一种金属平台内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线制造技术

一种金属平台内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线。本发明专利技术涉及一种金属平台嵌入式超宽带垂直极化端射天线，属于天线技术领域。包括金属腔体、第一介质基板、第二介质基板、上层金属盖板，第二介质基板放入金属腔体内，第一介质基板与第二介质基板垂直，其中第二介质基板上采用一半的渐变开槽型天线作为低频天线的辐射主体部分，将低频天线辐射主体部分与腔体底部连接，这使得低频天线不仅能够保证垂直极化的工作模式，还能较好的与50Ω的输入端口匹配；将一半的渐变开槽型天线作为高频天线的主体，并将其颠倒放置在低频天线辐射主体的上方，再与上层金属盖板相连接，这也使得高频天线不仅能够保证垂直极化的工作模式，还能较好的与50Ω的输入端口匹配。本天线沿平台表面具有良好的端射效果。有良好的端射效果。有良好的端射效果。

【技术实现步骤摘要】
一种金属平台内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线


[0001]本专利技术属于天线
，涉及超高速飞行器载体共形天线技术，具体涉及一种 金属平台内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线。

技术介绍

[0002]随着现代雷达、无线通信、电子对抗等
的飞速发展和战场的复杂性，对 雷达或其它辐射源实施摧毁性打击的反辐射导弹技术也提出了越来越高的要求。反辐 射系统利用辐射信号的接收和处理系统，捕获、跟踪目标雷达等电磁辐射信号后，定 向攻击辐射源目标并将其推毁，是一种战术型武器，在多次现代局部战争中得到广泛 应用，已成为推毁敌方雷达等目标的有效方式。天线系统作为其重要组成部分，其性 能的好坏直接关系着整个反辐射系统的工作性能。同时，在反辐射导弹的有限空间内 需要集成不同功能的电子系统，完成不同的工作任务，因而天线的尺寸、重量等指标 必须得到严格控制，才能集成多个电子系统，满足战场的需求。由此可见，天线的频 率覆盖范围、增益、方向性、尺寸、重量等性能指标直接决定了反辐射系统的战场效 能。
[0003]对于安装在高速飞行器上的共形天线，为了减小气动阻力天线需要具备低剖面特 性或能完全嵌入大型金属平台。但是将天线嵌入复杂金属平台，这意味着天线将被金 属环境所包围，天线四周的金属会对天线自身的电性能产生极大的影响，特别是对用 于实现端射性能的天线来说，天线四周的金属对电磁波起到了遮挡作用，这使得在端 射方向并不能得到有效的波束覆盖。
[0004]在现有成熟的天线技术中，可以实现端向辐射的天线形式包括对数周期天线、八 木r/>‑
宇田天线等，这类天线由多组长度不同的金属振子组成，通过在相邻振子间产生相 位差起到端向辐射的效果。但是上述端射天线在工程应用中存在尺寸大、工作频带窄(对数周期天线可以通过增加相应长度的金属振子数量来展宽工作频带，但会使得天 线结构组成更加复杂)、难以与金属载体平台共形等缺点，总的来说难于满足当前应用 需求。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题
[0006]当前绝大多数宽带端射天线并不具备能与金属载体平台内嵌式共形的能力，这是 因为共形安装后金属载体平台会使得这类天线的电性能严重恶化，而极少数能与金属 载体平台共形并且能端向辐射的天线又具有辐射效率低下的缺点。
[0007]为了解决现有技术的不足，本专利技术提出一种工作于超高频频段的金属平台内嵌式 垂直极化超宽带共形端射天线，使得天线在被嵌入复杂平台后但仍然能得到沿平台表 面的良好的端射效果。
[0008]技术方案
[0009]一种金属平台内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线，其特征在于包括金属腔体、 第一介质基板、第二介质基板、上层金属盖板，所述的金属腔体分为前后两部分，前 部分为
由底部向上部逐渐张开的上方开口结构，后部分为上不封顶的矩形腔体结构； 所述的第一介质基板水平位于金属腔体的前部分顶部开口处，第一介质基板的上表面 设有第二金属辐射镀层；所述的第二介质基板与第一介质基板垂直并插入金属腔体的 前部分的内腔内，第二介质基板的两侧分别设有用于耦合馈电的第五金属镀层和用于 辐射的第一金属辐射镀层；所述的第二金属辐射镀层与第一金属辐射镀层相连；所述 的上层金属盖板位于金属腔体的后部分顶部开口处。
[0010]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的第二金属辐射镀层为等腰梯形结构，且在 等腰梯形结构中等间距的开有规则矩形槽。
[0011]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的第五金属镀层为蘑菇状，与同轴馈电线连 接。
