CN204464481U

CN204464481U - 一种用于航空导航信号综合模拟器的组合天线

Info

Publication number: CN204464481U
Application number: CN201520155411.8U
Authority: CN
Inventors: 李晓明; 严玉国; 赵军; 裴文林; 张浩杰; 张战斌; 余永林
Original assignee: Air Force Engineering University of PLA
Current assignee: Air Force Engineering University of PLA
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2025-03-12

Abstract

本实用新型涉及一种用于航空导航信号综合模拟器的组合天线，包含天线板(101)、天线安装盒体(102)、天线罩(103)，其特征在于：天线板采用组合平板天线结构，由8个单天线复合而成，其中天线板(101)安装在天线安装盒体(102)内，天线罩位于天线安装盒体(102)外部，具有结构刚性好、重量轻、安装方便，能很好的保证电气性能，适应不同导航信号工作。

Description

一种用于航空导航信号综合模拟器的组合天线

技术领域

本实用新型涉及一种天线，特别涉及一种用于航空导航信号综合模拟器的组合天线。

背景技术

飞机机载导航设备是飞机航空电子***重要的组成部分，现我军使用的机载导航设备包括的种类有：塔康、伏尔、测距器、仪表着陆、微波着陆、无线电罗盘、航管应答机、卫星导航(GPS、BDS)、俄制近程导航、俄制仪表着陆、俄制航管应答机等设备。这些导航***工作原理和功能不同，有用于测角度、测距离、测距离差和复合式(角度和距离都测)；工作频段不同，有长波、中波、米波、分米波和厘米波；信号波形不同，有音频调制、矩形脉冲调制，钟形脉冲调制、DPSK调制等。

航空导航信号模拟器用于飞机机载导航设备检测，是飞机维修质量的重要保证和形成保障能力的物质基础，直接影响飞机完好率。目前机载导航设备体制多、种类多、型号多，导航信号格式复杂，工作频段相差大，因此配套天线种类多，只能单独使用。

目前航空导航信号模拟器主机已经实现集成一体化，因此航空导航信号模拟器的配套天线直接影响航空导航信号综合模拟器的整机体积和重量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对以上的技术问题，提供一种用于航空导航信号综合模拟器的组合天线，包含天线板101、天线安装盒体102和天线罩103，矩形天线板101安装在天线安装盒体102内，天线罩103位于天线安装盒体102外部，用于罩住天线安装盒体102，其特征在于：天线板101采用组合平板天线结构，由安装在天线安装盒体102同一侧的8个单天线复合而成，包括：

1号天线1011采用“S”型振子，包括天线振子10111和接地电阻10112，接地电阻10112接在“S”型天线振子10111的中部与机壳地之间；1号天线1011置于天线板101上部中间偏左位置，天线振子10111的长度方向与天线板101上边沿平行，距离天线板101左边沿5～8厘米，距离天线板101上边沿5～8厘米；

2号天线1012采用“S”型振子，包括天线振子10121和在天线振子10121的中部与机壳地之间的接地电阻10112；2号天线1012位于1号天线1011下方，天线振子10121与一号天线振子10111平行，距离天线板101左边沿5～8厘米，距离1号天线1011下边沿10～20厘米，以尽量避免与1号天线1011间相互干扰；

3～6号天线1013～1016均采用直立单极子天线；其中3号天线1013的振子长度为22厘米，4号天线1014的振子长度为8.5厘米，5号天线1015的振子长度为7.5厘米，6号天线1016的振子长度为10厘米；3～6号天线采用共地设计，即使用共模拟地1010，模拟地1010的形状为大致的“L”形状，该“L”形状需顺时针旋转90度，以适合3～6号天线的放置，模拟地1010距离天线板101左边沿2～3厘米，距离天线板101下边沿0.1～0.5厘米，距离天线板101右边沿10～16厘米；3～6号天线振子方向与1、2号天线振子方向相平行，由下至上依次排列，3～6号天线振子间间隔5厘米，作为整体距离天线板101下边沿5～8厘米，其中4～6号天线振子与地1010的上部右边沿接触，3号天线振子与地1010的下部右边沿接触；

