CN109904582B - 一种天线阵 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种天线阵，由于相邻承载单元可相对旋转，因而可根据实际需求将承载单元链排布成所需的形状，辐射单元是安装在承载单元上的，辐射单元的排布形状跟随承载单元的排布形状一起变化。本发明的天线阵在变阵时，不需要对天线阵的大量零部件进行拆解后再组装，仅对天线阵进行折叠，使天线阵的各承载单元相对旋转至所需的位置，即可使安装在各承载单元上的辐射单元排布出不同的结构形状，使天线阵在不同的阵型间快速切换，解决了各零部件折装过程中定位关系繁多，天线阵各零部件相对位置难以保证，从而对天线阵的整体性能造成影响的问题。

Description

一种天线阵

技术领域

本发明属于微波领域，尤其涉及一种天线阵。

背景技术

天线阵作为微波领域不可或缺的信号发射和接收单元，广泛用于各类军用与民用产品中。天线阵的性能除了跟辐射单元本身能力有关外，还与辐射单元排列方式密切相关，天线阵中辐射单元不同的排列方式能够使得天线阵具有不同的天线功能。通过天线阵变形，改变天线阵辐射单元的排列方式从而改变天线阵的功能对于野外作战意义重大。

现有的天线阵一般不具备折叠功能，现有的某些具备折叠功能的天线阵往往是通过普通的逐个零件拆解，再将拆解后的各零件重新组装的方式，拆装的零件数量多，拆装耗时长。并且，拆装后的天线必然定位关系繁多，难以保证天线的相对位置。而辐射单元的相对位置对整个天线阵的性能影响巨大。

发明内容

为解决现有技术中的技术问题，本发明提供一种天线阵，具体方案如下：

一种天线阵，包括承载单元和安装在所述承载单元上的辐射单元，各所述承载单元依次连接形成承载单元链，相邻的所述承载单元之间可旋转地连接；

各所述承载单元一字排开可形成平行阵；

各所述承载单元相对旋转至所需的位置可形成非平行阵。

进一步的，所述非平行阵为闭环阵，所述闭环阵由分别位于所述承载单元链两端的所述承载单元连接而形成。

进一步的，所述承载单元包括长承载单元和短承载单元，所述长承载单元和所述短承载单元间隔排列；

所述承载单元链的第一端为所述长承载单元，第二端为所述短承载单元；或者

所述承载单元链的第一端短为所述短承载单元，第二端为所述长承载单元。

进一步的，所述承载单元的立柱内构造有空腔，所述承载单元的上端板构造有通孔；

所述承载单元的上端固定有线缆，所述线缆经所述上端板的通孔进入所述立柱的空腔后与所述辐射单元连接。

进一步的，相邻所述承载单元的上端通过旋转连接件相连，所述线缆通过线卡固定在所述旋转连接件上。

进一步的，相邻的所述承载单元中的一个承载单元构造有挡板，所述挡板上固定有限位螺钉，另一个承载单元构造有支耳，所述限位螺钉与所述支耳抵接以限定所述支耳的位置。

进一步的，所述承载单元构造有销钉，所述辐射单元构造有与所述销钉配合的销孔；或者

所述承载单元构造有销孔，所述辐射单元构造有与所述销孔配合的销钉。

进一步的，所述辐射单元朝向所述承载单元的一端构造有把手，所述把手与所述辐射单元之间可旋转地连接；

所述承载单元的立柱上构造有锁紧板，所述把手与所述锁紧板的锁紧面接触，所述锁紧面从初始锁紧位置至锁紧程度最大的位置逐渐倾斜，倾斜方向由所述锁紧面指向所述把手与锁紧面接触的一端。

