[发明专利]一种宽带缝隙振子天线

说明书

本发明公开了一种宽带缝隙振子天线，其结构由天线罩、安装板、缝隙振子、馈电板和射频连接器共同组成。其中通过设置中心对称开缝的矩形金属导体缝隙振子结构，缝隙振子与安装板垂直紧固，馈电板为单面光刻特殊形状金属印制线的复合基板，其光板面在偏置位置处与缝隙振子正交、贴合，射频连接器紧固于安装板背面，其射频连接器探针贯穿安装板与馈电板印制线一端相连，可有效解决现有遥测系统天线方向图“干涉”、带宽窄、低仰角增益低的缺点，同时其具有较好的结构强度，尤其适用于飞行器上遥测系统。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种宽带缝隙振子天线。

背景技术

通信、雷达电子系统原理上都是电磁波的发射和接收过程，结构上都包含了天线、发射机、接收机、信号处理器等。系统中通信频率受天线带宽的限制，若超过天线带宽，天线的方向图就会变劣，性能就会下降，对通信质量造成不利的影响。

航天雷达系统中为考核飞行器等待测目标的性能参数，需通过遥测天线实时将待测目标飞行过程中的各项参数下传至分布在飞行轨迹两侧的地面遥测综合站。为了控制待测飞行器的飞行过程，其飞行过程中的数据需要完整下传采集，而且一般待测目标的飞行速度较快对地的仰角变化大，为保证整个飞行轨迹过程中的遥测数据完整下传，同时适应待测目标的飞行速度较快对地的仰角变化大的情况，需要选用工作在微波频段宽带宽、方向图仰角范围大、结构强度大的遥测天线。

目前遥测系统中，通常采用双微带天线贴片和倒F振子形式天线作为遥测天线进行发射接收，一般是圆柱形结构目标采用双微带天线贴片利用微带天线半球形的方向图分别朝向地面遥测综合站，异形结构目标则选用倒F振子形式的天线。

采用双微带天线贴片的方案中，双微带贴片天线一般安装在待测目标两侧，通过带有导体接地板的介质基片上附加导体贴片而构成的天线实现信号发射接收，因为双天线工作时存在电磁“干涉”可能导致某些角度无法满足增益要求，从而难以保证遥测数据的完整性，而且其采用微带天线贴在两侧，其结构强度可能无法满足飞行器处于恶劣环境下的要求；另外，微带天线在温度高于200°时易变形，会导致天线结构发生变化，使得天线传输精度受到影响甚至导致天线损坏。更为重要的是，如果要求较宽的工作频带则需将多个微带天线进行组合，上述难以保证遥测数据的完整性、强度不足等缺陷会更突出。

在采用倒F振子形式天线的方案中，其波束宽度通常能够满足单遥测通道的使用要求，但是，大量的目标同时工作时需遥测天线具有较宽带宽以供多信道划分，而倒F振子天线工作频段并不能实现宽频段的工作要求；而且，由于倒F天线各个部件是通过焊接工艺连接的，焊接的零件由于热影响区的急冷，在碳含量较高的条件下，容易产生淬火马氏体，容易产生裂纹削弱承载能力，不能满足飞行器处于恶劣环境下的要求；而倒F天线扩大方向图工作范围则会导致带宽更窄，无法同时满足宽带宽大高低仰角都能工作的要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种宽带缝隙振子天线，其中通过对其中关键组件的结构及其设置方式的改进，有效解决现有遥测系统天线方向图“干涉”、带宽窄、低仰角增益低的缺点，同时其具有较好的结构强度，尤其适用于飞行器上的遥测系统。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种宽带缝隙振子天线，其特征在于，该天线包括天线罩、缝隙振子、馈电板、馈电探针、安装板和射频连接器，其中，所述安装板作为安装的基板，所述天线罩罩设在安装板上方，所述天线罩与所述安装板形成的中空部分用于容纳所述缝隙振子、馈电板和馈电探针，

其中，所述缝隙振子设置在所述安装板上，所述缝隙振子对称中心处设置有辐射缝隙，所述馈电板贴合在所述缝隙振子表面，所述馈电板上的金属印制线与所述辐射缝隙正交，所述馈电探针竖直向上贯穿所述安装板，其针头与馈电板上的刻蚀图案电连接，所述馈电探针底端与设置在安装板下方的射频连接器上电连接，通过调整所述馈电板与辐射缝隙的偏置距离达到最佳匹配阻抗状态，使得所述射频连接器传导的射频电流通过馈电探针和印制线传导到所述辐射缝隙处产生谐振，从而传播出所需的电磁波信号。