7号天线1017使用对称振子天线的形式，其位置处在天线板101的中部右边，位于2号天线1012和3～6号天线之间，7号天线1017的极化为垂直极化；7号天线1017整体平行于1、2号天线振子方向，长度为12厘米，距离天线板101右边沿5～8厘米，距离2号天线下边沿5～8厘米，距离5号天线10～15厘米，防止天线间干扰；

8号天线1018由微带线10181和对称振子10182构成；微带线10181是由介质基片101813和沉积在介质基片101813上的金属导体带101811和接地板181812构成的一个传输***，在导体带101811与接地板101812之间为介质基片101813；8号天线1018的位置处在天线板101的中部左边，位于2号天线1012和3～6号天线之间，7号天线1017的左边，距离天线板101左边沿5～8厘米，距离2号天线下边沿4～7厘米，距离5号天线10～15厘米；8号天线1018采用加装变换器的对称振子10182作为天线辐射器，变换器使用微带传输线形式。

在本发明的一个实施例中：

1号天线1011的四分之一空间波长为1000mm；

2号天线1012的四分之一空间波长为694mm；

3～6号天线1013～1016的四分之一空间波长范围369～915mm；

7号天线1017的自由空间半波长大致为138mm；

8号天线1018的中心频率为5.06GHz，自由空间半波长为29.6mm。

在本发明的一个实施例中，各天线振子采用敷铜光刻制作；天线安装盒体102选用铝合金材料，整体加工成型；天线罩103为环氧玻璃布材料。

该天线结构刚性好、重量轻、安装方便，能很好的保证电气性能。

附图说明

图1为本实用新型在航空导航信号综合模拟器上的位置整体图；

图2为本实用新型正视图；

图3为本实用新型8号天线剖面图。

附图标记说明：

航空导航信号综合模拟器主机箱20，组合天线10，天线板101，天线安装盒体102，天线罩103，1号天线1011，2号天线1012，3号天线1013，4号天线1014，5号天线1015，6号天线1016，7号天线1017，8号天线1018，1号天线振子10111，1号天线接地电阻10112，2号天线振子10111，2号天线接地电阻10112，3至6号天线地1010，8号天线振子10181，8号天线介质基片10182，8号天线导体带101811，8号天线接地板101812，8号天线介质基片101813。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

综合模拟器的组合天线用于收发导航信号。地面导航设备为11种，信号类型多样，要求形成符合要求的天线场型和满足一定的增益，同时满足天线体积小、重量轻的设计目标。

根据综合导航设备的信号频率和天线极化方向，将天线分为8类，如表1所示。

表1主要技术指标

天线序号	频率	极化方向
			1	75MHz	水平极化
2	108～112MHz	水平极化
			3	328～336MHz	水平极化
4	873～935MHz	水平极化
			5	939～1000MHz	水平极化
6	726～812MHz	水平极化
			7	960～1215MHz	垂直极化
8	5030～5090MHz	垂直极化

航空导航信号综合模拟器在一个机箱内(706×590×490mm)实现了十几种种机载导航设备的检测功能，如图1所示，组合天线10位于机箱20前部，采用组合平板天线结构，共有8个单天线复合而成。组合天线10包含天线板101、天线安装盒体102、天线罩103，其中天线板101安装在天线安装盒体102内，天线罩位于天线安装盒体102外部。

组合天线10具有驻波小、在天线结构正前方具有有效辐射的性能。组合天线的安装空间小、天线数量多、波长跨度大，在有限的空间内需布置8套天线。振子天线及其馈电***结构简单，占用空间小，因此选用单极子天线或对称振子天线可同时满足电气及结构上的要求。

如图2所示，组合天线10的天线板101包含8个天线，它们都安装在天线安装盒体102的同一侧，按照图中所示的位置进行布置。1号天线1011频率较低，波长较长，其四分之一空间波长为1000mm。由单极振子方向函数可知，当天线高度大于四分之一波长，小于二分之一波长时，在法线方向有较大增益，且无副瓣。因此，为了延长天线振子10111的长度，采用“S”型振子。这种方法虽然大大增加了天线长度，但仍然小于工作波长，且增加了反射功率。为了减小反射功率、降低驻波，在天线振子10111的中部与机壳地之间有一接地电阻10112。虽损失部分增益，但会大大降低驻波。考虑组合天线整体体积和占用天线板101面积，1号天线1011置于天线板101上部中间偏左位置，1号天线振子10111的长度方向与天线板101上边沿平行，距离天线板101左边沿5～8厘米，距离天线板101上边沿5～8厘米。

