一种箭载单极子遥测发射天线及基于其的火箭制造技术

本发明专利技术提供一种箭载单极子遥测发射天线及基于其的火箭，辐射增益适中、安装简便、一致性良好、不影响火箭气动特性，适用于小型运载火箭。包括单极子辐射体、N型SMA接头和金属底座；单极子辐射体包括馈电探针和陶瓷介质棒；N型SMA接头安装在金属底座内，陶瓷介质棒安装在金属底座上，馈电探针一端沿轴向贯穿陶瓷介质棒并与N型SMA接头的正极相连；金属底座和N型SMA接头的负极相连。

A rocket-borne monopole telemetry transmitting antenna and its rocket

【技术实现步骤摘要】
一种箭载单极子遥测发射天线及基于其的火箭
本专利技术属于无线传输
，涉及一种箭载单极子遥测发射天线及基于其的火箭。
技术介绍
随着国内航空航天运载火箭和遥测技术的迅速发展，遥测设备已经成为前期研制和试验阶段不可或缺的一部分，可在试验过程中将运载火箭各分系统的工作参数进行采集、无线传输至地面接收系统，以供科研人员进行监控以及试验结果分析。而遥测数据的无线传输则必须依赖于合适的遥测发射天线，因此天线的设计则成为尤为重要的一部分，可直接影响无线信号的传输质量、武器系统的动能特性及试验结果分析等。现有的S波段小型箭载遥测发射天线主要有如下几种形式：1)环形天线：该天线沿着箭体圆周进行安装，具有全向性良好、不影响火箭气动特性的优点。但是在箭体轴向的辐射增益很低，由于运载火箭在发射时，其仰角较高，近似垂直发射，因此沿着火箭轴体，在其尾部的信号辐射强度较低，对地面设备的接收有一定影响。此外，天线的尺寸较大，不利于天线的设计和安装。且由于运载火箭的外表面通常会有整流罩，厚度较厚，透波率较低，导致环型天线的辐射能力较差。2)贴片共形天线：该天线由数片微带天线组成，沿着箭体圆周分散布置，具有辐射增益适中、安装简便、不影响火箭气动特性等优点。但是由于各个天线单元的辐射角度有限，且火箭在飞行过程中箭体滚转，导致在空间辐射时，可能有部分角域出现“零深”，信号增益较低，上述现象可通过布置更多的共形天线解决，但是对系统设计和稳定性有更高的要求和难度。此外，该天线同样具有在箭体轴向辐射增益较低的缺点。3)倒F天线：该天线由数个倒F天线组成，沿着箭体圆周分散布置，具有辐射增益适中、安装简便等优点。但是由于该天线突出安装于箭体表面，因此对火箭的气动特性造成了一定的影响，对箭体的结构设计增加了难度，且由于摩擦产生的大量热量，导致天线热防护设计更加困难。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种箭载单极子遥测发射天线及基于其的火箭，辐射增益适中、安装简便、一致性良好、不影响火箭气动特性，适用于小型运载火箭。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种箭载单极子遥测发射天线，包括单极子辐射体、N型SMA接头和金属底座；单极子辐射体包括馈电探针和陶瓷介质棒；N型SMA接头安装在金属底座内，陶瓷介质棒安装在金属底座上，馈电探针一端沿轴向贯穿陶瓷介质棒并与N型SMA接头的正极相连；金属底座和N型SMA接头的负极相连。优选的，单极子遥测发射天线的高度小于等于85mm，直径小于等于70mm。优选的，金属底座高度为55mm，直径为70mm；单极子辐射体的高度为30mm，直径为10mm。优选的，陶瓷介质棒的材质为氧化锆。优选的，金属底座采用铝质材质。优选的，馈电探针和陶瓷介质棒之间焊接连接。优选的，金属底座上设有多个安装孔，多个安装孔位于同一圆周上，且均匀布置。优选的，安装孔设置4个。基于所述的箭载单极子遥测发射天线的火箭，包括火箭本体和单极子遥测发射天线；单极子遥测发射天线置于火箭本体的锥形头帽内，并通过金属底座4安装在火箭本体的箭头安装面上。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术通过填充高介电常数的陶瓷介质，可以缩减单极子遥测发射天线体积，使其能够安装于火箭箭头部分，不占用额外的体积，结构形式简单，便于加工和装配。本专利技术的单极子遥测发射天线仅安装1个即可实现近似全向的辐射方向图，无需增加额外的功率分配器，无需增加额外的馈电网络系统，简化了系统设计。进一步的，本专利技术的天线高度≤85mm，直径≤70mm，使其能够安装于火箭箭头部分，不占用额外的体积。