[实用新型]一种机载垂尾结构的埋入式平板全向天线

说明书

本实用新型公开了一种机载垂尾结构的埋入式平板全向天线，包括长方形的PCB基板，且PCB基板垂直设置在透波飞机垂尾罩体内。PCB基板上印刷有宽带辐射贴片，宽带辐射贴片的中心线与PCB基板的中心线重合，宽带辐射贴片形成埋入式平板全向天线的边界自调谐辐射结构。宽带辐射贴片的下端依次设有集成电抗加载微带匹配馈线、宽带阻抗调谐地板结构体、辐射结构，集成电抗加载微带匹配馈线、宽带阻抗调谐地板结构体、辐射结构均印刷在PCB基板上。本实用新型的埋入式平板全向天线具有低剖面、宽频带、恒定增益、全向高效辐射等优异电性能，降低了后期调试难度及成本，有体积小、重量轻、结构简单、损耗低等优点。

技术领域

本实用新型属于天线领域，涉及超宽带印刷天线技术，具体为一种机载垂尾结构的埋入式平板全向天线。

背景技术

常规天线需要满足电性能指标要求，且由于不同波段使用频段的限制，如P波段，使得天线很难兼具小型化和轻量化设计，造成天线与飞机垂尾的集成设计难度大，无法满足天线恒定增益、最佳全向辐射电性能和飞机外形最优气动力学性能融合使用需求。

随着飞机设计技术的发展，使得飞机本身的飞行速度在不断增加，天线设置在飞机垂尾的外部，则会影响飞机飞行的最佳气动力学性能，甚至对飞机的飞行安全会造成影响。

通常，常规的具有全向辐射特性的天线，一般多为线天线或其变形，如单极子类和偶极子类。该类型天线长度直接与波长相关，在该频段难以实现紧凑包络设计。对于普通偶极子天线极其变形结构，当工作于宽频带时，由于有效辐射电长度随波长显著变化，导致在工作频带内难以实现恒定增益设计特征。但是，如采用相似结构和重复特性的周期结构天线，虽然可以实现宽频带内稳定方向图和近乎一致的恒定增益辐射特性，但是在P波段难以实现小型化和轻量化设计，更加无法做到与无人机等小型mini机载平台飞机垂尾结构进行内埋式共形集成设计，以实现优异全向辐射电性能的同时保证飞机具有最佳气动力学性能。

因此，如何实现天线的自身的小型化、轻量化设计，同时使天线与飞机垂尾结构一体化设计是目前研究的重点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种机载垂尾结构的埋入式平板全向天线，埋入式平板全向天线能够使飞机实现优异的方向图全向覆盖特性，以保证在任何位置、任何角度天线都具有良好的接收和发射性能，从而大幅提高飞机不同飞行姿态下的通联可靠性与使用便捷性。

本实用新型的埋入式平板全向天线是在天线拓扑结构和电磁辐射机理两方面进行重点研究，针对天线接口通用化设计、天线辐射结构轻量化设计、天线非金属有耗媒质环境适应性设计及天线力学性能设计等方面展开了深入研究。

实现本实用新型目的的技术方案如下：一种机载垂尾结构的埋入式平板全向天线，包括长方形的PCB基板，且PCB基板垂直设置在飞机垂尾罩体内。

PCB基板上印刷有宽带辐射贴片，宽带辐射贴片的中心线与PCB基板的中心线重合，宽带辐射贴片形成埋入式平板全向天线的边界自调谐辐射结构。

宽带辐射贴片的下端依次设有集成电抗加载微带匹配馈线、宽带阻抗调谐地板结构体、辐射结构，集成电抗加载微带匹配馈线、宽带阻抗调谐地板结构体、辐射结构均印刷在PCB基板上。

本实用新型的埋入式平板全向天线通过集成电抗加载微带匹配馈线，结合宽带辐射贴片所形成的边界自调谐辐射结构，以及宽带阻抗调谐地板结构体，在极其有限的飞机垂尾空间布局包络约束下实现了P波段S11参数-10dB以下带宽达到25%以上，使整个频带内具有恒定的增益特性与优异全向辐射特性。

其中，宽带辐射贴片包括宽带辐射贴片本体，宽带辐射贴片本体的宽度沿宽带辐射贴片本体的底部至顶部先缩小再扩大。宽带辐射贴片本体的左右两侧分别加载有阵列型开槽结构，宽带辐射贴片本体的顶部中心加载有顶部曲线边界结构，顶部曲线边界结构的左右两侧分别设有竖直调谐枝节结构。宽带辐射贴片本体、阵列型开槽结构、顶部曲线边界结构、竖直调谐枝节结构形成类鱼骨结构的宽带辐射贴片。