进一步的，所述天线阵还包括底座，所述承载单元链的其中一个承载单元的下端与所述底座固定连接。

进一步的，所述天线阵还包括支撑杆和布置在所述底座上的凸台；

所述承载单元链两端的承载单元固定在所述凸台上；

所述承载单元链两端的承载单元均固定有支座，所述支座均通过支撑杆与底座连接。

与现有技术相比，本发明提供的一种天线阵，由于相邻承载单元可相对旋转，因而可根据实际需求将承载单元链排布成所需的形状，辐射单元是安装在承载单元上的，辐射单元的排布形状跟随承载单元的排布形状一起变化。当各承载单元一字排开时，各辐射单元也同样一字排开，从而使该天线阵形成平行阵；旋转承载单元，使部分相邻承载单元或任意想邻承载单元形成一夹角，则各承载单元不再一字排开，此时，该天线阵形成非平行阵，例如，非平行阵可以是圆环形阵、矩形阵一类的闭环阵，也可以是U形阵一类的开环阵。本发明的天线阵在变阵时，不需要对天线阵的大量零部件进行拆解后再组装，仅对天线阵进行折叠，使天线阵的各承载单元相对旋转至所需的位置，即可使安装在各承载单元上的辐射单元排布出不同的结构形状，使天线阵在不同的阵型间快速切换；不对天线阵的大量零部件进行折装，解决了各零部件折装过程中定位关系繁多，天线阵各零部件相对位置难以保证，从而对天线阵的整体性能造成影响的问题。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明实施例的天线阵变阵为平行阵时的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的天线阵的承载单元链的上端的结构示意图；

图3为本发明实施例的辐射单元与承载单元的定位装配示意图；

图4为本发明实施例的天线阵变阵为圆环形阵时的整体结构示意图；

图5为本发明实施例的线卡与第二销钉的装配示意图；

图6为本发明实施例的锁紧板的锁紧面的平面示意图；

图7为图6中的剖视图A-A；

图8为本发明实施例的承载单元的立柱结构示意图；

图9为本发明实施例的天线阵为平行阵时限位螺钉对支耳的位置限定示意图；

图10为本发明实施例的天线阵为圆环形阵时限位螺钉对支耳的位置限定示意图；

图11为本发明另一个实施例的锁紧板在与图6的剖视图A-A相同的剖切位置处的结构示意图；

图12为本发明另一个实施例的承载单元链中的第一承载单元和第二承载单元的结构示意图；

图13为本发明另一个实施例的承载单元链中的承载单元的结构示意图，该实施例的承载单元链中的所有承载单元均为相同的承载单元。

在附图中，相同的部件采用相同的附图标记，附图并未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1-图10所示，本实施例提供一种天线阵，该天线阵包括承载单元和安装在该承载单元上的辐射单元5，各承载单元依次连接形成承载单元链，相邻的承载单元之间可旋转地连接，各承载单元一字排开可形成平行阵；旋转承载单元，使各承载单元不再一字排开，例如，部分相邻承载单元或任意想邻承载单元形成一夹角，即可形成非平行阵。本实施例中的非平行阵优选为圆环形阵。

与现有技术相比，本实施例提供的一种天线阵，由于相邻承载单元可相对旋转，因而可根据实际需求将承载单元链排布成所需的形状，辐射单元是安装在承载单元上的，辐射单元的排布形状跟随承载单元的排布形状一起变化。当各承载单元一字排开时，各辐射单元也同样一字排开，从而使该天线阵形成平行阵；旋转承载单元，使部分相邻承载单元或任意想邻承载单元形成一夹角，则各承载单元不再一字排开，此时，该天线阵形成非平行阵，例如图4所示的圆环形阵。本实施例的天线阵在变阵时，不需要对天线阵的大量零部件进行拆解后再组装，仅对天线阵进行折叠，使天线阵的各承载单元相对旋转至所需的位置，即可使安装在各承载单元上的辐射单元排布出不同的结构形状，使天线阵在不同的阵型间快速切换；不对天线阵的大量零部件进行折装，解决了大量零部件折装过程中定位关系繁多，天线阵各零部件相对位置难以保证，从而对天线阵的整体性能造成影响的问题。

优选的，本实施例中的承载单元包括第一承载单元和第二承载单元两种不同的承载单元，其中第一承载单元为短承载单元4，第二承载单元为长承载单元8，短承载单元4和长承载单元8间隔排列。在承载单元链的两端各有一个承载单元，这两个承载单元为不同的承载单元，如图1所示，本实施例中承载单元链的第一端为左端，承载单元链的第二端为右端，位于承载单元链左端的承载单元为长承载单元8，位于承载单元链右端的承载单元为短承载单元4。相邻的短承载单元4和长承载单元8在进行可旋转的连接安装时，将短承载单元4的上、下端板伸入长承载单元8的上、下端板之间，短承载单元4的上端板与长承载单元8的上端板通过第二销钉10形成可旋转的铰链连接，短承载单元4的下端板与长承载单元的下端板通过第一销钉9形成可旋转的铰链连接，通过这样的方式，使各相邻的承载单元之间形成可旋转的连接。

