[发明专利]机载低剖面超高频平板阵列天线

说明书

本发明公开了一种机载低剖面超高频平板阵列天线，包括辐射体平板、短路臂、矩形铁氧体、介质块支柱、介质钉、SMA馈电接头和金属地板；辐射体平板置于金属地板上方；短路臂置于辐射体平板一侧边缘处；金属地板在短路臂位置处挖有凹槽，用于固定短路臂；矩形铁氧体置于短路臂同侧，与短路臂平行；介质块支柱置于辐射体平板和金属地板之间，通过介质钉固定，用于支撑辐射体平板；SMA馈电接头置于辐射体平板上与短路臂相对一侧，用于天线馈电。与传统的圆极化天线相比，本发明加载了铁氧体负载和短路壁以减小轮廓高度并实现良好的阻抗匹配；本发明具有稳定的波束宽度和增益，与超材料天线相比具有成本低、重量轻、稳定度强的优点，能够批量生产。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是一种机载低剖面超高频平板阵列天线。

背景技术

当前现有的天线都是基于电磁谐振原理工作，其尺寸依赖于所需电磁波的波长，典型天线尺寸一般大于λ/10。特别是在VHF(30～300MHz)和UHF(0.3～3GHz)频段，电磁波波长λ很大，单极子天线可能是VHF/UHF最常用的通讯。然而，单极子需要四分之一波长的高度并且具有窄的带宽。如今天线可通过加载技术，天线维持工作在最低频率处时，天线的物理尺寸能够得到一定程度的减小。

另外铁氧体材料作为磁性材料中的一种，其电阻率比金属或其他磁性材料大得多，而且还有较高的相对介电常数。其磁性主要来自于电子的自旋运动导致的自旋磁矩。由于铁氧体具有高介电常数和旋磁性，主要被广泛的应用于天线的小型化及调节其工作特性的设计中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机载低剖面超高频平板阵列天线，通过同时加载铁氧体和短路臂，使得天线具有0.01λ的极低轮廓，天线阵列能实现宽带宽角扫描，采用金属平板机械加工的技术进行批量生产，而且具有成本低、重量轻、稳定度强的优点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种机载低剖面平板天线，包括辐射体平板、短路臂、矩形铁氧体、介质块支柱、介质钉、SMA馈电接头和金属地板；

辐射体平板置于金属地板上方；

短路臂置于辐射体平板一侧边缘处；金属地板在短路臂位置处挖有凹槽，用于固定短路臂；短路臂采用金属钉固定在辐射体平板和金属地板之间；

矩形铁氧体置于短路臂同侧，与短路臂平行；

介质块支柱置于辐射体平板和金属地板之间，通过介质钉固定，用于支撑辐射体平板；

SMA馈电接头置于辐射体平板上与短路臂相对一侧，用于天线馈电。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)采用传统的平板天线，可以实现体积小、重量轻、剖面低的特性；(2)利用加载空气介质的特性，进一步拓宽了天线的工作带宽，同时获得了稳定的增益；(3)利用加载短路臂的特性，大大减小了天线的大小；(4)利用加载铁氧体的特性，有效提高了低频段的增益，通过外加磁场的作用来调整天线的工作频率，大大减小了天线的剖面高度；(5)为了尽可能减小天线尺寸以实现机载天线的小型化，本发明采用了铁氧体负载、短路臂、空气介质等技术，并用金属固定件进行固定，增强天线整体的机械强度；实现了不扫描时阵列增益达到14dB，扫描到45°阵列增益达到10dB，各端口有源驻波均在2以下，实现±45°宽带宽角扫描，具有良好的辐射特性。

附图说明

图1是本发明中低剖面平板天线结构示意图。

图2是图在中低剖面平板天线俯视图。

图3是本发明中2*8低剖面平板天线阵列图。

图4是本发明中低剖面平板天线单元轴比图。

图5是本发明中2*8低剖面平板阵列天线各端口的有源驻波比示意图。