一種用于重復(fù)使用飛行器的正交極化天線結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于重復(fù)使用飛行器的正交極化天線結(jié)構(gòu)，兩副作為發(fā)射天線的同軸饋電微帶天線分別安裝在飛行器頭部的左右兩側(cè)，在遙測發(fā)射天線上覆蓋聚四氟乙烯材料作為天線蓋板，其中一個(gè)同軸饋電微帶天線采用垂直極化，另外一個(gè)同軸饋電微帶天線采用水平極化。本實(shí)用新型采用天線極化形式正交，即天線輻射的電場極化方向正交，天線之間電磁場的干涉可得到有效抑制，從而降低了天線組合后方向圖干涉區(qū)內(nèi)增益變化幅度，并提高干涉區(qū)內(nèi)天線的增益，通過優(yōu)化確定了兩副天線的具體安裝位置，可降低試驗(yàn)成本和節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間。
【專利說明】-種用于重復(fù)使用飛行器的正交極化天線結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型公開了正交極化天線結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種用于重復(fù)使用飛行器的正交 極化天線結(jié)構(gòu)，屬于飛行器設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】 [0002]
[0003] 測控通信系統(tǒng)作為飛行器的重要組成部分，負(fù)責(zé)建立飛行器與地面遙測站的通信 鏈路，下傳飛行器狀態(tài)的遙測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對飛行器的狀態(tài)監(jiān)視及其飛行數(shù)據(jù)的事后分。重復(fù) 使用飛行器遙測發(fā)射天線實(shí)現(xiàn)與地面站建立穩(wěn)定遙測鏈路，完成飛行器自身遙測信號發(fā)射 的功能。飛行器在正常飛行過程中和機(jī)身有大范圍姿態(tài)變化時(shí)，遙測發(fā)射天線要求對測控 覆蓋性、實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格。通常情況下，飛行器遙測發(fā)射天線采用線極化、圓極化等極化形 式，并且各副天線相同極化形式相同。此種形式天線方向圖覆蓋范圍小，干涉區(qū)處天線增益 波動(dòng)變化劇烈，變化幅度可達(dá)到20dB以上，不利于飛行器與地面站建立穩(wěn)定的測控通信鏈 路。
[0004] 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于重復(fù)使用飛 行器的正交極化天線布局，該布局方式降低了天線組合后方向圖干涉區(qū)內(nèi)增益變化幅度， 提高了干涉區(qū)內(nèi)天線的增益。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種用于重復(fù)使用飛行器的正交極化天線布局， 將兩副作為發(fā)射天線的同軸饋電微帶天線分別安裝在飛行器頭部的左右兩側(cè)，其中一個(gè)同 軸饋電微帶天線采用垂直極化，另外一個(gè)同軸饋電微帶天線采用水平極化，遙測發(fā)射天線 使用聚四氟乙烯材料作為天線蓋板。
[0007] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為：本實(shí)用新型采用天線極化形式正交，即 天線輻射的電場極化方向正交，天線之間電磁場的干涉可得到有效抑制，從而降低了天線 組合后方向圖干涉區(qū)內(nèi)增益變化幅度，并提高干涉區(qū)內(nèi)天線的增益，通過優(yōu)化確定了兩副 天線的具體安裝位置，可降低試驗(yàn)成本和節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為正交極化天線布局示意圖；
[0009] 圖2為天線1的安裝位置圖；