无论是短承载单元4的上、下端板之间还是长承载单元8的上、下端板之间均构造有立柱，短承载单元4和长承载单元8的立柱结构是相同的，区别仅在于立柱长度的不同。以短承载单元4的立柱为例，如图3、图8所示，该立柱主要由两侧板431及连接两侧板的前端板432构成U形立柱，本实施例中的前端是指承载单元的立柱朝向辐射单元5的一端，后端是指承载单元的立柱背离辐射单元5的一端。两侧板431及连接两侧板431的前端板432围成了立柱的空腔，在立柱的后端设置有连接两侧板的锁紧板4f。短承载单元4和长承载单元8的上端板均构造有通孔，短承载单元4和长承载单元8的上端均固定有线缆12，线缆12经短承载单元4的上端板的通孔或长承载单元8的上端板的通孔进入相应的立柱的内腔并与对应的辐射单元5连接。本实施例中的立柱构造成具有空腔的空心立柱有利于隐蔽式走线。线缆12的该走线方式在天线阵变阵时不需要拆解线缆12，增加了整体便携性。

线缆12通过线卡11固定在连接相邻承载单元的上端的旋转连接件上，如图5所示，该旋转连接件为第二销钉10，相邻的短承载单元4的上端板41和长承载单元8的上端板81通过第二销钉10形成可旋转的铰链连接，第二销钉10为T字型销钉，线卡11通过螺钉与T字型销钉的横向部分固定连接，从而将线缆12固定，T字型销钉的竖向部分贯穿上端板41和上端板81形成铰链连接。线缆12通过线卡11固定在第二销钉10上，使得在承载单元的相互转动过程中，线缆不受影响，具体地，在承载单元相互旋转过程中，线缆12与承载单元的上端板之间几乎没有相对位移，两者之间几乎不会反复摩擦，因而降低了线缆12的磨损。

如图2所示，短承载单元4的上端板构造有挡板4a和挡板4c，限位螺钉4d安装在挡板4c上，限位螺钉4b安装在挡板4a上，长承载单元8的两侧均设置有支耳8a，与短承载单元4相邻的长承载单元8的支耳8a伸入该短承载单元4的挡板4a和挡板4c之间，限位螺钉4b、4d抵接该支耳8a。天线阵变阵时，松开抵接支耳8a的限位螺钉4b、4d，再对天线阵进行折叠，即旋转相邻的短承载单元4和长承载单元8，使两者形成预设的夹角，然后调节限位螺钉4b、4d，使限位螺钉4b、4d抵紧支耳8a以限定支耳8a的位置，从而使相邻的短承载单元4和长承载单元8固定在该预设的夹角，进而形成所需的阵型。

本实施例中，短承载单元4的立柱的前端板和长承载单元8的立柱的前端板均设置有用于定位相应辐射单元的销钉及供相应把手穿过的通孔，立柱后端的锁紧板同样构造有供相应把手穿过的通孔。以短承载单元4为例，如图3、图6和图8所示，在前端板432朝向辐射单元5的一端布置有两个用于定位辐射单元5的第三销钉4e，在辐射单元5朝向承载单元的一端对应构造有两个销孔5a，第三销钉4e***相应的销孔5a以实现辐射单元5与承载单元装配时的快速定位。

辐射单元5朝向承载单元的一端设置有拉杆5b和把手5c，拉杆5b与辐射单元5固定连接，把手5c相对拉杆5b和辐射单元5旋转。以短承载单元4为例，装配时，第三销钉4e***销孔5a定位后，把手5c能够穿过前端板432的通孔4321和锁紧板4f的通孔432，并与锁紧板4f配合将辐射单元5与承载单元锁紧，使辐射单元5紧靠在前端板432上。长承载单元8与辐射单元5的装配和短承载单元4与辐射单元5的装配是一样的。

本实施例中的长承载单元8和短承载单元4的锁紧板结构相同，以短承载单元4的锁紧板4f为例，如图3、图6和图7，锁紧板4f构造有供把手5c穿过的通孔421，在本实施例中，锁紧板4f的锁紧面为锁紧板4f背离辐射单元5的一端的表面。在锁紧面上，通孔421的两侧对称设置有凸出部，从设置在锁紧面的凸出部的初始锁紧位置422至锁紧程度最大的位置423逐渐倾斜，倾斜方向由锁紧面指向把手5c与锁紧面接触的一端，穿过通孔421的把手5c旋转，从初始锁紧位置422旋转移动至锁紧程度最大的位置423，从而将辐射单元5锁紧在承载单元上。具体地，本实施例中的把手5c全部位于锁紧板背离辐射单元5的一端，倾斜方向可以是直接由锁紧板的锁紧面指向把手5c；进一步的，在锁紧面上，通孔421两侧的凸出部构造成上、下端较薄，中间较厚的结构，本实施例中的把手5c不论是顺时针旋转还是逆时针旋转都能够从较薄的初始锁紧位置422旋转移动至较厚的锁紧程度最大的位置423，从而快速将辐射单元5与承载单元锁紧。解锁时，旋转把手5c，使把手5c从锁紧程度最大的位置432旋转移动至初始锁紧位置422即可，最终把手5c朝辐射单元5的方向穿过通孔421，脱离与锁紧板的接触。

