[发明专利]飞机垂尾前缘并馈裂隙天线

说明书

技术领域

本发明涉及飞机高频通信领域，特别地，涉及一种飞机垂尾前缘并馈裂隙天线。

背景技术

机载天线在许多方面不同于其它场合应用的天线，它必须能经受得住静态和动态机械力的作用，而且在许多情况下，飞机的尺寸和形状对天线的主要性能有很大的影响。例如，飞机金属机体的每一部分都是反射体，它最明显而直接的影响就是改变天线的方向性图。另一个方面，金属机体在受激励后又是辐射体，流过金属蒙皮的电流参与辐射，它随频率而变化的电流分布，既显著影响天线方向图，也或多或少影响天线阻抗。

早期的高频机载天线——钢索天线，有着难以克服的先天性缺陷。钢索天线往往架设在垂尾和机身前段间，有较大的跨度。飞行过程中，在气流和发动机振动的影响下，极易产生抖动，使得它与地(即金属机体)间的电容不时改变，因而天线的参数不时改变，影响到天线与系统间的阻抗匹配。再者，高空飞行时，机外气温很低，若遇潮湿气流，钢索天线常会结冰，既降低天线性能，又有断裂的危险。如果一旦发生钢索断裂，则有可能发生钢索击打飞机蒙皮或者飞机操纵面、甚至卷入发动机等不安全问题。此外，钢索的任一点都是可能的雷击点，存在雷电冲击的潜在危险。因此，钢索天线对大、中型飞机(尤其是高空、高速飞机)不适用。有些飞机(例如波音737)即使早期采用钢索天线，在新型天线出现之后，也将其淘汰而改用新型天线。

继钢索天线之后，相继出现了探针(Probe)天线和帽形(Cap)天线等机载高频天线型式，用以取代钢索天线，都得到了广泛的应用。例如：Boeing-707在垂尾端部向前装一根探针天线，Boeing-747在两个机翼端部向后装二根探针天线；在Convill880、Convill990、B-52等飞机和我国的Y-10飞机上用的是尾帽(垂尾端部)天线，MD-80、MD-82和MD-90等机种用的是尾锥天线。

探针天线、帽形天线(例如尾锥天线)的基本构成方式都是金属端部构件借助一定宽度的非金属构件与飞机金属机体的其余部分相互绝缘开来而构成。馈线接在玻璃钢绝缘部分两侧即飞机金属机体被玻璃钢相互分隔开的两部分。然而，探针天线会在飞机外上形成一个非常明显的突处物，形状类似避雷针，这样对于闪电防护是比较大的挑战，闪电防护设计难度很大，而帽型天线存在加工难度比较大，成本较高的缺点，另外，尾帽天线的馈电方式为高电压馈电，防止电压击穿的难度比较大。

在现有的飞机中多采用尾锥天线。尾锥天线是在玻璃钢结构的尾锥上取用部分区域，表面喷涂金属铝作为天线的一臂，被介质分隔开的飞机机体的其它金属部分成为天线的另一臂。所述尾锥天线是在尾锥和去除尾锥后的机身尾段之间馈电的，尾锥和机身是天线的主体部分，而垂尾前缘裂缝天线是在裂缝两长边间馈电的。因此，尾锥天线辐射场中水平极化占优势。然而，对于飞机通信系统工作，其更适合垂直极化占优势的辐射场。

另外，高频段电磁波的传播方式主要是电离层反射，所以向上辐射不受遮挡、屏蔽为宜。然而，锥帽天线的上方有平尾，对电流密度最大、辐射最强的尾锥部分会产生遮挡、屏蔽等不良影响，虽然平尾本身也有一定的辐射作用，但因该部位电流密度小，所以辐射也弱，而且平尾还可能在尾段辐射场作用下产生二次辐射，导致在合成辐射场中出现有相位差的辐射场成分，使天线方向图产生凹陷。

另外，尾锥天线的短臂(尾锥部分)与飞机金属机体的其它部分在电气上是相互隔离的，又处于易遭受闪电电流冲击的部位，所以必须加装避雷器以保护它所属的无线电系统。首先，这会增加生产成本、营运成本，其次，避雷器引入大容量电容器(避雷器内除了高压放电隙以外往往还有一个大容量的旁路电容)会影响天线与无线电设备间阻抗匹配的缺陷。

并且，尾锥天线因其所在部位(尤其是尾锥端部处)的曲率大，容易因积聚静电荷而发生静电放电，对无线电系统产生静电放电干扰。所以需要在锥帽天线上装配静电放电器以抑制、降低之。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种在飞机上设置高频通信天线的方法，其能克服上述现有高频通信天线所存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种在飞机上设置高频通信天线的方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)在飞机垂尾前缘开设狭槽；

2)在所述狭槽中位于飞机垂尾根部的位置处设置馈电点；

3)用玻璃钢材料填充整个所述狭槽。