一种超音速弹载组合式全向遥测天线制造技术

一种超音速弹载组合式全向遥测天线，涉及弹载遥测天线领域；包括弹体和四个象限天线，四个象限天线分别为第一象限天线、第二象限天线、第三象限天线和第四象限天线；其中，弹体外壁为锥形桶状结构；四个象限天线对称固定安装在弹体的外壁，相邻两个象限天线的夹角为90°。四个象限天线位于垂直于弹体的同一平面上，且从弹尾向弹头方向，第一象限天线、第二象限天线、第三象限天线和第四象限天线沿顺时针排列；4个象限天线固定安装在弹体的表面的凹槽内，且天线罩的上表面与弹体光滑过渡；本发明专利技术避免了由于多天线同频工作在大尺寸载体上会出现干涉情况，避免了在交叠区域导致信号的丢失；降低天线剖面、弹体表面共形等结构要求。

A supersonic missile borne integrated omnidirectional telemetry antenna

Type of omnidirectional telemetry antenna a supersonic missile combination, relates to the field of telemetry antenna; including missile and four quadrant antenna, four quadrant antenna respectively first quadrant antenna, second quadrant antenna, third quadrant and fourth quadrant antenna antenna; the outer wall is a conical projectile barrel structure; four quadrant symmetric fixed antenna in the body wall, the angle between the two quadrants of the antenna is 90 degrees. The four quadrant antenna in the same plane perpendicular to the body, and from the bomb tail to the warhead direction, the first quadrant antenna, second quadrant antenna, third quadrant antenna and fourth quadrant antenna along the clockwise arrangement; 4 quadrant antenna fixed in the groove of the inner surface of the body, and the upper surface of the missile radome smooth transition; the invention avoids the multi antenna with frequency interference will appear in the large size of the carrier, to avoid the overlapping area leads to signal loss; reduce the antenna profile, body surface conformal structure requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种超音速弹载组合式全向遥测天线
本专利技术涉及一种弹载遥测天线领域，特别是一种超音速弹载组合式全向遥测天线。
技术介绍
在现代高科技局部战争中，如海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争以及最近的伊拉克战争和利比亚战争，中远距离导弹袭击已成为主要的有效打击手段之一。导弹是一种可控的无人驾驶飞行器，其内部装有战斗部，它与其它常规武器的主要区别是技术人员可根据需要引导导弹按预定轨迹飞行，并可通过制导系统较精准的命中目标。导弹在预定轨迹飞行中，地面技术人员通过弹载遥测天线获得其飞行状态等数据信息。数据链在未来战场上至关重要，以弹载、机载数据链为代表的航空数据链系统是各种数据链系统中重要的组成部分。