收到的信號比船822弱。在這種情況下，直升機發(fā)出的電磁輻射是能夠被監(jiān)測的。信號通常被編碼裝置編碼，但無線電信號在所有可能是有用的信息上被檢測。
圖9示出了典型的方向性天線900的極化圖，本例是八木天線。副瓣931，932所在的角位置比相鄰區(qū)域921，922的增益大，但這個增益比主瓣910所在角位置的增益或一副有如圖11所示的全向天線1100的極化圖的增益要小的多。天線900在主瓣910所在的角位置的增益增大，在不需要的區(qū)域921，922增益減小。增加的增益可如下得出增益(比率)＝(4＊pi＊Ae)/(Wl＊Wl)其中，Ae波瓣的有效面積，Wl發(fā)射或接收信號的波長。
因此在想變的方向(主瓣910所指的角位置)增大了發(fā)射和接收的范圍。同時，如下面將要根據圖12和圖10描述增加了抑制其它不需要的接收機的安全可靠性。
圖10所示情況與圖8相同，但直升飛機1011有一個具有如圖9所示的極化圖的方向性天線。該方向性天線可用于與例如船支進行通信，而使檢測的風險最小。
為了將旋轉天線與無線電設備連接，耦合方法是需要的?；h(huán)和接觸刷可用于這一目的。如果滑環(huán)用換向器的形式，則只有在旋轉天線旋轉時畫出弧形部分的時間，天線才有選擇地與用于發(fā)射和接收無線電信號的設備相連接。只有當天線和接收和發(fā)射無線電波的設備相連時天線的電磁輻射才能從位于那一部分另一個天線接收或發(fā)出。
圖11是換向器1100的側視圖，其中一部分旋轉天線/翼片組件用于發(fā)射，而另一部分與飛行器結構相接(接地)或在其掃過的選擇部分期間以一個相移信號饋送，以產生一個可控制的方向性天線。
換向器1100包括外殼1111，它不隨旋轉翼片旋轉;和旋轉翼軸1112的一部分，該部分隨旋轉翼片旋轉。外殼1111包括一些滑環(huán)，如1121和1122，每個旋轉翼至少有一個滑環(huán)。滑環(huán)與接收和發(fā)射無線電信號的裝置或以后將描述的直升機機體相連接。旋轉軸有刷，比如1141和1142，它們和旋轉翼上的一個或多個電導體相連接。刷1144、1142與相應的滑環(huán)1121、1122相連接。
每個滑環(huán)被按角度劃分，每一部被和直升機機體或一零相移信號或一個相移信號相連。以這種方式使提供給旋轉翼片上任一電導體的信號與導體相對于機體的物理位置有關。通常在電導體連接的斷接處到另一電導體的連接處之間均有一個槽1131，1132。
換向器的使用是使天線具有方向性，而且也由于在不同的配置中使用換向，即可控制主能量瓣910的方向。適當地選擇到電導體的連接能使天線的主瓣更有方向性還可控制相對于飛行器縱軸的最大輻射方向。
方向性的實現(xiàn)是把發(fā)射功率饋給一個或多個翼片，用剩下的一個或多個翼片作為相移能量或把這些翼片接地以減小后瓣的輻射場強。
接地配置在第一個實施例中，如果天線從主動部分開始轉過180°處的弧形部分，在旋轉時接地，將增大天線的方向性。圖12示出了典型的有五個旋轉翼的復合旋翼。每個旋翼夾角為72°。如果在旋轉的任何時刻，用換向器把設備與兩個旋翼片1201和1205相連，則將構成一刷“V”形配置以方向性天線，而其余三個旋翼對天線的方向性均無貢獻。旋翼1202，1204的天線導體最好接地用作反射器，以增強天線的方向性。翼片1203可接地也可開路。當旋轉翼裝置以逆時鐘方向旋轉時，所連接的旋轉翼1202旋轉到旋翼1201的位置。在最佳實施例中，換向器中有一個槽使在換向器連到設備上或接地的時間內翼片是開路的。
如圖11所示，一個垂直交錯系統(tǒng)用于換向器，該技術保持兩個翼片的天線導體總是與設備相連且實現(xiàn)最佳耦合。
電耦合也可用電感耦合或電容耦合實現(xiàn)，使用多個線圈或電容器來完成，每個翼片用一個。單個的線圈或電容器可在適當的時刻被選擇，例如以反向偏置二極管來進行控制。