本实施例通过承载单元的立柱上用于定位的销钉与辐射单元5的销孔配合，以快速定位，并通过把手5c与锁紧板配合以快速锁紧和解锁，从而实现辐射单元5与承载单元之间的快速折装和精确定位。

本实施例中的天线阵还包括底座1，承载单元链的其中一个承载单元的下端与底座1固定连接，具体地，与底座1固定连接的承载单元为长承载单元8，在承载单元链的两端的承载单元上均固定设置有支座，具体的，位于承载单元链左端的长承载单元8固定连接有第二支座7，位于承载单元链右端的短承载单元4固定连接有第一支座6。支撑杆包括第一支撑杆2和第二支撑杆3，第一支撑杆2的一端与底座1连接，另一端与第一支座6连接；第二支撑杆3的一端与底座1连接，另一端与第二支座7连接。优选的，第一支撑杆2、第二支撑杆3与底座1的连接均为铰链连接，第一支撑杆2与第一支座6的连接及第二支撑杆3与第二支座7的连接均为铰链连接。天线阵各承载单元一字排开形成平行阵，各支撑杆分别连接底座1和相应的支座以对平行阵进行支撑加固。

变阵时，拆下第一支撑杆2和第二支撑杆3，对天线阵进行折叠，即旋转承载单元，本实施例中，对相邻的各短承载单元4和长承载单元8进行旋转，使承载单元链两端的短承载单元4和长承载单元8首尾相接，承载单元链构造成封闭环，使天线阵形成闭环阵，本实施例中的闭环阵为圆环形阵，如图4所示。底座1还设置有凸台1a，位于承载单元链两端的短承载单元4、长承载单元8和凸台1a三者重合，同时将位于承载单元链两端的短承载单元4、长承载单元8与凸台1a连接，实现承载单元链两端的短承载单元4和长承载单元8的首尾相接，优选的，利用销钉将位于承载单元链两端的短承载单元4、长承载单元8与凸台1a形成铰链连接。

本实施例旨在避免因变阵时，承载单元的大量零部件的拆解，造成定位繁多，相对位置难以保证，天线阵的阵型的形状结构不稳定，影响天线阵性能的问题。至于辐射单元5与承载单元之间的拆装，在承载单元和辐射单元5设置了相应的定位机构后，允许辐射单元5在变阵时从承载单元上拆解下来后再重新安装。例如，本实施例中的定位机构为第三销钉4e和销孔5a。

本实施例的天线阵有效的节约了成本，增加了战场的功能，为作战提供了有利的条件。

本实施例的天线阵不仅可以变阵为平行阵、圆环形阵，还可以根据实际情况变阵为三角形阵、矩形阵等闭环阵，以及U形阵、N型阵等承载单元链两端的承载单元没有首尾相接的开环阵。圆环形阵、三角形阵、矩形阵、U形阵、N型阵等均为非平行阵。

