一种耐高温共形宽带天线

技术领域

本发明属于共形宽带天线领域，具体涉及一种耐高温共形宽带天线。

背景技术

天线是电子设备中用于发射和接收无线电信号的重要装置。传统的天线可安装在平台外部也可安装在平台内部，但会带来各种问题，如影响隐身性能或者造成散热难、挤占内部空间、影响载荷配置等。由此，共形天线应运而生，共形天线是指能与武器平台的外形保持一致的天线或天线阵，它相当于贴附在平台外表面一样，与平台外形结构融为一体。

目前常规的共形宽带天线通常是在室温环境中使用，由多个天线阵元以某种排列组合形式来实现宽带段。其无法满足在工作环境温度高的工况下可靠工作，并且大多数共形天线阵元体积较大，安装形式较为单一，无法在狭小空间中安装使用，难以满足弹上苛刻约束条件下的宽角域波束覆盖要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种耐高温共形宽带天线，其通过环形的装配式设计，使其在能够满足弹上的装配需求的基础上，进一步增大了天线的辐射面，以增大天线的频率范围。

为实现上述目的，本发明提供一种耐高温共形宽带天线，其包括转接座、支撑筒和盖板，以及至少两个天线阵元；

所述支撑筒装配于所述转接座上，所述盖板装配于所述支撑筒上；所述天线阵元装配于所述支撑筒的外周上；且

相邻两所述天线阵元的外周贴合，进而围合形成封闭的环线天线套接在所述支撑筒上。

作为本发明的进一步改进，所述天线阵元外周相对的两侧分别形成有突出部与凹陷部；所述突出部的形状与所述凹陷部的形状相互匹配；

相邻两所述天线阵元的突出部和凹陷部贴合在一起。

作为本发明的进一步改进，所述天线阵元有八个；八个所述天线阵元以支撑筒的轴线为中线呈环形布置，并依次连接形成封闭的环形结构。

作为本发明的进一步改进，所述天线阵元包括安装板、天线基体和防护罩；

所述天线基体装配于所述安装板上；所述防护罩安装在所述安装板上上，并将所述天线基体罩设在其内部。

作为本发明的进一步改进，在所述天线基体与所述防护罩之间留有空气层，用于隔绝外部的热量。

作为本发明的进一步改进，在所述防护罩与所述安装板之间、所述防护罩与天线基体之间缝隙处均涂抹有密封胶，实现单个所述天线阵元气密。

作为本发明的进一步改进，所述天线基体包括柔性电路辐射板和泡沫支撑，所述柔性电路辐射板粘贴于所述泡沫支撑上。

作为本发明的进一步改进，所述泡沫支撑的顶面和底面分别设计有两个用于涂抹密封胶的让位槽。

作为本发明的进一步改进，所述防护罩采用聚酰亚胺材料制成；且所述泡沫支撑采用耐高温泡沫制成。

作为本发明的进一步改进，在所述支撑筒外周上设置有多个安装支耳，对应所述安装支耳在所述转接座的底部形成有多个凹槽；

所述安装支耳嵌设于所述凹槽内，并通过紧固件与凹槽连接，以实现所述支撑筒与所述转接座之间的装配。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

（1）本发明的耐高温共形宽带天线，其通过对多个天线阵元排布形式的优化设计，使其能够充分满足弹上狭小空间中的装配需求，同时通过柔性电路辐射板辐射面较大的设计进一步增强天线信号的发射和接收性能，有效增大天线的频率范围。

（2）本发明的耐高温共形宽带天线，其通过对单个天线阵元和整个共形宽带天线均采用密封胶实现双重气密，确保了共形宽带天线气密性能的可靠。同时，防护罩选用耐高温聚酰亚胺，内部泡沫支撑选用耐高温泡沫，二者共同作用下使共形宽带天线具备了耐高温的特性，满足其在高温环境中使用的要求。

（3）本发明的耐高温共形宽带天线，其整体结构简单，拆装方便，不仅能够满足弹上狭小空间的装配需求，同时通过环形的天线阵列方式，大幅增加天线的频率范围，具有良好的实用价值与应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例中耐高温共形宽带天线的整体正视半剖结构示意图；

图2是本发明实施例中耐高温共形宽带天线中天线阵元侧视剖面结构示意图；

图3是本发明实施例中耐高温共形宽带天线中天线阵元正视结构示意图；

图4是本发明实施例中耐高温共形宽带天线中天线基体侧视剖面结构示意图；

图5是本发明实施例中耐高温共形宽带天线中天线阵元的整体结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

100、转接座；

200、支撑筒；201、安装支耳；

300、天线阵元；301、突出部；302、凹陷部；303、安装板；304、天线基体；305、防护罩；306、柔性电路辐射板；307、泡沫支撑；308、密封胶；

400、盖板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1，本发明提供一种耐高温共形宽带天线，其通过环形装配式的设计，以适应弹上狭小空间的装配需求，同时还可以增大天线的辐射面，以提高天线可接收或发射的频率范围，以进一步提高天线的实用性。

具体而言，本发明优选实施例中的共形宽带天线，其包括转接座100、支撑筒200和至少两个天线阵元300；支撑筒200装配于转接座100上，至少两个天线阵元300依次装配相连，并围合在支撑筒200的外周面上，覆盖支撑筒200的外部。

进一步具体地，如图1中所示，天线阵元300外周相对的两侧分别设置有至少一个突出部301和至少一个凹陷部302；且突出部301的形状与凹陷部302的形状相互匹配，使得两天线阵元300在拼装后，其中一个天线阵元300的突出部301能够嵌入到另一个天线阵元300的凹陷部302中，以此使得两天线阵元300能够更加完整的拼装起来；进一步优选地，在突出部301和/或凹陷部302上还形成有通孔，并对应在支撑筒的外周上形成有螺纹孔。在实际使用的过程中，作业人员先将两天线阵元300拼装到支撑筒200的外周上后，再将螺栓先穿过通孔再拧入到支撑筒200上的螺纹孔中。

