本发明专利技术公开了一种顶加载式宽波束机载5G互联天线。包括四个相同的顶加载偶极子天线，四个顶加载偶极子天线共用安装的大地板，并采用同轴馈电，SMA馈电接插件置于大地板底部，四个顶加载偶极子天线外侧安装用于整体防护天线罩，四个顶加载偶极子天线通过同轴线缆连接到同轴矩阵切换开关，四个顶加载偶极子天线用于分别覆盖飞机前后左右四个方向斜向下指向地面基站方向。本发明专利技术通过反射板使得顶加载偶极子天线的增益镜像增强，再通过导向柱改变天线的波束方向，在提高偶极子天线增益的同时、使得天线在低仰角增益最强，并且相比其他天线形式，安装高度降低，结构形式相比相控阵天线简介和简单，重量和体积大幅降低，更加适合飞机机腹加装和使用。机机腹加装和使用。机机腹加装和使用。
【技术实现步骤摘要】
一种顶加载式宽波束机载5G互联天线
[0001]本专利技术涉及5G机载通信
，尤其涉及一种顶加载式宽波束机载5G互联天线。
技术介绍
[0002]随着5G互联网的发展和成熟应用，目前中国电信和移动正在论证的机载5G互联网通信技术需求，为满足飞机和地面5G基站互联，需要解决飞机对地面5G基站信号的收发。该天线是一款固定定向天线，可实现低仰角、宽波束、高增益覆盖，相比相控阵天线具有结构简单，安装高度低、重量轻、成本低等诸多优点。相比单极子天线，增益更高，频带更宽。有效弥补了单极子天线增益较低的缺点。该天线可满足无人机、商务机、民航客机等在低速率通信条件下，飞机与地面5G基站的有效信息互联，在未来机对地互联网通信有巨大的推广价值。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种顶加载式宽波束机载5G互联天线，以解决上述技术问题。解决各类飞机，包括无人机、商务机、民航客机等接入5G互联网的问题，通过飞机加载这种简易、轻便的5G天线，可以使的各类飞机满足和地面5G基站进行互联网通信的需求。
[0004]为实现上述目的本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种顶加载式宽波束机载5G互联天线，包括四个相同的顶加载偶极子天线，四个顶加载偶极子天线共用一个大地板，并采用同轴馈电，SMA馈电接插件置于大地板底部，四个顶加载偶极子天线外侧安装用于整体防护天线罩，四个顶加载偶极子天线通过同轴线缆连接到同轴矩阵切换开关，四个顶加载偶极子天线用于分别覆盖飞机前后左右四个方向斜向下指向地面基站方向。
[0006]作为本专利技术进一步的方案：顶加载偶极子天线通过大地板底部的4个凸台和机腹相连接安装，顶加载偶极子天线由顶加载馈源、反射板、导向柱组成，天线由顶加载馈源作为辐射源，电磁波经过反射板反射后增益增强，再通过导向柱的方向引导后，形成具有定向方向性的反向图，使的俯仰20度增益最大。
[0007]作为本专利技术进一步的方案：采用四个相同的顶加载偶极子天线环形阵列形成360
°
波束覆盖。
[0008]作为本专利技术进一步的方案：顶加载偶极子天线采用航空铝彩色导电氧化制作。
[0009]作为本专利技术进一步的方案：所述的顶加载偶极子天线由SMA馈电接插件安装于大地板上，通过接插件探针和顶加载馈源相导通馈电，顶加载馈源由直径20mm，厚度2mm的航空铝，形成一个U型馈源形式和大底板连，反射板由一个高度35
‑
40mm的航空铝圆弧板形成连接于大底板，导向柱由宽3mm，厚度1mm的航空铝形成U型柱，整柱高度15mm，用于实现对波束方向的干预。
[0010]作为本专利技术进一步的方案：所述的天线罩，采用聚碳酸脂材料厚度3mm，热变形温
度130℃，介电常数3.1，引入天线差损小于0.2dB，解决了天线防护耐高温和低插损的问题。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：整机采用螺钉将大地板与飞机机腹安装，整个天线地板至天线罩高度不超过50mm，整体天线呈圆盘结构，直径不超过380mm。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术相比其他阵子天线和微带天线，在同等增益下，有较好的低仰角特性。一般阵子天线阵列或者微带天线阵列后，法向增益最高，低仰角增益损失较大，机载天线和5G地面基站互联，5G基站通常是在飞机正下方两侧分布，不在飞机机腹正下方，因此，采用其他类型阵列天线很难在低仰角实现高增益。
[0013]本专利技术相比相控阵天线，具有结构简单，重量轻体积小等特点，在满足低仰角、高增益的前提下，更加适合装机，并且整体可以低成本推广，能够实现各类小型飞机的普及。该天线的天线罩采用3mm厚聚碳酸脂材料，热变形温度130℃，介电常数3.1，引入天线差损小于0.2dB，不仅大大减少了馈源整机重量，也保证了电性能指标和结构强度。
