[发明专利]一种用于飞机通信的全向宽带附形天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种全向宽带附形天线，具体涉及一种用于飞机通信的全向宽带附形天线。

背景技术

在飞机通信系统中，对天线的带宽和全向性都有严格的要求，同时为了使天线能够适当的安装在飞机的外部表面，就需要天线具有尽可能小的纵向尺寸和恰当的附形结构。为了满足通信系统对带宽的要求，研究人员提出了很多具有全向辐射特性的宽带天线，但是天线的纵向尺寸一般都在1/2λ₀到1/4λ₀之间，λ₀为中心频率波长，这种高度不能满足飞机表面天线的安装要求。一系列的圆形及方形片天线，通过不同的馈电方式能够一定程度的减小天线的纵向高度。但这种天线的缺点是，由于其工作频率是由其外部尺寸决定的，故难以展宽频带。通过在圆形或方形金属片上开槽及在其周围添加短路线可以将频带展宽至40％，但是依旧不能满足覆盖多个通信频带的要求。

发明内容

本发明为解决现有宽带天线的高度不能满足飞机表面天线的安装要求，圆形及方形片天线不能覆盖多个通信频带的问题，进而提出一种用于飞机通信的全向宽带附形天线。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括圆形金属片、圆环形金属片、金属锥台、金属地板、同轴线和四个金属圆柱，金属地板的中部设有背馈腔，金属锥台设置在背馈腔地面的中部，圆环形金属片设置在背馈腔内，且圆环形金属片位于金属锥台的上方，圆形金属片设置在圆环形金属片的中部，且圆形金属片的上表面与圆环形金属片的上表面位于同一平面，圆形金属片的外边缘与圆环形金属片的内边缘形成环形缝隙，圆环形金属片的下表面与背馈腔的底面通过四个金属圆柱连接，且四个金属圆柱呈矩形设置，同轴线的上端由下至上依次穿过背馈腔的底面、金属锥台，同轴线的外导体与金属锥台接触，同轴线的芯线的上端与圆形金属片下表面的中部连接。

本发明的有益效果是：本发明通过在圆形金属片及背馈腔底板之间加入金属锥台，构成了辐射缝隙到底板之间距离的渐变结构，因此有效的拓展了高频段的带宽，本发明的中心频率到达1.34GHz，阻抗带宽达到0.8GHz～1.87GHz，相对带宽达到80％，天线高度达到0.11λ₀，比现有宽带附形天线的相对带宽提高了一倍以上。通过背馈腔对辐射波的反射汇聚作用，天线的增益也相应提高了；本发明的高度能够满足飞机表面天线的安装要求，且能覆盖多个通信频带。同时本发明天线辐射角度为360°，在工作频带内保持全向辐射，工作特性稳定。本发明结构精简，易于加工。

附图说明

图1是本发明的立体剖视图，图2是本发明的主剖视图，图3是圆形金属片半径取不同值时本发明的反射系数图，图中Rinner表示圆形金属片的半径，Frequency表示频率，图4是加背馈腔前和不加背馈腔本发明增益的仿真结果图，图中Frequency表示频率，图5是背馈腔半径取不同值时本发明的反射系数图，图中Frequency表示频率，图6是天线选择最佳参数时的仿真结构示意图，图中Frequency表示频率，图7是本发明在不同频率下E面的辐射方向图，图8是本发明在不同频率下H面的辐射方向图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种用于飞机通信的全向宽带附形天线包括圆形金属片1、圆环形金属片2、金属锥台3、金属地板4、同轴线5和四个金属圆柱6，金属地板4的中部设有背馈腔4-1，金属锥台3设置在背馈腔4-1地面的中部，圆环形金属片2设置在背馈腔4-1内，且圆环形金属片2位于金属锥台3的上方，圆形金属片1设置在圆环形金属片2的中部，且圆形金属片1的上表面与圆环形金属片2的上表面位于同一平面，圆形金属片1的外边缘与圆环形金属片2的内边缘形成环形缝隙7，圆环形金属片2的下表面与背馈腔4-1的底面通过四个金属圆柱6连接，且四个金属圆柱6呈矩形设置，同轴线5的上端由下至上依次穿过背馈腔4-1的底面、金属锥台3，同轴线5的外导体与金属锥台3接触，同轴线5的芯线的上端与圆形金属片1下表面的中部连接。

本实施方式中四个金属圆柱6将圆环形金属片2与金属地板4连接形成谐振回路。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于飞机通信的全向宽带附形天线的圆形金属片1的半径为5.0mm～5.5mm，圆形金属片1的厚度为0.5mm～1mm。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。