本发明中相邻承载单元的连接件并不一定采用销钉，能够连接相邻承载单元并使两者相对旋转的其它连接件都可以应用到本发明中。

在其它实施例中，可直接以承载单元的立柱的前端板作为锁紧板，在锁紧板背离辐射单元的一端构造类似于图6所示的凸出部。

在其它实施例中，也可以是第一承载单元为长承载单元，第二承载单元为短承载单元。

在其它实施例中，也可以将承载单元和辐射单元间定位用的销钉设置在辐射单元上，而将相应的销孔设置在承载单元上。

在其它实施例中，锁紧板的凸出部的各个位置可以厚度相等，如图11所示。

本发明的承载单元并不局限于长、短承载单元间隔排列，在其它实施例中，承载单元链由第一承载单元和第二承载单元间隔排列而成，承载单元无长短之分，第一承载单元和第二承载单元等长，承载单元链两端的承载单元可以是相同的承载单元也可以是不同的承载单元。如图12所示，第一承载单元的上端板的右侧设置有连接耳151，左侧设置有连接耳152；第二承载单元的上端板的右侧设置有连接耳153，左侧设置有连接耳154。其中连接耳152的高度略低于连接耳151，连接耳153的高度略低于连接耳152，连接耳154的高度与连接耳152等高，连接耳152和连接耳154的高度均满足与连接耳151的旋转连接要求，连接耳152可与连接耳153旋转连接，下端板的连接耳参照上端板设置，第一承载单元和第二承载单元的上端板均一侧设置有安装限位螺钉的挡板155，另一侧设置有支耳156，限位螺钉限定支耳156的位置，如此则任意相邻承载单元仍可通过限位螺钉限定支耳的位置以固定相邻承载单元的旋转角度。在该实施例中，承载单元链的两端可以都是第一承载单元，承载单元链的两端的第一承载单元通过连接耳151和连接耳152连接形成封闭环；承载单元链的两端可以是一端为第一承载单元，另一端是第二承载单元，承载单元链两端的第一承载单元和第二承载单元通过连接耳151和连接耳154连接形成封闭环。

在其它实施例中，承载单元链的所有承载单元均为相同的承载单元，如图13所示，承载单元的上端板的两侧设置有连接耳161和连接耳162，下端板的连接耳参照上端板的连接耳设置。左侧的连接耳162略低于右侧的连接耳161，连接耳161和连接耳162能够形成旋转连接，承载单元链两端的承载单元通过连接耳161和连接耳162连接形成封闭环。承载单元的上端板的一侧设置有安装限位螺钉的挡板163，另一侧设置有支耳164，任意相邻承载单元仍可通过限位螺钉限定支耳的位置以固定相邻承载单元的旋转角度。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在逻辑或结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种天线阵，其特征在于，包括承载单元和安装在所述承载单元上的辐射单元，各所述承载单元依次连接形成承载单元链，相邻的所述承载单元之间可旋转地连接；

各所述承载单元一字排开可形成平行阵；

各所述承载单元相对旋转至所需的位置可形成非平行阵；

所述非平行阵为闭环阵，所述闭环阵由分别位于所述承载单元链两端的所述承载单元连接而形成；

所述辐射单元朝向所述承载单元的一端构造有把手，所述把手与所述辐射单元之间可旋转地连接；

所述承载单元的立柱上构造有锁紧板，所述把手与所述锁紧板的锁紧面接触，所述锁紧面从初始锁紧位置至锁紧程度最大的位置逐渐倾斜，倾斜方向由所述锁紧面指向所述把手与锁紧面接触的一端。

2.根据权利要求1所述的天线阵，其特征在于，所述承载单元包括长承载单元和短承载单元，所述长承载单元和所述短承载单元间隔排列；

所述承载单元链的第一端为所述长承载单元，第二端为所述短承载单元；或者

所述承载单元链的第一端短为所述短承载单元，第二端为所述长承载单元。

3.根据权利要求1所述的天线阵，其特征在于，所述承载单元的立柱内构造有空腔，所述承载单元的上端板构造有通孔；

所述承载单元的上端固定有线缆，所述线缆经所述上端板的通孔进入所述立柱的空腔后与所述辐射单元连接。

4.根据权利要求3所述的天线阵，其特征在于，相邻所述承载单元的上端通过旋转连接件相连，所述线缆通过线卡固定在所述旋转连接件上。

5.根据权利要求1所述的天线阵，其特征在于，相邻的所述承载单元中的一个承载单元构造有挡板，所述挡板上固定有限位螺钉，另一个承载单元构造有支耳，所述限位螺钉与所述支耳抵接以限定所述支耳的位置。

6.根据权利要求1所述的天线阵，其特征在于，所述承载单元构造有销钉，所述辐射单元构造有与所述销钉配合的销孔；或者

所述承载单元构造有销孔，所述辐射单元构造有与所述销孔配合的销钉。

7.根据权利要求1所述的天线阵，其特征在于，所述天线阵还包括底座，所述承载单元链的其中一个承载单元的下端与所述底座固定连接。

8.根据权利要求7所述的天线阵，其特征在于，所述天线阵还包括支撑杆和布置在所述底座上的凸台；

所述承载单元链两端的承载单元固定在所述凸台上；和/或

所述承载单元链两端的承载单元均固定有支座，所述支座均通过支撑杆与底座连接。

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