附图说明
[0014]图1为本专利技术顶加载式宽波束机载5G互联天线整体侧视图。
[0015]图2为本专利技术单个顶加载偶极子天线结构示意图。
[0016]图中：顶加载偶极子天线(1),大地板(2),低损耗同轴线缆(3),同轴矩阵切换开关(4),SMA馈电接插件(5),天线罩(6),顶加载馈源(7),反射板(8),导向柱(9)。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细阐述。
[0018]如图所示，一种顶加载式宽波束机载5G互联天线，工作频段为3.4
‑
4.9GHz，最大方向增益9dB，单个天线5dB波束宽度为90度，四个天线环形阵列可实现不小于5dB轴向覆盖。包括四个相同的顶加载偶极子天线1，四个顶加载偶极子天线1共用安装的大地板2，并采用同轴馈电，SMA馈电接插件5置于大底板2底部，四个顶加载偶极子天线1外侧安装用于整体防护天线罩6，四个顶加载偶极子天线1通过同轴线缆3连接到同轴矩阵切换开关4，四个顶加载偶极子天线1用于分别覆盖飞机前后左右四个方向斜向下指向地面基站方向。矩阵切换开关4留有输出口和控制口给接收机，使用时由接收机根据四个方向来波的电平大小判断，输出最大电平值方向的天线信号。
[0019]顶加载偶极子天线1通过大地板2下发的4个凸台和机腹相连接安装，顶加载偶极子天线1由顶加载馈源7、反射板8、导向柱9组成，天线由顶加载馈源7作为辐射源，电磁波经过反射板反射后增益增强，再通过导向柱9的方向引导后，形成具有定向方向性的反向图，使的俯仰20度增益最大。
[0020]采用四个相同的顶加载偶极子天线1环形阵列形成360
°
波束覆盖。顶加载偶极子天线1采用航空铝彩色导电氧化制作。所述的顶加载偶极子天线1由SMA馈电接插件5安装于大地板2上，通过接插件探针和顶加载馈源7相导通馈电，顶加载馈源7由直径20mm，厚度2mm的航空铝，形成一个U型馈源形式和大底板连，反射板8由一个高度35
‑
40mm的航空铝圆弧板形成连接于大底板2，导向柱9由宽3mm，厚度1mm的航空铝形成U型柱，整柱高度15mm，用于实现对波束方向的干预。所述的天线罩6，采用聚碳酸脂材料厚度3mm，热变形温度130℃，介电常数3.1，引入天线差损小于0.2dB，解决了天线防护耐高温和低插损的问题。整机采用螺钉
将大地板与飞机机腹安装，整个天线地板至天线罩高度不超过50mm，整体天线呈圆盘结构，直径不超过380mm。
[0021]安装制作过程：将大地板2、顶加载偶极子天线1，所有结构件按设计尺寸加工并做彩色导电氧化，将4组顶加载偶极子天线1和大地板2采用螺钉连接，并采用螺纹胶连接牢固。将SMA馈电接插件5和大地板2螺钉连接，将SMA馈电接插件5的探针和顶加载馈源7导电胶胶接或者焊接，确保导电充分，不虚接。将4组天线和大地板2固定后，将天线罩6和大地板2螺钉连接并用密封胶将接缝密封处理，在大地板2底板采用螺钉将同轴矩阵切换开关4固定于大地板2底部，将四组顶加载偶极子天线1分别用4根同轴线缆3和同轴矩阵切换开关4相连，将整个天线采用大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种顶加载式宽波束机载5G互联天线，其特征在于：包括四个相同的顶加载偶极子天线(1)，四个顶加载偶极子天线(1)共用一个大地板(2)，并采用同轴馈电，SMA馈电接插件(5)置于大地板(2)底部，四个顶加载偶极子天线(1)外部加装天线罩(6)，四个顶加载偶极子天线(1)通过同轴线缆(3)连接到同轴矩阵切换开关(4)，四个顶加载偶极子天线(1)用于分别覆盖飞机前后左右四个方向斜向下指向地面基站方向。2.如权利要求1所述的一种顶加载式宽波束机载5G互联天线，其特征在于：顶加载偶极子天线(1)通过大地板(2)底部的4个凸台和机腹相连接安装，顶加载偶极子天线(1)由顶加载馈源(7)、反射板(8)、导向柱(9)组成，天线由顶加载馈源(7)作为辐射源，电磁波经过反射板反射后增益增强，再通过导向柱(9)的方向引导后，形成具有特定方向的宽波束方向图，满足俯仰角与地面20度夹角增益最大，俯仰波束宽度40
°
以上。3.如权利要求1所述的一种顶加载式宽波束机载5G互联天线，其特征在于：采用四个相同的顶加载偶极子天线(1)环形阵列形成360
°
波束覆盖。4.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：张正谦，郭刚涛，杨春艳，陈天夫，吕娅娜，杨洋，王兆轩，
申请(专利权)人：西安航天天绘数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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