一種低剖面共形天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低剖面共形天線。包括依次層狀固定連接的饋電網(wǎng)絡(luò)、介質(zhì)基片、金屬片和金屬背腔板；低剖面共形天線的整體呈弧形的板條狀；剖面高度為低剖面共形天線的中心頻率的1/30～1/50波長，遠(yuǎn)小于波導(dǎo)縫隙天線和微帶貼片的剖面高度，滿足了現(xiàn)代載體對低空氣阻力的要求。其中饋電網(wǎng)絡(luò)由一個輸入端和至少四個輸出端組成，金屬片上均布開設(shè)有至少四條輻射縫，金屬背腔板的一側(cè)面上均布開設(shè)有至少四個腔體，金屬背腔板的另一側(cè)面的中部設(shè)有同軸饋電接頭。由兩個以上的低剖面共形天線并列連接組成低剖面共形天線陣。本發(fā)明天線易于各種載體共形，且結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。
【專利說明】
一種低剖面共形天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低剖面共形天線。
【背景技術(shù)】
[0002]天線是無線通信系統(tǒng)的必不可少的組成部分，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代載體如飛機(jī)，艦艇，衛(wèi)星等對天線的要求越來越高，尤其是高速飛行器對天線的剖面高度，體積和重量的要求特別嚴(yán)格。傳統(tǒng)的直接焊接在載體外殼上的天線剖面較高，空氣阻力較大，很難滿足現(xiàn)代載體的流線型設(shè)計。因此，與載體表面共形，具有低剖面，小型化的天線的研究十分有意義。
[0003]縫隙天線是常見的易于載體共形的天線類型，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小等優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計現(xiàn)在飛行器的天線時常常被優(yōu)先考慮。典型的縫隙天線具有雙向輻射的特點(diǎn)，為了提高增益，實(shí)現(xiàn)單向輻射，在縫隙后面加載金屬背腔或者反射板是十分有效的措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了實(shí)現(xiàn)易于與各種載體表面共形，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、加工方便的低剖面共形天線。
[0005]具體的技術(shù)解決方案如下:
低剖面共形天線的整體為弧形的板條狀，包括依次層狀固定連接的饋電網(wǎng)絡(luò)10、介質(zhì)基片20、金屬片30和金屬背腔板40;所述低剖面共形天線的剖面高度為天線的中心頻率的1/30?1/50波長；
所述饋電網(wǎng)絡(luò)10固定在介質(zhì)基片20的外側(cè)面，金屬片30固定在介質(zhì)基片20的內(nèi)側(cè)面； 所述饋電網(wǎng)絡(luò)10由一個輸入端和至少四個輸出端組成；
所述金屬片30上均布開設(shè)至少四條輻射縫31形成縫隙陣列，每條輻射縫31與饋電網(wǎng)絡(luò)1的一個輸出端相對應(yīng)；
所述金屬背腔板40的一側(cè)面上均布開設(shè)有至少四個腔體41，每個腔體41與金屬片30上的一條輻射縫31相對應(yīng);腔體41 一側(cè)的金屬背腔板40和金屬片30固定連接；
金屬背腔板40的另一側(cè)面的中心設(shè)有同軸饋電接頭50，同軸饋電接頭50的內(nèi)導(dǎo)芯穿過金屬背腔板40和介質(zhì)基片20連接著饋電網(wǎng)絡(luò)10。
[0006]進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下:
所述饋電網(wǎng)絡(luò)10為等幅非等相微帶功分器，補(bǔ)償了非平面縫隙陣列到等相位面的相位差量。
[0007]所述介質(zhì)基片20的材料為羅杰斯5880板材(Rogers RT/duroid 5880)，介電常數(shù)為 2.2。
[0008]金屬片30上至少四條輻射縫31沿金屬片30的長度方向呈一字形的縫隙陣列，相鄰輻射縫31之間的間距相等。
[0009]所述腔體41為矩形的淺槽。
[0010]饋電網(wǎng)絡(luò)10的各個輸出端分別對應(yīng)著金屬片30上的相應(yīng)輻射縫31的中心，且垂直于縫隙陣列。