在一个具体的实施例中，如图1中所示，优选天线阵元300有八个，八个天线阵元300以支撑筒200的轴线为中线呈环形布置，并依次拼装在一起，以形成一个封闭的圆环形结构装配在支撑筒200的外部。进而通过环形的多个天线阵元300增加该天线的辐射面，以利于增加该天线的频段，使得该天线组阵后具备宽带的特性。

在实际装配的过程中，先对单个天线阵元300涂抹密封胶308实现第一次气密，然后在八个天线阵元300组装后再一起整体后再涂抹密封胶308密封实现第二次密封，两次密封的共同作用下，确保该共形宽带天线气密性能的可靠，防止水汽进入天线阵元300内部影响整个天线性能指标。

此外，在支撑筒200的外周上对应每个天线阵元300的位置设置有让位槽，以便于每个天线单元的出线。同时，其中支撑筒200内壁均刻有标识，保证单个天线阵元300安装在支撑筒200上的位置具备唯一性，便于维修和定位故障点。进一步地，在支撑筒200上还设置有盖板400，用于隔绝天线顶部的热量。

在一个具体的应用场景中，本发明优选实施例中的天线装配于弹体上，其支撑筒200外形与相控阵前端的外形相同，天线阵元300绕支撑筒200外围均匀分布，使天线阵元300组阵后具备与弹体具备共形特征。

通过上述结构设计，使得共形宽带天线在具备与弹体共形特征的同时，满足其在弹体上的装配需求，使其能够进行快速的拆装与维护。同时，通过多面的设计形式，使得其所覆盖频率更广。

进一步具体地，如图2和图3中所示，天线阵元300包括安装板303、防护罩305和天线基体304；其中，天线基体304装配于安装板303上，防护罩305装配于安装板303上与天线基体304同侧的位置，并将天线基体304罩设到其内部，以此形成一个完整的天线阵元300结构。

更进一步地，防护罩305与安装板303之间通过多个螺钉装配固定到一起。同时，在防护罩305与安装板303之间、防护罩305与天线基体304之间缝隙处均涂抹有密封胶，实现单个天线阵元300气密，可有效地避免了水汽进入天线阵元300内部影响天线性能指标的安全隐患。

进一步具体地，天线基体304包括柔性电路辐射板306和泡沫支撑307；泡沫支撑307粘贴在柔性电路辐射板306上，以组成天线基体304。并在泡沫支撑307顶面和底面分别设计有两个用于涂抹密封胶308的让位槽，并对应涂抹有密封胶308。优选该密封胶308为703胶。通过涂抹密封胶308，可实现柔性电路辐射板306与泡沫支撑307二次粘接固定，避免了在长时间高温、振动的工况下单纯依靠柔性电路辐射板306自带粘胶固定出现脱落的质量风险。优选上述泡沫支撑307采用耐高温泡沫支撑。

进一步优选地，在防护罩305与天线基体304之间还留有空气层，优选该空气层的厚度为2mm。在实际使用的过程中，空气层可用于隔绝外部的热量，使得天线阵元300的耐高温效果更好。

在实际装配的过程中，天线基体304通过紧固件102固定在安装板303上，因耐高温泡沫具有一定弹性，因此单独采用弹垫进行防松，难以避免在振动过程中，天线基体304能实现固定的可靠，故采取在固定天线基体304螺钉的头部涂703胶措施，将螺钉与耐高温泡沫粘接在一起，实现紧固件102固定天线基体304的二次防松，保证天线基体304安装的可靠。

进一步优选地，防护罩305选用聚酰亚胺材料，该材料具备耐高温及较低的介电常数，且防护罩305与天线基体304之间有2mm的空气层，可对天线基体304起一定的隔热作用，天线基体304内部的泡沫支撑307也选用耐高温泡沫，因此该共形宽带天线具备耐高温特性。

更细节地，天线基体304在侧面设计有馈电点，连接器穿过安装板303与天线基体304上的馈电点锡焊，实现天线信号的输入和输出。

此外，在如图1所示的一个具体实施例中，支撑筒200上设置有多个安装支耳201，并对应该安装支耳201在转接座100的底部形成有凹槽101，其用于与安装支耳201匹配。在实际使用的过程中，将转接座100套接到支撑筒200上，使安装支耳201位于凹槽101内，然后最后通过紧固件102将安装支耳201与凹槽101连接在一起，以实现支撑筒200与转接座100之间的装配式设计。

（1）本发明的耐高温共形宽带天线，其通过对多个天线阵元排布形式的优化设计，使其能够充分满足弹上狭小空间中的装配需求，同时通过柔性电路辐射板辐射面较大的设计进一步增强天线信号的发射和接收性能，有效增大天线的频率范围。

（2）本发明的耐高温共形宽带天线，其通过对单个天线阵元和整个共形宽带天线均采用密封胶实现双重气密，确保了共形宽带天线气密性能的可靠。同时，防护罩选用耐高温聚酰亚胺，内部泡沫支撑选用耐高温泡沫，二者共同作用下使共形宽带天线具备了耐高温的特性，满足其在高温环境中使用的要求。

（3）本发明的耐高温共形宽带天线，其整体结构简单，拆装方便，不仅能够满足弹上狭小空间的装配需求，同时通过环形的天线阵列方式，大幅增加天线的频率范围，具有良好的实用价值与应用前景。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。