一种双端口双极化宽频带V/UHF复合天线

技术领域

本发明涉及机载V/UHF通信/侦察/预警技术领域，具体为一种双端口双极化宽频带V/UHF复合天线。

背景技术

现有技术机载V/UHF天线一般工作频率在V/UHF频段范围内的垂直极化天线，功能较单一，对于具有侦察、预警功能的载机，其往往需要布置十数个甚至数十个V/UHF天线，各天线间工作频率和辐射方向重叠，相互间的遮挡、干扰严重，天线间的隔离度也难以满足要求，这对整机天线的布局带来极大的难度，因此，对多天线复合的需求越发迫切，但对于V/UHF频段的天线而言，因工作波长较长的原因，为满足性能要求，天线体积需要做大，但是作为机载天线，要求天线具有流线形，且高度必须尽量低，以减小对载机气动外形的影响，因此，体积的限制是V/UHF频段机载天线设计的主要难点，而对于双端口V/UHF复合天线的而言，一个端口的天线就基本达到体积限制的上限，要在其上增加另一个端口的天线，空间上的排布非常困难，而且因双端口工作频率相近/重叠，端口之间的隔离很难提高，V/UHF通信功能需要天线工作频率跨越VHF和UHF频段，垂直极化，水平全向、俯仰±30°，以保证载机在各种飞行姿态下与地面台的通信，而侦察功能需要天线工作在UHF频段水平极化，水平面45°~135°&225°~315°、俯仰±30°，以实现对目标的测向功能，通常此类复合天线的设计，将天线的两个辐射体上下叠放，以满足各功能对辐射方向图的要求，但此种方法势必会极大增加天线高度，对载机气动外形影响很大，且存在天线断裂等安全隐患，因此提出了一种双端口双极化宽频带V/UHF复合天线来解决这个问题。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种双端口双极化宽频带V/UHF复合天线，解决了现今复合天线将天线的两个辐射体上下叠放以满足各功能对辐射方向图的要求必会极大增加天线高度对载机气动外形影响很大且存在天线断裂等安全隐患的问题。

（二）技术方案

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种双端口双极化宽频带V/UHF复合天线，包括介质基板、天线底板、复合天线，所述复合天线印刷在介质基板的正面，所述复合天线由垂直极化的单极子天线和水平极化的缝隙天线组成，所述水平极化的缝隙天线蚀刻在垂直极化单极子天线的中间部位，所述垂直极化的单极子天线由矩形贴片、微带馈线和匹配电路组成，所述矩形贴片上蚀刻的倒“A”形缝隙和同轴馈线单元组成了水平极化的缝隙天线，所述倒“A”形缝隙的中心与矩形贴片的中心重合，所述倒“A”形缝隙尺寸根据水平极化的缝隙天线的工作频率进行调节，所述微带馈线位于矩形贴片的中下部，所述匹配电路由电阻、电容、电感和接地点组成，所述电阻、电容以及电感电连接后接入矩形贴片和接地点之间，所述矩形贴片上贴合固定连接有同轴馈电单元介质护套，所述同轴馈电单元介质护套内设置有同轴馈电单元内导体以及同轴馈电单元外导体。

优选的，所述电阻和电容并联再与电感串联。

优选的，所述电阻、电容和电感的规格由天线的阻抗确定。

优选的，所述同轴馈电单元内导体与内导体焊点相连，同轴馈电单元外导体与外导体焊点相连。

（三）有益效果

本发明的有益效果在于：

该双端口双极化宽频带V/UHF复合天线，通过介质基板、印刷在介质基板正面的复合天线以及天线底板保证该双端口双极化宽频带V/UHF复合天线能够克服多天线系统中天线数量多、占用空间大、隔离度低的缺点，在不额外增加天线高度的条件下，同时满足V/UHF通信和侦察/预警功能所要求的天线宽频带、双极化和复合要求，从而解决了现今复合天线将天线的两个辐射体上下叠放以满足各功能对辐射方向图的要求必会极大增加天线高度对载机气动外形影响很大且存在天线断裂等安全隐患的问题。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明匹配电路结构示意图；

图3为本发明缝隙天线结构示意图。

图中：1介质基板、2天线底板、3复合天线、4垂直极化的单极子天线、41微带馈线、5水平极化的缝隙天线、51倒“A”形缝隙、52倒“A”形缝隙的两臂、53内导体焊点、54外导体焊点、6同轴馈电单元、61同轴馈电单元内导体、62同轴馈电单元外导体、63同轴馈电单元介质护套、7匹配电路、71电阻、72电容、73电感、74接地点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种双端口双极化宽频带V/UHF复合天线，包括介质基板1、天线底板2、复合天线3，复合天线3印刷在介质基板1的正面，复合天线3由垂直极化的单极子天线4和水平极化的缝隙天线5组成，水平极化的缝隙天线5蚀刻在垂直极化单极子天线的中间部位，垂直极化的单极子天线4由矩形贴片、微带馈线41和匹配电路7组成，矩形贴片上蚀刻的倒“A”形缝隙51和同轴馈线单元6组成了水平极化的缝隙天线5，倒“A”形缝隙51的中心与矩形贴片的中心重合，倒“A”形缝隙51尺寸根据水平极化的缝隙天线5的工作频率进行调节，微带馈线41位于矩形贴片的中下部，匹配电路7由电阻71、电容72、电感73和接地点74组成，电阻71、电容72以及电感73电连接后接入矩形贴片和接地点74之间，矩形贴片上贴合固定连接有同轴馈电单元介质护套63，同轴馈电单元介质护套63内设置有同轴馈电单元内导体61以及同轴馈电单元外导体62。

电阻71和电容72并联再与电感73串联。

电阻71、电容72和电感73的规格由天线的阻抗确定。

同轴馈电单元内导体61与内导体焊点53相连，同轴馈电单元外导体62与外导体焊点54相连。

本发明的操作步骤为：

在垂直极化的单极子天线4的辐射区蚀刻水平极化的缝隙天线5，由于垂直极化的单极子天线4上面的电流是垂直方向的，且位于结构左右两边的电流大小相等相位相同，蚀刻的水平极化的缝隙天线5并不会破坏垂直极化的单极子天线4的工作模式，只会加长其上面电流路径，从而影响其阻抗匹配，垂直极化的单极子天线4的阻抗匹配可以通过匹配电路7、电阻71、电容72和电感73来调整，通过同轴馈电单元6，对水平极化的缝隙天线5进行馈电，激励起倒“A”形缝隙的两臂52分别形成沿倒“A”形缝隙51两臂垂直方向的等幅电流，两电流在水平方向的分量等幅同向在垂直方向的分量等幅反向，互相叠加后只有水平方向的电流其极化方式为水平极化，水平极化与垂直极化的单极子天线4极化方向完全正交，因此可以获得两个端口之间的超高隔离度，水平极化的缝隙天线5的阻抗匹配可以通过倒“A”形缝隙的两臂52的长度、宽度和张角来调节，而且由于垂直极化的单极子天线4采用RLC匹配电路7的匹配方式，同时水平极化的缝隙天线5采用频率无关的设计方式，所以垂直极化的单极子天线4和水平极化的缝隙天线5的带宽都可以实现倍频程的超宽带的特性，进而保证该复合天线3能够克服多天线系统中天线数量多、占用空间大、隔离度低的缺点，在不额外增加天线高度的条件下，同时满足V/UHF通信和侦察/预警功能所要求的天线宽频带、双极化和复合要求。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。