[0011]—種低剖面共形天線組成的低剖面共形天線陣由兩個以上的低剖面共形天線沿寬度方向排列連接組成低剖面共形天線陣，相鄰的金屬背腔板40和介質(zhì)基片20無縫連接，且每個低剖面共形天線的同軸饋電接頭50位于低剖面共形天線陣的同一側(cè)面，所述低剖面共形天線陣的剖面高度為低剖面共形天線的中心頻率的1/30?1/50波長。
[0012]本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面:
I.本發(fā)明天線易于各種載體共形，且結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。
[0013]2.該天線的剖面極低，僅為低剖面共形天線的中心頻率的1/30?1/50波長，遠(yuǎn)小于波導(dǎo)縫隙天線和微帶貼片的剖面高度，滿足了現(xiàn)代載體對低空氣阻力的要求。
[0014]3.本發(fā)明的金屬片和金屬背腔板的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)背腔縫隙天線的單向輻射，獲得高增益。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的爆炸圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3的爆炸圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的饋電網(wǎng)絡(luò)示意圖；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的饋電網(wǎng)絡(luò)和縫隙陣列位置關(guān)系示意圖；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例2的金屬背腔示意圖；
圖8為本發(fā)明實(shí)施例2的仿真駐波示意圖；
圖9為本發(fā)明實(shí)施例2的中心頻點(diǎn)Λ的方向圖；
圖10為本發(fā)明所述實(shí)施例2中的天線組成的一維相掃陣面示意圖。
[0016]圖中序號:饋電網(wǎng)絡(luò)10、輸出端11、輸入端12、介質(zhì)基片20、金屬片30、輻射縫31、金屬背腔40、腔體41、同軸饋電接頭50。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。
[0018]實(shí)施例1
參見圖1和圖2，一種低剖面共形天線包括依次層狀固定連接的饋電網(wǎng)絡(luò)10、介質(zhì)基片20、金屬片30和金屬背腔板40;所述低剖面共形天線的整體呈弧形的板條狀，所述低剖面共形天線的剖面高度為低剖面共形天線的中心頻率的1/45波長。
[0019]參見圖2，饋電網(wǎng)絡(luò)10固定在介質(zhì)基片20的外側(cè)面，金屬片30固定在介質(zhì)基片20的內(nèi)側(cè)面。
[0020]饋電網(wǎng)絡(luò)10為等幅非等相微帶功分器，由一個輸入端和四個輸出端組成，補(bǔ)償了非平面縫隙陣列到等相位面的相位差量；
金屬片30上均布開設(shè)四條輻射縫31形成縫隙陣列，四條輻射縫31沿金屬片30的長度方向呈一字形的縫隙陣列，相鄰輻射縫31之間的間距相等;饋電網(wǎng)絡(luò)10的各個輸出端分別對應(yīng)著金屬片30上相應(yīng)輻射縫31的中心，且垂直于縫隙陣列。
[0021]金屬背腔板40的一側(cè)面上均布開設(shè)有四個腔體41，每個腔體41與金屬片30上的一條輻射縫31相對應(yīng);腔體41 一側(cè)的金屬背腔板40和金屬片30的外側(cè)面固定連接;金屬背腔板40的另一側(cè)面的中心安裝有同軸饋電接頭50，同軸饋電接頭50的內(nèi)導(dǎo)芯穿過金屬背腔板40和介質(zhì)基片20連接著饋電網(wǎng)絡(luò)10。
[0022]本實(shí)施例1的低剖面共形天線結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，且易于各種載體共形，不僅實(shí)現(xiàn)了天線的小型化，還提高了天線的增益。
[0023]實(shí)施例2
參見圖3和圖4，本實(shí)施例2中低剖面共形天線是對實(shí)施例1的天線進(jìn)行了擴(kuò)展，由原來的4個輻射縫隙31擴(kuò)展為8個輻射縫隙31 ο輻射縫隙31仍沿金屬片30的長度方向呈一字形的縫隙陣列，相鄰輻射縫31之間的間距相等。