[0010] 圖3為天線2的安裝位置圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0012] 為滿足飛行器外形氣動(dòng)特性，遙測發(fā)射天線需要與飛行器表面共形設(shè)計(jì)，因此遙 測發(fā)射天線采用微帶類型天線實(shí)現(xiàn)，此天線為典型的薄層結(jié)構(gòu)寬波束天線，技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu) 簡單，具有較高的可靠性。如圖1所示，遙測發(fā)射天線采用微帶形式實(shí)現(xiàn)，同軸饋電，遙測發(fā) 射天線采用線性極化方式，將兩副天線分別安裝在飛行器左右兩側(cè)蒙皮相對平坦的部位， 如圖2所示，其中天線1采用垂直極化，如圖3所示，天線2采用水平極化。遙測發(fā)射天線 使用聚四氟乙烯材料作為天線蓋板，這種材料的相對介電常數(shù)較低，對天線性能的影響較 小，因此在天線蓋板下天線性能的保障可以通過天線調(diào)試來實(shí)現(xiàn)。地面站采用分集接收方 式，因此飛行器上遙測發(fā)射天線可采用線極化方式，接收端進(jìn)行分集合成不會(huì)產(chǎn)生極化損 失。飛行試驗(yàn)過程中，接收天線采用兩套接收設(shè)備(各配一副接收天線)進(jìn)行遙測信號接收， 一臺(tái)接收設(shè)備預(yù)先對準(zhǔn)，另一臺(tái)采用動(dòng)態(tài)對準(zhǔn)的方式。預(yù)先對準(zhǔn)的天線主要用于接收組合 體分離后的遙測數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)對準(zhǔn)的天線用于接收組合體起飛后全程遙測數(shù)據(jù)。根據(jù)組合體 和分離后飛行器的飛行軌跡分析，預(yù)先對準(zhǔn)天線不進(jìn)行方位角調(diào)整，動(dòng)態(tài)對準(zhǔn)天線在起飛 之后至組合體飛行至特定位置后進(jìn)行多次天線方位角調(diào)整，實(shí)現(xiàn)全程信號接收。
[0013] 將飛行器安裝艙段部分建立仿真模型，遙測發(fā)射天饋采用兩副遙測發(fā)射天線，天 線布局及優(yōu)化設(shè)計(jì)過程在CST和FEK0仿真軟件環(huán)境下進(jìn)行。仿真過程中，對飛行器機(jī)翼進(jìn) 行精確建模，并采用不同計(jì)算方法的分析軟件進(jìn)行分析；首先在CST軟件環(huán)境下對遙測發(fā) 射天線，獲得預(yù)期結(jié)果后將單天線仿真結(jié)果和飛行器平臺(tái)數(shù)模導(dǎo)入FEK0環(huán)境進(jìn)行協(xié)同仿 真，仿真過程中充分考慮飛行器機(jī)翼對電磁場的影響。通過對各頻段天線相互影響進(jìn)行分 析，優(yōu)化天線布局設(shè)計(jì)。
[0014] 仿真過程中首先將兩幅天線均采用水平極化方式，可以得到在兩副天線的干涉區(qū) 內(nèi)天線增益變化劇烈，變化幅度在20dB以上，然后對兩副天線采用正交極化布局(左側(cè)天 線采用垂直極化，右側(cè)天線采用水平極化）進(jìn)行仿真。通過比較可知，兩副天線采用正交極 化布局方式后干涉區(qū)內(nèi)天線增益變化明顯減小，變化范圍在5dB以內(nèi)，并且方向圖主瓣變 化也相對較小。此外，由于兩副天線極化形式正交，方向圖在極化方向上的覆蓋范圍明顯變 寬，可以達(dá)到140°以上。
[0015] 本實(shí)用新型采用正交極化方式，由于天線極化形式正交，可有效抑制多天線之間 電磁場的干涉，降低天線組合后方向圖干涉區(qū)內(nèi)增益變化幅度(變化幅度在5dB以內(nèi))，并提 高干涉區(qū)內(nèi)天線的增益。相比傳統(tǒng)相同極化天線布局，正交極化天線布局方法具有干涉區(qū) 域小、干涉區(qū)天線增益變化幅度低、天線組合方向圖覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，可以把傳統(tǒng)測控通 信天線無法覆蓋的區(qū)域變成可覆蓋區(qū)域。
[0016] 本實(shí)用新型未公開技術(shù)屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于重復(fù)使用飛行器的正交極化天線結(jié)構(gòu)，其特征在于：兩副作為發(fā)射天線的 同軸饋電微帶天線分別安裝在飛行器頭部的左右兩側(cè)，在遙測發(fā)射天線上覆蓋聚四氟乙烯 材料作為天線蓋板，其中一個(gè)同軸饋電微帶天線采用垂直極化，另外一個(gè)同軸饋電微帶天 線采用水平極化。
【文檔編號】H01Q1/28GK203871461SQ201320708434
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】張宏江, 曾貴明, 劉建妥, 張德智, 陳朝霞, 胡倩, 劉岱, 朱永貴, 彭小波, 高祥武 申請人:中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院