圖13示出了這樣一個設置，即當旋轉翼片與發(fā)射和接收無線電波的裝置相連時，用電感耦合作為旋轉翼1205和1201的連接。連接器1301最好是一個同軸連接器，連接發(fā)射和接收無線電波的設備和圖13所示的設備。
以下描述假定信號是由轉旋翼1205發(fā)射的。對于接收信號路徑將是相反的。該信號通過d.c絕緣的轉換器被電感耦合。信號通過連接器1306提供以便控制二極管1304的偏置。該信號是一個與旋轉軸位置同步的脈沖，當想要發(fā)射的信號通過旋轉翼片1205和1201時出現(xiàn)。該信號通過一個r.f.線圈1305提供，以防止發(fā)射信號通過偏置源時短路。當該脈沖出現(xiàn)時，二極管正向偏置允許發(fā)射機信號通過感性耦合裝置1310到旋轉翼片1205和1201。線圈1312在旋轉軸上，線圈1311和1312同軸，但被固定在機身102上。如果脈沖不出現(xiàn)，二極管則反向偏置，發(fā)射機信號不能通過。發(fā)射信號通過d.c.隔直流電容器1303返回絕緣轉換器。所述二極管必須能處理輻射的r.f.能量，隔直流電容器必須能使r.f.電流通過。
在有五個旋轉翼(1201，1202，1203，1204，1205)的最佳實施例中，要使用一個單個的連接器1301，絕緣轉換器1302和d.c.隔直流電容器1303。每個翼片有一個隔離二極管1304和電感耦合裝置1310。二極管和電感耦合裝置串聯(lián)并與絕緣轉換器及d.c.隔直流電容并聯(lián)。串聯(lián)結合的數目與翼片的數目相同，線圈1312在相應的旋轉翼對之間連接。
r.f.線圈1305連接每個二極管到相應的時間脈沖源。時間脈沖時由旋轉軸產生的，利用固定在旋轉軸上的磁鐵和每個脈沖所需的拾取線圈。另處也可用光像耦合裝置。脈沖需要進行整形和幅度處理，而后通過一個延遲裝置，延遲量能夠受延遲裝置外部的設備受控。延遲的控制可用影響輻射波瓣相對于一固定地理位置的角位置。所有的脈沖都被延遲相同的量。
另外，脈沖可由脈沖發(fā)生器產生，由一個位置脈沖同步。在有五個翼片的旋轉系統(tǒng)的情況下，每個控制脈沖在時域里距前一個脈沖相距72°。
相移配置在第二個實施例中，兩個相鄰的旋轉翼片(1201，1205)以“V”形配置饋入主無線電頻率(即零相移)，這種結構本身就導致雙極結構的方向性場型(即有前向波瓣和后向波瓣)。但這樣在與所需方向相反的方向仍有一個相當大的輻射。為發(fā)減小后向輻射，旋轉翼片用一個相移信號(即從零度進行偏移)以增強前向波瓣，抑制后向波瓣。相移量可根據天線理論領域的技術人員熟知的數學模型來建立。旋轉翼1203也能被用作同樣的結構(即，饋入一個異相信號或接地用作反射器)。
當翼片逆時針轉過大約72°時，連接接收和發(fā)射無線電波的裝置的換向刷和旋轉翼1205和1201分離，而翼片1201和1202代之作為主輻射器。由于受控相位的饋入，翼片1201和1202同樣也被分離，而翼片1202和1203和電刷相連以增強主瓣，抑制副瓣。換向器的旋轉引起翼片與主饋電和受控相位饋電的連接每轉過72°時改變一次。
為了提供方向性天線和副一天線的最佳通信，方向性天線需要定位，增大的增益的方向要對準想要的接收天線的方向。
這可通過旋轉與發(fā)射和接收設備相連的換向器殼1111來完成，使電導體通過導體掃過的弧形的不同部分與該設備相連。換向器的旋轉可以使同步進電機。
所有現(xiàn)代的飛行器設備都是通過數字式數據總線與其它飛行器上的設備進行通信的。這條數據總線載有中心計算機發(fā)給航空電子設備的指令。一個飛行計算機用于給出想要進行通信的發(fā)射機和接收機的方位，也可存取飛行器的當前位置，從中確定換向器所需的位置，控制步進電機，從而控制天線的方向性。當飛行器改變方位時，天線仍保持合適的取向。
在上述本發(fā)明的各種變形及現(xiàn)有技術的天線中，包括天線調諧單元的系統(tǒng)是很必要的，該調諧單元允許發(fā)射機和接收阻抗在很寬的頻率范圍內與天線阻抗匹配。天線調諧器的設計和結構是本領域技術人員熟知的，這里不再進一步說明。
