一种偶极子天线与八木天线复合的组合天线制造技术

本发明专利技术公开了一种偶极子天线与八木天线复合的组合天线，其由偶极子天线单元、八木天线单元和电感构成，电感安装在八木天线单元的有源振子的间隙处。偶极子天线单元由介质板、A覆铜构形和B覆铜构形构成，A覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的A面板上，B覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的B面板上。该组合天线通过在八木天线的有源振子上加载电感，提高了偶极子天线与八木天线的隔离度，抑制了偶极子天线与八木天线之间的带外耦合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种组合天线，更特别地说，是指一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线。
技术介绍
理想中的机载天线分布，是在复杂电磁环境中，天线或者天线系统可以在不影响其他共存的天线辐射性能的前提下，自身性能也不会受太大影响。但是想要达到这种程度，有几个问题需要解决：首先是飞机上的天线种类繁多，工作频段覆盖极广而又有相互覆盖的情况，天线在接收以及辐射的同时，就不可避免的受到了其他同频带天线的工作所带来的带内影响，同时也有工作在不同频带的天线工作所带来的带外影响。其次是天线空间布局的问题，随着机载天线系统发展为航空综合电子系统，机载天线的位置相对固定，这样就没有办法使用调节空间位置的方法来改良耦合，这也为机载天线的改良带来了新的难点。最后是带宽的问题，在现代的飞机中，需要安装的各种天线，例如雷达天线、导航天线、通讯天线等等。飞机中天线的总数达到近一百个，如果每一个天线都是带宽较窄的天线，那么会使机载天线的整体布局产生很大的困扰，同时还会对飞机自身的飞行带来额外的阻力。而在航空综合电子系统中，还可能会发生几种类型天线综合到一个天线系统中的情况，这样天线系统的带宽就有所增加，使得之前天线之间的带外耦合，很有可能就成为了天线之间的带内耦合，由此看来天线耦合问题是一个非常重要的电磁兼容问题。在机载天线系统中，耦合问题不仅很严峻，而且是所有设计者必须要面对，解决起来也有一定难度的问题。但是一旦解决了这个问题则会使飞机在飞行性能、安全性等各方面都有一个很大的提升。正是由于机载天线问题的严重性，使得天线耦合成为了一个研究上的热门话题，同时也让我们迫切的需要升级关于天线耦合研究方法，这对机载天线系统的设计和优化，以及整个综合航空电子系统的发展都有着重要意义。现有的耦合抑制技术基本上分为三种类型，一是从频段的角度出发，较传统的方法是通过天线的设计来错开天线系统中的众多天线的谐振频率。对于单个天线而言，带外的干扰是要小于带内的干扰的，甚至在很多的情况之下，带外的天线干扰是不被考虑的。这种方法的优点是不同频段的天线，特别是谐振频率相差较多的天线，在一起工作时相互的影响非常小；但是缺点也很突出，由于航空综合电子系统中的天线被高度集成，连带着天线的频带也被进一步拓宽，不同类型的天线之间的工作频带重合现象也越来越多，所以这种方法的应用范围不断减小。二是从空间布局的角度来减小天线系统中的耦合问题，比较常用的方法是拉开天线之间的距离或者在天线之间加挡板等等。这种方法的优点是效果比较好，空间距离的增大可以电磁能量的传递大幅减小，而增加挡板更是可以阻碍电磁波的传播；但是缺点同样明显，飞机上可以用来布置天线的空间很有限，不可能在大的范围内调整天线的布局，而且航空综合电子系统的发展使得天线的位置更加固定，使得这种方法的适用性也减小了许多。三是通过改变天线自身结构来减小天线之间的互耦问题，可以选择的方法有改变天线的材料、调整天线的尺寸、或者修改天线辐射的环境等等。这种方法的优点是天线系统的工作频率以及空间布局对其影响较小，操作起来比较灵活，合理的结构优化会使天线系统之间的耦合得到改善；但是缺点也很明显，从天线结构的角度来看，可以改变的方法各种各样，即对天线自身影响较小而又有效的减小对其他天线产生的耦合，即很难找到一个结构优化的切入点来改变天线结构。
技术实现思路
为了抑制工作频带不重合的天线之间的电磁耦合问题，本专利技术设计了一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线。该组合天线通过在八木天线的有源振子上加载电感，提高了偶极子天线与八木天线的隔离度，抑制了偶极子天线与八木天线之间的带外耦合。本专利技术的另一目的在于，对于应用中的天线系统，应用本专利技术组合天线在未更改天线的尺寸和距离条件下，通过加载电感实现了应用中的天线整改。本专利技术设计了一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线，其是由一个偶极子天线单元、一个八木天线单元和2个电感构成；所述八木天线单元的有源振子上切割有间隙，所述间隙处安装了所述的电感；所述偶极子天线单元由介质板、A覆铜构形和B覆铜构形构成，A覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的A面板上，B覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的B面板上；A覆铜构形与B覆铜构形的覆铜厚度0.018～0.035mm。在本专利技术中，所述偶极子天线单元选用的波长为50mm～5000mm；所述八木天线单元选用的波长为50mm～5000mm。本专利技术设计的一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线的优点在于：①通过在八木天线的有源振子的适当位置上加载电感，能够有效抑制组合天线在工作频带外的杂散发射，改善了电磁兼容性。