[0012]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的第一金属辐射镀层为窄刀片状，第一金属 辐射镀层的前侧下方为一段曲率较大的渐变金属轮廓即低频天线辐射区域；第一金属 辐射镀层的后侧下方为一处扇形开槽；第一金属辐射镀层的前侧上方设有开折线槽； 第一金属辐射镀层的中部上方为一段曲率较小的渐变金属轮廓即高频天线辐射区域； 紧邻高频天线辐射区的后侧设有矩形槽。
[0013]本专利技术技术方案更进一步的说：在第一介质基板上还设有第三金属镀层，第一介 质基板通过第三金属镀层与金属腔体焊接。
[0014]本专利技术技术方案更进一步的说：在第二介质基板上还设有第四金属镀层，第二介 质基板通过第四金属镀层与金属腔体焊接。
[0015]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的第四金属镀层呈L型。
[0016]有益效果
[0017]本专利技术提出的一种可与金属载体平台良好共形的，工作于超高频频段的金属平台 内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线，既能与金属载体平台内嵌式共形，还能在超宽 工作频带内具有较好的端射效果与阻抗匹配，同时还具有辐射效率高、电性能稳定的 优点。
[0018]有益效果包括以下部分：
[0019]1、本天线能与金属载体平台内嵌式共形，并且其电性能不会出现严重恶化，这是 由于本天线自身带有金属腔体结构，天线自身电性能稳定，受环境影响小，这使得将 天线与金属载体平台共形后，天线自身的电性能不会因为金属载体的影响而发生严重 恶化；
[0020]2、本天线具有极低的剖面高度，仅有20mm(最低处17mm)，电尺寸为0.113λ， 有利于与载体共形安装；
[0021]3、本天线采用了具有创新性的超宽带天线共口径嵌套技术，通过合理的空间布局， 兼顾高低双频段辐射结构之间的电磁耦合特性，从而使得两套辐射结构可以共存共口 径工作，极大地节省了天线所占用的空间；
[0022]4、本天线采用的外围包裹金属腔体在不增加整体包络体积的前提下，通过创新设 计腔体内部结构，构造了一个低Q(品质因数)的金属腔体，极大地减弱了金属腔体 内部的谐振，使天线具有超宽工作带宽。相比于常用的通过添加吸波材料减弱腔内谐 振、展宽带宽的方法，本方法具有辐射效率高的优势。
[0023]本专利技术天线剖面高度为20mm(0.113λ)，该天线可以内嵌式共形安装在金属载体 平台上，在天线四周都存在金属遮挡的条件下，天线仍然可以在2GHz
‑
18GHz的超高 频频段
实现了良好的阻抗匹配，全频段内电压驻波比小于3，并且以垂直极化的工作 形式实现了沿金属载体表面的端向辐射，同时天线还具有在金属安装环境下的电性能 稳定，辐射效率高的优点。
附图说明
[0024]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图 中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0025]图1为本专利技术提出的金属平台内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线的立体建模三 维视图。
[0026]图中：1
‑
第三金属镀层；2
‑
第四金属镀层；3
‑
第五金属镀层；4
‑
第一金属辐射镀层； 5
‑
第二金属辐射镀层；6
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第一介质基板；7
‑
第二介质基板；8
‑
金属腔体；9
‑
上层金属盖 板。
[0027本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属平台内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线，其特征在于包括金属腔体(8)、第一介质基板(6)、第二介质基板(7)、上层金属盖板(9)，所述的金属腔体(8)分为前后两部分，前部分为由底部向上部逐渐张开的上方开口结构，后部分为上不封顶的矩形腔体结构；所述的第一介质基板(6)水平位于金属腔体(8)的前部分顶部开口处，第一介质基板(6)的上表面设有第二金属辐射镀层(5)；所述的第二介质基板(7)与第一介质基板(6)垂直并插入金属腔体(8)的前部分的内腔内，第二介质基板(7)的两侧分别设有用于耦合馈电的第五金属镀层(3)和用于辐射的第一金属辐射镀层(4)；所述的第二金属辐射镀层(5)与第一金属辐射镀层(4)相连；所述的上层金属盖板(9)位于金属腔体(8)的后部分顶部开口处。2.根据权利要求1所述的一种金属平台内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线，其特征在于所述的第二金属辐射镀层(5)为等腰梯形结构，且在等腰梯形结构中等间距的开有规则矩形槽(13)。3.根据权利要求1所述的一种金属平台内嵌式垂直极化超宽带共形端射天线，其特征在于所述的第五金属镀层(3)为蘑菇状，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，陈曦，刘鑫宇，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：