2号天线1012也是频率较低，波长较长，其四分之一空间波长为694mm，同样采用“S”型振子，包括天线振子10121和在天线振子10121的中部与机壳地之间有一接地电阻10112。2号天线1012位于1号天线1011下方，天线振子10121与一号天线振子10111平行，距离天线板101左边沿5～8厘米，距离1号天线1011下边沿10～20厘米，以尽量避免与1号天线1011间相互干扰。

3～6号天线的波长较短，都采用直立单极子天线；3号天线1013的振子长度为22厘米；4号天线1014的振子长度为8.5厘米；5号天线1015的振子长度为7.5厘米；6号天线1016的振子长度为10厘米。3～6天线采用共地设计，图2中斜线部分1010为模拟地，模拟地1010的形状为大致的“L”形状，该“L”形状需顺时针旋转90度，以适合3～6号天线的放置，模拟地1010距离天线板101左边沿2～3厘米，距离天线板101下边沿0.1～0.5厘米，距离天线板101右边沿10～16厘米，采用此结构是为了在有限范围内尽可能增加模拟地的面积，提高天线性能，3～6号天线振子方向与1、2号天线振子方向相平行，由下至上依次排列，3～6号天线振子间间隔5厘米，作为整体距离天线板101下边沿5～8厘米，其中4～6号天线振子与地1010的上部右边沿接触，3号天线振子与地1010的下部右边沿接触。3～6号天线振子如此布置，是为了在有限范围内最大利用天线板101的面积和防止天线间干扰。

7号天线1017的位置处在天线板101的中部右边，位于2号天线1012和3～6号天线之间，7号天线1017的极化为垂直极化，其自由空间半波长近似为138mm，当对称振子的长度为半波长时将发生串联谐振。因此7号天线1017使用对称振子天线的形式。采用对称振子天线不需要导电大地，可以减小对1～6号水平极化天线的影响。7号天线1017整体平行于1、2号天线振子方向，长度为12厘米，距离天线板101右边沿5～8厘米，距离2号天线下边沿5～8厘米，距离5号天线10～15厘米，防止防止天线间干扰。

8号天线1018的位置处在天线板101的中部左边，位于2号天线1012和3～6号天线之间，7号天线1017的左边，距离天线板101左边沿5～8厘米，距离2号天线下边沿4～7厘米，距离5号天线10～15厘米。8号天线1018的中心频率为5.06GHz，自由空间半波长为29.6mm，由微带线10181和对称振子10182构成。微带线10181是由介质基片101813和沉积在介质基片101813上的金属导体带101811和接地板181812构成的一个传输***。在导体带101811与接地板101812之间为介质基片101813，如图3所示。因8号天线1018波长短，所以采用加装变换器的对称振子10182作为天线辐射器，变换器使用微带传输线形式。

各天线振子采用敷铜光刻制作，为满足天线刚度、强度的要求，天线安装盒体102选用铝合金材料，整体加工成型。天线罩103为环氧玻璃布材料，透波性好，损耗低。该天线结构刚性好、重量轻、安装方便，能很好的保证电气性能。

下表给出了天线实测驻波比。由表中可以看出，八副天线均能满足使用要求。

表2电气指标达标情况

天线	驻波比
		1号天线	1.86
2号天线	1.76
		3号天线	2.65
4号天线	2.32
		5号天线	1.62
6号天线	1.88
		7号天线	1.46
8号天线	1.21

本实施例的主要功能：

可以应用于以下导航信号：

●塔康地空导航信号

●塔康空空导航信号

●微波着陆导航信号

●精密测距导航信号

●指点信标导航信号

●测距导航信号

●伏尔导航信号

●仪表着陆导航信号

●空中交通管制雷达信标导航信号

●无线电罗盘信号

●无线电高度表信号

●卫星导航信号(GPS、BD)