②本专利技术组合天线是将偶极子天线与八木天线进行组合，实现空间耦合，能够改善两种天线间的隔离度，使得互耦得到有效抑制。③为了调整组合天线的抑制频率，大功率应用，可以通过更改天线尺寸来实现，且制作简单。附图说明图1是本专利技术设计的一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线的结构图。图1A是本专利技术设计的一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线的分解图。图1B是本专利技术设计的一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线的正视图。图2是本专利技术设计的另一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线的结构图。图2A是本专利技术设计的另一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线的分解图。图3A是实施例1尺寸组合天线的S11参数图。图3B是实施例1尺寸组合天线的S12参数图。图3C是实施例1尺寸组合天线的S22参数图。图4A是实施例1尺寸组合天线的E面方向图。图4B是实施例1尺寸组合天线的H面方向图。图5是实施例1尺寸组合天线的加载不同电感值的S12参数图。图6是实施例1尺寸组合天线的增益随频率变化曲线图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。参见图1、图1A所示，本专利技术设计了一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线，其由第一偶极子天线单元1、第一八木天线单元2、A电感3和B电感4构成。所述第一偶极子天线单元1由介质板13、A覆铜构形11和B覆铜构形12构成，A覆铜构形11采用覆铜工艺制作在介质板13的A面板13A上，B覆铜构形12采用覆铜工艺制作在介质板13的B面板(图中未示出，即与A面板相对的另一面板)上；A覆铜构形11和B覆铜构形12的覆铜厚度0.018～0.035mm。本专利技术设计的组合天线为空间耦合。在本专利技术中，A电感3和B电感4选用的电感值为1.6nH～180nH。参见图1、图1B所示，介质板13的长记为a13、介质板13的宽记为b13、介质板13的厚度一般为0.5～1.5mm。B覆铜构形12与第一八木天线单元2的间距记为d1-2，同理D覆铜构形102与与第二八木天线单元20的间距记为d10-20(图中未示出)，且d1-2＝d10-20。在本专利技术中，第一八木天线单元2的A有源振子21上切割有A间隙21A，A间隙21A处连接有A电感3，第一八木天线单元2的B有源振子22上切割有B间隙22A，B间隙22A处连接有B电感4。第一八木天线单元2上的有源振子的长度记为b2，安装电感的合适位置的长度记为bin(也称为电感安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线，其特征在于：组合天线是由一个偶极子天线单元、一个八木天线单元和电感(3、4)构成；所述八木天线单元的A有源振子上切割有A间隙，A间隙处连接有A电感(3)，八木天线单元的B有源振子上切割有B间隙，B间隙处连接有B电感(4)；所述间隙为1～2mm的切口；所述偶极子天线单元由介质板、A覆铜构形和B覆铜构形构成，A覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的A面板上，B覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的B面板上；A覆铜构形与B覆铜构形的覆铜厚度0.018～0.035mm。

【技术特征摘要】
1.一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线，其特征在于：组合天线是由一个偶极子天线单元、一个八木天线单元和电感(3、4)构成；所述八木天线单元的A有源振子上切割有A间隙，A间隙处连接有A电感(3)，八木天线单元的B有源振子上切割有B间隙，B间隙处连接有B电感(4)；所述间隙为1～2mm的切口；所述偶极子天线单元由介质板、A覆铜构形和B覆铜构形构成，A覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的A面板上，B覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的B面板上；A覆铜构形与B覆铜构形的覆铜厚度0.018～0.035mm。2.一种具有耦合抑制窄带的偶极子天线与八木天线复合的组合天线，其特征在于：组合天线是由一个偶极子天线单元、一个八木天线单元和电感(30、40)构成；所述八木天线单元的C有源振子的枝节上切割有C间隙，C间隙处连接有C电感(30)，八木天线单元的D有源振子的枝节上切割有D间隙，D间隙处连接有D电感(40)；所述间隙为1～2mm的切口；所述偶极子天线单元由介质板、A覆铜构形和B覆铜构形构成，A覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的A面板上，B覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的B面板上；A覆铜构形与B覆铜构形的覆铜厚度0.018～0.035mm。3.根据权利要求1或2所述的一种具有耦合抑制窄带的偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琦，梁沛宇，苏东林，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11