[发明专利]一种耐高温共口径宽波束天线

说明书

本发明公开了一种耐高温共口径宽波束天线，包括共口径端射天线和防热天窗，共口径端射天线包括集成于同一双层陶瓷覆铜板上的覆盖S‑C‑X频段的超宽带波段第一天线和K波段第二天线，第一天线和第二天线工作在同一口径下，其中，双层陶瓷覆铜板包括上层基板和下层基板，上层基板的上表面和下层基板的下表面均覆有铜金属面，第一天线和第二天线均具有相连接的辐射结构和馈电结构，本发明将防隔热层与共口径端射天线作为整体进行一体化设计，有效利用空间，破解防隔热层的“喇叭效应”，实现波束展宽，并能够在持续1000s，表面温度保持1200度的情况下，馈电端口温度低于150度。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其是一种耐高温共口径宽波束天线。

背景技术

针对高速飞行器，由于长时间高速飞行，与气流摩擦产生大量的热，飞行器表面受气动加热影响，存在极高的温度，而这样恶劣的工作环境会极大限制靠近表面安装的天线正常工作。目前针对应用功能场景越来越丰富复杂的飞行器天线，天线窗开窗结构尺寸限制性越来越高，同时耐高温天线也需考虑直接将防热盖板辐射面与飞行器表面共形，因此，对小型化、可与高速飞行器共形的耐高温天线研制成为趋势。另一方面，论文一种遥测外测安控一体化火箭天基测控系统设计中，为实现覆盖多频段的多功能飞行器测控通信，传统的飞行器天馈布局需在舱体上开多个天线窗口，这对于飞行器舱体结构和天线布局都具有一定的困难，现有技术中，公开号为CN115276838A的专利文献公开了一种面向多任务的遥外安一体化综合测控站专利可以将工作在不同频段的遥外安天线置于同一天线窗口内。然而，小型化多波段共口径耐高温天线由于其安装结构的限制，如何提高多频道之间的隔离度，并在尺寸有限的天线辐射窗口情况下实现宽波束性能是急需破解难题。

由于安装空间、高温工作环境所限，传统的金属天线如八木天线、对数周期天线以及其它的端射天线等很难满足要求。由于其尺寸很难容纳在非常狭小的空间内，其重量也不易满足要求，同时金属材料具有良好的导热性能也难以实现良好的隔热性能。另一方面，低剖面的平面天线可置于隔热底部，虽然不受高温影响，但会复杂安装环境及有限尺寸的天线窗口极大破坏其电性能，难以进行天线方向图赋形设计。

发明内容

发明目的：本发明针对高速飞行器天线的小型化、可共形、耐高温、多频段等方面需求，提供了一种在有限辐射窗口下能够覆盖S-C-X频段的超宽带波段天线和K波段天线的共口径耐高温宽波束天线，并具有良好的频道隔离性能。

本发明的一种耐高温共口径宽波束天线，包括共口径端射天线和防热天窗，共口径端射天线包括集成于同一双层陶瓷覆铜板上的覆盖S-C-X频段的超宽带波段第一天线和K波段第二天线，第一天线和第二天线工作在同一口径下，其中，双层陶瓷覆铜板包括上层基板和下层基板，上层基板的上表面和下层基板的下表面均覆有铜金属面，第一天线和第二天线均具有相连接的辐射结构和馈电结构，辐射结构均置于上层基板和下层基板的金属面，防热天窗包括隔热层，辐射结构嵌入隔热层，且位于防热天窗中心位置。

优选的，还包括金属底板，所述防热天窗还包括防热盖板，所述防热盖板、隔热层和金属底板依中心线叠层设置并固定连接，隔热层开有用于嵌入共口径端射天线的槽结构，共口径端射天线下部安装于金属底板且下端部伸出金属底板下方。

优选的，在共口径端射天线上位于金属底板下方的双层陶瓷覆铜板处安装有第一射频连接器和第二射频连接器，双层陶瓷覆铜板通过天线固定连接器固定连接于金属底板。

优选的，所述第一天线的辐射结构为印刷在双层陶瓷覆铜板上下表面的两条指数渐变的曲线与双层陶瓷覆铜板边缘沿直线闭合形成的金属面，两条指数渐变的曲线之间呈喇叭形开口，印刷在双层陶瓷覆铜板上下表面的第一天线辐射结构位置相同。

优选的，所述第二天线的辐射结构为印刷在双层陶瓷覆铜板上下表面的直角梯形金属面，印刷在双层陶瓷覆铜板上下表面的第二天线辐射结构位置相互对称。