近年来，随着现代高科技战争对导弹的性能要求不断提高，以及导弹特殊的环境，对弹载遥测天线提出了更多特殊的要求：首先，为了减少对导弹的力学特性、机械结构和强度的影响，要求弹载遥测天线能够与弹体共形；为适应由弹体机动带来的天线指向变化，要求弹载遥测天线的方向图具定的覆盖能力，即具备波束赋形的特性。现有技术中，还没有相应的设计方案实现弹载遥测天线能够与弹体共形；也不能保证弹载遥测天线具备波束赋形的特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种超音速弹载组合式全向遥测天线，避免了由于多天线同频工作在大尺寸载体上会出现干涉情况，避免了在交叠区域导致信号的丢失；降低天线剖面、弹体表面共形等结构要求。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种超音速弹载组合式全向遥测天线，包括弹体和四个象限天线，四个象限天线分别为第一象限天线、第二象限天线、第三象限天线和第四象限天线；其中，弹体外壁为锥形桶状结构；四个象限天线对称固定安装在弹体的外壁，相邻两个象限天线的夹角为90°。在上述的一种超音速弹载组合式全向遥测天线，四个象限天线位于垂直于弹体的同一平面上，且从弹尾向弹头方向，第一象限天线、第二象限天线、第三象限天线和第四象限天线沿顺时针排列。在上述的一种超音速弹载组合式全向遥测天线，所述四个象限天线均为微带天线。在上述的一种超音速弹载组合式全向遥测天线，所述第一象限天线、第二象限天线、第三象限天线和第四象限天线均包括天线辐射单元、天线馈电网络、天线底座、SMA插座和天线罩；所述天线底座为阶梯板状结构；天线底座的一个侧面设置有突起的凹槽；天线辐射单元为矩形板状结构；天线辐射单元水平固定安装在天线底座的凹槽内；天线辐射单元与天线底座凹槽底面之间设置有天线馈电网络；天线底座的一个侧面固定安装有圆柱形SMA插座；天线罩天线辐射单元的上方，且天线罩的底边固定安装在弹体的上表面。在上述的一种超音速弹载组合式全向遥测天线，所述天线罩为矩形板状结构，且设置有矩形凹槽；天线罩长为128-132mm，宽为108-112mm，高为25-30mm；凹槽长为108-112mm，宽为98-102mm，深为13-17mm。在上述的一种超音速弹载组合式全向遥测天线，所述天线馈电网络为H型缝隙耦合馈电矩形微带贴片天线单元，极化方式为两个相位差90°的馈电产生圆极化。在上述的一种超音速弹载组合式全向遥测天线，所述天线罩为陶瓷或石英玻璃材料；实现四个象限天线的温度小于等于150℃。在上述的弹载组合式全向遥测第四象限天线，所述弹体的表面设置有与象限天线对应的凹槽；第一象限天线、第二象限天线、第三象限天线和第四象限天线固定安装在弹体的表面的凹槽内，且天线罩的上表面与弹体表面光滑过渡。在上述的弹载组合式全向遥测第四象限天线，每个象限天线沿着弹体周向覆盖角度为-60°～+60°；相邻象限天线的交叠角度为30°；每个象限天线沿垂直弹轴方向覆盖角度为-45°～+45°，增益≥-10dBi。在上述的弹载组合式全向遥测第四象限天线，第一象限天线和第三象限天线的工作频率为2100-2300MHz；第二象限天线和第四象限天线的工作频率为2300-2500MHz。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术采用两种不同频率的天线组合方式，十字交错安装，通过每个象限天线的波束覆盖角域形成沿着弹体360°周向覆盖，本方法可以避免由于多天线同频工作在大尺寸载体上会出现干涉情况，造成部分角度增益低于指标要求，即可以避免在交叠区域导致信号的丢失，而且此方法在工程中容易实现；(2)本专利技术采用微带天线形式，同时采取“H”型缝隙耦合馈电方式来展宽工作带宽，降低了天线剖面、弹体表面共形等结构要求。附图说明图1为本专利技术弹体表面贴壁安装天线的分布示意图；图2为本专利技术天线尺寸及安装接口示意图；图3为本专利技术天线罩外形尺寸示意图；图4为本专利技术一、第三象限天线和二、第四象限天线波束范围互补形式；图5为本专利技术组合式天线合成方向图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术提出一种全新的弹载全向遥测天线组合，其任务是将射频载波信号向地面站发射，在导弹被击中时向地面站传输信息，所以要求导弹在一定范围的机动时始终保持与地面测控站之间的通信链路。