●俄制近程导航信号

●俄制着陆导航信号

●俄制空空导航信号

Claims

1.一种航空导航信号综合模拟器组合天线，包含天线板(101)、天线安装盒体(102)和天线罩(103)，矩形天线板(101)安装在天线安装盒体(102)内，天线罩(103)位于天线安装盒体(102)外部，用于罩住天线安装盒体(102)，其特征在于：天线板(101)采用组合平板天线结构，由安装在天线安装盒体(102)同一侧的8个单天线复合而成，包括

1号天线(1011)采用“S”型振子，包括天线振子(10111)和接地电阻(10112)，接地电阻(10112)接在“S”型天线振子(10111)的中部与机壳地之间；1号天线(1011)置于天线板(101)上部中间偏左位置，天线振子(10111)的长度方向与天线板(101)上边沿平行，距离天线板(101)左边沿5～8厘米，距离天线板(101)上边沿5～8厘米；

2号天线(1012)采用“S”型振子，包括天线振子(10121)和在天线振子(10121)的中部与机壳地之间的接地电阻(10112)；2号天线(1012)位于1号天线(1011)下方，天线振子(10121)与一号天线振子(10111)平行，距离天线板(101)左边沿5～8厘米，距离1号天线(1011)下边沿10～20厘米，以尽量避免与1号天线(1011)间相互干扰；

3～6号天线(1013～1016)均采用直立单极子天线；其中3号天线(1013)的振子长度为22厘米，4号天线(1014)的振子长度为8.5厘米，5号天线(1015)的振子长度为7.5厘米，6号天线(1016)的振子长度为10厘米；3～6号天线采用共地设计，即使用共模拟地(1010)，模拟地(1010)的形状为大致的“L”形状，该“L”形状需顺时针旋转90度，以适合3～6号天线的放置，模拟地(1010)距离天线板(101)左边沿2～3厘米，距离天线板(101)下边沿0.1～0.5厘米，距离天线板(101)右边沿10～16厘米；3～6号天线振子方向与1、2号天线振子方向相平行，由下至上依次排列，3～6号天线振子间间隔5厘米，作为整体距离天线板(101)下边沿5～8厘米，其中4～6号天线振子与地(1010)的上部右边沿接触，3号天线振子与地(1010)的下部右边沿接触；

7号天线(1017)使用对称振子天线的形式，其位置处在天线板(101)的中部右边，位于2号天线(1012)和3～6号天线之间，7号天线(1017)的极化为垂直极化；7号天线(1017)整体平行于1、2号天线振子方向，长度为12厘米，距离天线板(101)右边沿5～8厘米，距离2号天线下边沿5～8厘米，距离5号天线10～15厘米，防止天线间干扰；

8号天线(1018)由微带线(10181)和对称振子(10182)构成；微带线(10181)是由介质基片(101813)和沉积在介质基片(101813)上的金属导体带(101811)和接地板(181812)构成的一个传输***，在导体带(101811)与接地板(101812)之间为介质基片(101813)；8号天线(1018)的位置处在天线板(101)的中部左边，位于2号天线(1012)和3～6号天线之间，7号天线(1017)的左边，距离天线板(101)左边沿5～8厘米，距离2号天线下边沿4～7厘米，距离5号天线10～15厘米；8号天线(1018)采用加装变换器的对称振子(10182)作为天线辐射器，变换器使用微带传输线形式。

2.如权利要求1所述的航空导航信号综合模拟器组合天线，其中

1号天线(1011)的四分之一空间波长为1000mm；

2号天线(1012)的四分之一空间波长为694mm；

3～6号天线(1013～1016)的四分之一空间波长范围369～915mm；

7号天线(1017)的自由空间半波长大致为138mm；

8号天线(1018)的中心频率为5.06GHz，自由空间半波长为29.6mm。

3.如权利要求1或2所述的航空导航信号综合模拟器组合天线，其中各天线振子采用敷铜光刻制作；天线安装盒体(102)选用铝合金材料，整体加工成型；天线罩(103)为环氧玻璃布材料。