[发明专利]一种顶加载式宽波束机载5G互联天线

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及5G机载通信技术领域，尤其涉及一种顶加载式宽波束机载5G互联天线。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

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。

作为本发明进一步的方案：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。

作为本发明进一步的方案：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。

作为本发明进一步的方案：顶加载偶极子天线采用航空铝彩色导电氧化制作。

作为本发明进一步的方案：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。

作为本发明进一步的方案：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。

作为本发明进一步的方案：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。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明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。