[发明专利]一种可齐平安装的超短波宽带全向天线

说明书

本申请公开了一种可齐平安装的超短波宽带全向天线，该天线中有金属背腔，金属背腔的上部外接圆环状金属载体，与金属背腔共同构成超短波天线内埋安装环境,金属背腔的内部设置有圆柱状金属壁以实现腔体加载技术，将类锥形超短波天线结构安装于圆柱状金属壁的内部，能够同时提升低频段方位面与高频段方位面增益，此外类锥形超短波天线结构的内部设置有金属锥台来实现背腔修形技术。通过将类锥形超短波天线结构设置于金属背腔中，能够与载体齐平共形安装，与传统的载体平台天线突出载体共形安装的方式相比，能够有效降低载体空气阻力，提高隐身性能，为载体平台设计提供更多自由度。

技术领域

本申请涉及通信天线领域，具体而言，涉及一种可齐平安装的超短波宽带全向天线。

背景技术

随着无线通信技术不断发展，跳频速率也越来越快，原本的窄带天线已经不满足符合机载的需求。同时在载体平台上所布置的收发天线越来越紧密，相互之间的干扰也越来越严重，因此为了适应这种发展，对天线提出了宽频带、小型化、低剖面的需求。但是不同于其它种类的天线，机载天线的载体是十分复杂的飞机金属机体。机体会对天线的辐射特性造成很大影响，而天线安装的位置不同也会有一定的影响。在设计好机载平面宽带天线之前必须要进行整体的仿真分析。

针对突出安装式天线，天线的突出载体部分尺寸要尽量小，外露天线的突出尺寸的大小对飞机的气动性、隐身性都有着比较大的影响。为了更好的提升天线与航空电子设备的整体性能，超宽带共形相控阵成为当前机载天线领域的一个研究热点。随着现代飞行器的不断发展，其飞行速度越来越快，对自身气动布局的要求越来越高。而平面阵天线安装于飞行载体的表面时，对于其外形影响较大，这样会影响其飞行性能，故安装于高速飞行器的天线则需要具有更小的横截面以及更优秀的贴合性。相对于平面相控阵天线，超宽带共形相控阵能够更好的与载体进行贴合，从而减小对载体外形布局的影响，对气动布局要求严格的载体，共形阵天线更为适合；其次天线与载体的形状基本一致，能更好的利用空间，对于剖面要求严格的载体能较为完美的契合；同时天线的结构强度高，共形阵天线由于与载体贴合较严，不需要额外的结构件便能很稳固，这样便于维护与安装。另外，将共形天线安装在电子设备上时，流动气体对电子设备的阻力得以减小，也减轻了电子设备的重量，提升性能，对于飞行器来说，共形后还可减小雷达散射面积，最终达到隐身目的。

现有超短波全向天线均为辐射体置于金属载体上方，突出载体的安装形式。这是因为针对极化方式为垂直极化的全向辐射天线，其辐射主要依靠竖直电流或与之对偶的水平磁流，因此将辐射体置于金属载体上方，周围没有遮挡的安装环境下，有利于实现其最优的电性能。然而针对超短波天线，由于其工作在低频段，电尺寸较大，因此保证其在频带范围内高效率辐射，天线剖面较高，其突出安装于载体表面会对载体气动性、隐身性造成较大的影响，同时载体表面的不规则曲率和异形结构的存在也会对超短波天线电性能造成较大影响。因此为解决以上问题，考虑将超短波天线与载体齐平共形安装(辐射体内埋安装)，在不影响载体内部结构的情况下有效利用载体内部空间、解决超短波天线这类大尺寸天线突出载体安装带来的载体气动性问题和隐身性问题。由于载体内部结构复杂、尺寸有限，需要针对与载体齐平共形安装的超短波天线进行小型化和低剖面化设计。原本良好匹配的天线由于放入腔体中，天线辐射的电磁波受到腔体的多次反射，天线的阻抗匹配特性也会严重恶化，超短波天线与载体齐平共形安装后的辐射性能和增益会受到极大影响。超短波天线与载体齐平共形安装所引入的金属背腔和金属载体会带来方向图波束上翘，高频段最为明显，因此重点关注的方位面上增益恶化严重，同时针对低频段，随着频段的下降辐射体与腔体之间电尺寸不断缩短，金属背腔上会感应出与辐射体上反向的电流，造成低频段的效率降低，增益恶化的问题。因此本领域技术人员不得不考虑如何解决上述的问题。

发明内容

本申请的目的在于，为了克服现有的技术缺陷，提供了一种可齐平安装的超短波宽带全向天线，通过将超短波全向天线内埋于背腔结构，与载体齐平共形安装，突破传统载体平台天线突出载体共形安装的方式，可有效降低载体空气阻力，提高隐身性能，为载体平台设计提供更多自由度。

本申请目的通过下述技术方案来实现：