[0024]參見圖5、圖6和圖7，饋電網(wǎng)絡(luò)10由一個輸入端和八個輸出端組成，相應(yīng)的輻射縫隙31擴(kuò)展為8個一字形排列的縫隙陣列，金屬背腔板40上的腔體41也擴(kuò)展為8個等間距排列的腔體組成。其它結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。
[0025]天線的剖面高度為低剖面共形天線的中心頻率波長的1/45。
[0026]參見圖8和圖9，實(shí)施例2中的天線陣的端口駐波小于2的帶寬約為7.6%，對應(yīng)的高中低三個頻點(diǎn)上的方向圖無惡化，說明方向圖帶寬也達(dá)到7.6%。
[0027]實(shí)施例3
參見圖10，本實(shí)施例是由實(shí)施例2擴(kuò)展而成，形成了一維相掃陣。該天線陣由16個實(shí)施例2中的天線無縫拼接組成，相鄰的金屬背腔板40和介質(zhì)基片20無縫連接，且每個低剖面共形天線的同軸饋電接頭50位于低剖面共形天線陣的同一側(cè)面。該低剖面共形天線陣的剖面高度為低剖面共形天線的中心頻率波長的1/45，并且可以實(shí)現(xiàn)一維相掃。
【主權(quán)項】
1.一種低剖面共形天線，其特征在于:所述低剖面共形天線的整體為弧形的板條狀，包括依次層狀固定連接的饋電網(wǎng)絡(luò)(10)、介質(zhì)基片(20)、金屬片(30)和金屬背腔板(40);所述低剖面共形天線的剖面高度為天線的中心頻率的1/30?1/50波長； 所述饋電網(wǎng)絡(luò)(10)固定在介質(zhì)基片(20)的外側(cè)面，金屬片(30)固定在介質(zhì)基片(20)的內(nèi)側(cè)面； 所述饋電網(wǎng)絡(luò)(10)由一個輸入端和至少四個輸出端組成； 所述金屬片(30)上均布開設(shè)至少四條輻射縫(31)形成縫隙陣列，每條輻射縫(31)與饋電網(wǎng)絡(luò)(1 )的一個輸出端相對應(yīng)； 所述金屬背腔板(40)的一側(cè)面上均布開設(shè)有至少四個腔體(41)，每個腔體(41)與金屬片(30)上的一條輻射縫(31)相對應(yīng);腔體(41) 一側(cè)的金屬背腔板(40)和金屬片(30)固定連接； 金屬背腔板(40)的另一側(cè)面的中心設(shè)有同軸饋電接頭(50)，同軸饋電接頭(50)的內(nèi)導(dǎo)芯穿過金屬背腔板(40)和介質(zhì)基片(20)連接著饋電網(wǎng)絡(luò)(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低剖面共形天線，其特征在于:所述饋電網(wǎng)絡(luò)(10)為等幅非等相微帶功分器，補(bǔ)償了非平面縫隙陣列到等相位面的相位差量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低剖面共形天線，其特征在于:所述介質(zhì)基片(20)的材料為羅杰斯5880板材，介電常數(shù)為2.2。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低剖面共形天線，其特征在于:金屬片(30)上至少四條輻射縫(31)，且沿金屬片(30)的長度方向呈一字形的縫隙陣列，相鄰輻射縫(31)之間的間距相等。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低剖面共形天線，其特征在于:所述腔體(41)為矩形的淺槽。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低剖面共形天線，其特征在于:饋電網(wǎng)絡(luò)(10)的各個輸出端分別對應(yīng)著金屬片(30)上的相應(yīng)輻射縫(31)的中心，且垂直于縫隙陣列。7.由權(quán)利要求1所述的一種低剖面共形天線組成的低剖面共形天線陣，其特征在于:由兩個以上的低剖面共形天線沿寬度方向排列連接組成低剖面共形天線陣，相鄰的金屬背腔板(40)和介質(zhì)基片(20)無縫連接，且每個低剖面共形天線的同軸饋電接頭(50)位于低剖面共形天線陣的同一側(cè)面，所述低剖面共形天線陣的剖面高度為低剖面共形天線的中心頻率的1/30?1/50波長。
【文檔編號】H01Q1/38GK106025511SQ201610441467
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】郭琳, 強(qiáng)云飛, 陳嗣喬, 方正新, 羅林
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所