權利要求
1.在旋轉翼飛行器(100)上的一種天線使用無線電波的發(fā)射和接收裝置，該飛行器有一個帶有旋轉翼(101)的機體(102)，該天線的特征在于；該天線包括一個或多個不導電的旋轉翼片(200，300)；一個或多個電導體(210，310)，每個導體位于平行于一個相應旋轉翼片(200，300)的主軸處；以及提供從電導體到無線電波的發(fā)射或接收設備的連接的裝置(410，412，510，521，620，623)。
2.如權利要求1所述的天線，其特征是電導體也用作加熱(310)，且還包括以提供給加熱絲(310)的功率中加入發(fā)射或分離接收信號的裝置。
3.如權利要求1所述的天線，其特征是電導線被嵌在或固定在旋轉翼(101)的表面。
4.根據權利要求1-3中的任何一個所述的天線，其特征是連接裝置包括第一(410)和第二(412)表面。第一表面(410)與旋轉翼片(101)旋轉，第二表面(412)被固定在機殼(102)上并且第一(410)和第二(412)表面是容性連接。
5.如權利要求1-3中任何一個所述的天線，其特征是連接裝置包括第一(510)和第二(21)轉換線圈，第一線圈(510)繞旋轉翼片(101)旋轉，第二線圈(521)被固定在機體(102)上，且第一(510)與第二(521)線圈是感性連接的。
6.如權利要求1-3中的任何一個所述的天線，其特征是連接裝置包括滑環(huán)(620)和接觸刷(623)。
7.在旋轉翼飛行器(100)上的一種方向性天線，使用無線電波的發(fā)射或接收裝置，該飛行器(101)有一個機體(102)提供旋轉翼(101)，該天線的特征是包括三個或多個不導電旋轉翼片(200)，能夠相對于旋翼飛行器(100)的機體(102)繞垂直于所述翼片的軸旋轉;二個第一電導體(210)，每個電導體位于和其相應的旋轉翼片(200)的主軸平行的位置，且在那里連接;一個或多個第二電導體(210)，每個電導體位于和相應的旋轉翼片(200)的主軸平行的位置，所述第二電導體和所述第一電導體沒有電連接;裝置(1100)提供從多個第一電導體(210)到無線電波的發(fā)射或接收設備之間的電連接;裝置(1121，1122，1141，1142)用于當第一電導體(210)相對于旋轉翼飛行器(100)機體(102)的角位置比其它所述導體更接近第一預定角位置時，從所有電導體中機械地選出這些電導體，并且機械地選出其它所述導體作為第二電導體。
8.如權利要求7所述的方向性天線，其特征是將與提供給第一電導體(210)的信號異相的信號提供給第二電導體(210)。
9.如權利要求8所述的方向性天線，其特征是沒有被提供異相信號的所述第二電導體和所述旋轉翼飛行器(100)的機體(102)電連接。
10.如權利要求7-9中的任何一個所述的天線，其特征是機械地選擇導體(210)作為第一導體或第二導體的裝置包括滑環(huán)(1121，1122)和接觸刷(1141，1142)。
11.如權利要求7-9中任何一個所述的天線，其特征是控制裝置(1152)用于保持相對于一已知地理位置的所述第一預定位置;
12.如權利要求7-9中的任何一個所述的天線，其特征是該天線還包括用于保持相對于無線電波發(fā)射或接收的遙測裝置的所述第一預定角位置恒定的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開的是天線和直升機旋轉翼片的結合。該天線包括一個或多個不導電的旋轉翼片，每個翼片包括電導體，位于其相應旋翼主軸的平行位置。連接裝置提供天線到位于機殼上的無線電波發(fā)射或接收設備之間的連接。本發(fā)明也公開了包括無線電發(fā)射和接收設備的通信系統(tǒng)。
文檔編號H01Q1/38GK1082774SQ9310808
公開日1994年2月23日 申請日期1993年7月5日 優(yōu)先權日1992年8月5日
發(fā)明者盧瑟·E·布郎, 格雷厄姆·勒克, 特倫斯·基斯·吉布斯 申請人:國際商業(yè)機器公司