本专利技术的单极子遥测发射天线安装于火箭箭头锥形头帽内部，不突出箭体表面，因此不会对火箭的气动特性造成影响，简化了箭体的流体力学设计以及因摩擦导致的热设计。本专利技术的单极子遥测发射天线辐射特性较好，空间栅瓣和零深较少，便于地面接收设备接收无线信号。附图说明图1为本专利技术箭载单极子遥测发射天线的主视图。图2为本专利技术箭载单极子遥测发射天线的俯视图。图3为本专利技术箭载单极子遥测发射天线安装示意图。图4为安装有本专利技术箭载单极子遥测发射天线的火箭示意图。图5为本专利技术箭载单极子遥测发射天线方位面增益方向图。图6为本专利技术箭载单极子遥测发射天线俯仰面增益方向图。图7为本专利技术箭载单极子遥测发射天线驻波比性能。图中：馈电探针1、陶瓷介质棒2、N型SMA接头3、金属底座4。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。如图1和图2所示，本专利技术所述的箭载单极子遥测发射天线，包括单极子辐射体、N型SMA接头3和金属底座4；单极子辐射体包括馈电探针1和陶瓷介质棒2。N型SMA接头3安装在金属底座4内，陶瓷介质棒2焊接安装在金属底座4上，馈电探针1一端沿轴向贯穿陶瓷介质棒2并与N型SMA接头3的正极相连；金属底座4和N型SMA接头3的负极相连。馈电探针1和陶瓷介质棒2之间焊接连接。金属底座4上设有多个安装孔，多个安装孔位于同一圆周上，且均匀布置，优选设置4个安装孔。使用时，金属底座4通过安装孔安装在火箭箭头安装面上。陶瓷介质棒2采用高介电常数的氧化锆材质制成，其介电常数为4.1～4.5。金属底座4采用重量较轻的铝质材质。本实施例中，金属底座4为圆盘和圆柱一体成型的结构，圆盘和圆柱同轴。圆盘的高度为3±0.1mm，直径为70±0.5mm；圆柱的高度为52±0.5mm，直径为50±0.5mm；单极子辐射体的高度为30±0.5mm，直径为10mm。金属底座4上安装孔所处圆周的直径为60±0.1mm。由于采用陶瓷介质棒，可以缩减单极子遥测发射天线体积，本专利技术的天线高度≤85mm，直径≤70mm，使其能够安装于火箭箭头部分，不占用额外的体积。本专利技术基于所述的箭载单极子遥测发射天线的火箭，包括火箭本体和单极子遥测发射天线；单极子遥测发射天线置于火箭本体的锥形头帽内，并通过金属底座4安装在火箭本体的箭头安装面上。如图3和图4所示。对本专利技术的单极子遥测发射天线进行性能测试，结果如图5、图6和图7所示。方位面增益方向图如图5所示，不圆度性能良好。俯仰面增益方向图如图6所示，辐射特性良好。驻波比性能如图7所示，小于1.5，性能良好。本专利技术的遥测发射天线，S频段，合成增益≥-8dB，驻波比≤1.5。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种箭载单极子遥测发射天线，其特征在于，包括单极子辐射体、N型SMA接头(3)和金属底座(4)；单极子辐射体包括馈电探针(1)和陶瓷介质棒(2)；N型SMA接头(3)安装在金属底座(4)内，陶瓷介质棒(2)安装在金属底座(4)上，馈电探针(1)一端沿轴向贯穿陶瓷介质棒(2)并与N型SMA接头(3)的正极相连；金属底座(4)和N型SMA接头(3)的负极相连。

【技术特征摘要】
1.一种箭载单极子遥测发射天线，其特征在于，包括单极子辐射体、N型SMA接头(3)和金属底座(4)；单极子辐射体包括馈电探针(1)和陶瓷介质棒(2)；N型SMA接头(3)安装在金属底座(4)内，陶瓷介质棒(2)安装在金属底座(4)上，馈电探针(1)一端沿轴向贯穿陶瓷介质棒(2)并与N型SMA接头(3)的正极相连；金属底座(4)和N型SMA接头(3)的负极相连。2.根据权利要求1所述的箭载单极子遥测发射天线，其特征在于，单极子遥测发射天线的高度小于等于85mm，直径小于等于70mm。3.根据权利要求1所述的箭载单极子遥测发射天线，其特征在于，金属底座(4)高度为55mm，直径为70mm；单极子辐射体的高度为30mm，直径为10mm。4.根据权利要求1所述的箭载...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小康，王芳文，王晨，徐玉涛，
申请(专利权)人：西安思丹德信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61