导弹大气层再入前姿态基本保持稳定，在大气层再入后开始旋转，由于遥测系统不能获得导弹姿态信息，为了保证通信链路不中断，必须采用全向天线设计方案。弹上遥测设备要在拦截可能发生的所有阶段正常工作，因此天线和设备不能安装在发动机段，只能安装在再入部分；为了保持再入部分良好的气动外形，天线必须和再入部分弹体共型。本专利技术利用天线方向图自身的增益特点，在主瓣方向上增益较强，随着波束范围增加增益逐渐递减，相反若从天线波束范围的边缘角域向主瓣方向扫描，则增益逐渐增强。决定采用一、三与二、第四象限天线分别工作在不同的频点，减弱天线互相干涉带来的影响。通过设计使一、第三象限天线工作频点增益不满足指标角度区域为二、第四象限天线工作频点增益满足指标区域，即每个象限天线周向波束范围控制在±60°，角度交叠区域为30°。通过不同频点增益补充的方式可以使得周向360°范围都能达到增益指标。但由于弹体旋转造成频点切换，地面接收需要在频点切换时重新信号捕获，从获得信号到信号捕获需要时间约20ms，根据弹体转速计算20ms时间弹体转动最角度不超过20°，因此天线工作两频点满足技术指标增益的角度交叠区域需不小于20°，可以有足够的时让信号重新捕获，建立链路，以保证在弹体起旋过程中链路畅通。如图1所示为弹体表面贴壁安装天线的分布示意图，由图可知，一种超音速弹载组合式全向遥测天线，其特征在于：包括弹体1和四个象限天线，四个象限天线分别为第一象限天线2、第二象限天线3、第三象限天线5和第四象限天线4；其中，弹体1外壁为锥形桶状结构；四个象限天线对称固定安装在弹体1的外壁，相邻两个象限天线的夹角为90°。且弹体1的表面设置有与象限天线对应的凹槽；第一象限天线2、第二象限天线3、第三象限天线5和第四象限天线4固定安装在弹体1的表面的凹槽内，且天线罩10的上表面与弹体1表面光滑过渡。其中，四个象限天线位于垂直于弹体1的同一平面上，且从弹尾向弹头方向，第一象限天线2、第二象限天线3、第三象限天线5和第四象限天线4沿顺时针排列；且四个象限天线均为微带天线。第一象限天线2和第三象限天线5的工作频率为2100-2300MHz；第二象限天线3和第四象限天线4的工作频率为2300-2500MHz。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超音速弹载组合式全向遥测天线，其特征在于：包括弹体(1)和四个象限天线，四个象限天线分别为第一象限天线(2)、第二象限天线(3)、第三象限天线(5)和第四象限天线(4)；其中，弹体(1)外壁为锥形桶状结构；四个象限天线对称固定安装在弹体(1)的外壁，相邻两个象限天线的夹角为90°。

【技术特征摘要】
1.一种超音速弹载组合式全向遥测天线，其特征在于：包括弹体(1)和四个象限天线，四个象限天线分别为第一象限天线(2)、第二象限天线(3)、第三象限天线(5)和第四象限天线(4)；其中，弹体(1)外壁为锥形桶状结构；四个象限天线对称固定安装在弹体(1)的外壁，相邻两个象限天线的夹角为90°。2.根据权利要求1所述的一种超音速弹载组合式全向遥测天线，其特征在于：四个象限天线位于垂直于弹体(1)的同一平面上，且从弹尾向弹头方向，第一象限天线(2)、第二象限天线(3)、第三象限天线(5)和第四象限天线(4)沿顺时针排列。3.根据权利要求2所述的一种超音速弹载组合式全向遥测天线，其特征在于：所述四个象限天线均为微带天线。4.根据权利要求3所述的一种超音速弹载组合式全向遥测天线，其特征在于：所述第一象限天线(2)、第二象限天线(3)、第三象限天线(5)和第四象限天线(4)均包括天线辐射单元(6)、天线馈电网络(7)、天线底座(8)、SMA插座(9)和天线罩(10)；所述天线底座(8)为阶梯板状结构；天线底座(8)的一个侧面设置有突起的凹槽；天线辐射单元(6)为矩形板状结构；天线辐射单元(6)水平固定安装在天线底座(8)的凹槽内；天线辐射单元(6)与天线底座(8)凹槽底面之间设置有天线馈电网络(7)；天线底座(8)的一个侧面固定安装有圆柱形SMA插座(9)；天线罩(10)天线辐射单元(6)的上方，且天线罩(10)的底边固定安装在弹体(1)的上表面。5.根据权利要求4所述的一种超音速弹载...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宇新，胡常青，袁唐杰，王少伯，曾笑尘，李凡，张志杰，张松，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11