一種方向圖可重構衛星制導天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及衛星制導天線技術領域。具體涉及方向圖可重構衛星制導天線，主要用于炮彈衛星制導系統。
【背景技術】
[0002]公開報道的衛星制導炮彈，美國有雷神公司導彈系統分公司參與研制的XM982“神劍” 155毫米制導炮彈，俄羅斯有莫斯科“指南針”設計局研制的“動態”衛星制導模塊。精確制導武器的衛星制導是目前最新發展的高性能低成本制導技術，衛星制導不受惡劣天氣如自然或人工制造的雨、雪、風、霾、塵、霧、煙霧、光線等的限制，適用于全天候氣象條件，能夠在低空或高空投放，具有射后不管、多目標攻擊和防區外攻擊能力，具有可靠性高和生產成本低的特點，不但能夠獨立使用而且可與其他制導技術共同組成高性能的復臺制導形式，特別是GPS/INS制導。衛星制導是目前國際上最先進的精確制導方式，加裝了衛星制導的炮彈，能夠根據事前確定的坐標對點目標進行精確打擊，減少附帶傷害。相關資料表明，普通152毫米炮彈的打擊誤差可達100米，采用衛星制導后的偏離不超過10米，極大的提高炮彈的作戰效能。
[0003]GPS、GL0NASS、北斗導航衛星信號是在眾所周知的頻率上發射的，其調制特征廣為人知，信噪比又比較低，要進行干擾或欺騙是一件比較容易的事，伊朗就利用GPS干擾技術捕獲了美國中央情報局的RQ_170“哨兵”隱形無人機。被攻擊方對衛星信號進行有效干擾，命中精度就會大大降低，導致制導武器偏離攻擊目標，甚至被誤導遠離目標，能大大降低制導武器的作戰效能，從而達到保護己方目標的安全或使己方損失減少到最低程度的目的。攻擊方盡可能避免制導武器接收的衛星信號受到干擾，提高制導系統的抗干擾能力，保證制導武器的作戰效能。如何在復雜電磁干擾環境中提高衛星制導系統的抗干擾能力，成為相關工程設計人員面臨的技術難題。
[0004]衛星導航抗干擾技術中一般采用具有抗干擾功能的天線和具有抗干擾功能的算法。因為炮彈體積小，運行過程中高速旋轉，必須承載膛射過程中的高溫和加速過載，但真正能運用在炮彈上的抗干擾技術并不多。現有的炮彈衛星制導天線一般是采用全向天線，增益低，沒有抗干擾能力。因此有必要設計一種方向圖可重構北斗衛星制導天線，在不增大體積和結構復雜度的情況下，具有一定的抗干擾能力，滿足炮彈衛星制導天線的更高要求。
【實用新型內容】
[0005]本使用新型的目的在于針對現有炮彈衛星制導天線的局限性。設計一種方向圖可重構衛星制導天線，主要用于炮彈衛星制導。通過方向圖重構技術，使天線的方向圖最大可能偏向天空方向，減少面向地面的增益，同時增大上半空間增益，避免地面衛星信號干擾機對制導系統的干擾和欺騙，提高在復雜電磁干擾環境中提高衛星制導系統的抗干擾能力，保證制導武器的作戰效能。
[0006]為克服現有技術存在的不足，本實用新型提供的技術方案是:一種方向圖像可重構衛星制導天線，包括天線罩、天線主體PCB、饋電探針和天線貼片，所述的天線主體PCB設置在天線罩內，所述的天線主體PCB分為上下兩層，上層PCB為陶瓷介質結構，陶瓷介質結構上表面為金屬貼片層，所述的金屬貼片層設有上設有四饋源微帶形式的無源天線，下層PCB的下表面為整體敷銅的金屬層，金屬層上設有雙路復用饋電網絡、放大電路和濾波電路;在上層PCB中心設有圓形的金屬化通孔實現上下表面金屬層的短路，在天線主體PCB的以金屬化通孔為對稱中心，設置有四個饋電探針，四個饋電探針穿過天線主體PCB與雙路復用饋電網絡連接。
[0007]進一步的，所述的雙路復用饋電網絡由第一電橋、第二電橋、第三電橋和第四電橋組成，并以第一電橋、第三電橋、第二電橋、第四電橋的順序通過微帶線組成閉環的信號合路器，其中第一電橋和第二電橋上均各自連接兩個饋電探針，在第三電橋設置第一輸出口，在第四電橋上設置第二輸出口，且其中第一電橋上連接的兩個微帶線電長度長于第二電橋上連接的兩個微帶線0.25波長，所述的信號合路器到四個對稱饋電探針的微帶線長度相同。
[0008]更進一步的，所述的四個電橋是型號為HC1400P03的3dB電橋。
[0009]進一步的，所述的天線罩設置在炮彈的頭部，在天線主體PCB的下方為炮彈金屬殼體，天線主體PCB的上方為炮彈頭部引信。
[0010]通過這樣的結構采用可切換的兩種饋電方式，在炮彈上升和下降過程中，分別右旋饋電和左旋饋電，使炮彈在任何姿態下，右旋增益方向圖的峰值指向天空，而將右旋增益的谷值指向地面，實現天線方向圖可重構;提高制導系統對地面衛星信號干擾機的抗干擾能力。
[0011]上層天線接收到衛星信號，經雙路復用饋電網絡，分兩路輸入到初級放大電路，根據炮彈俯仰角的不同，選擇其中一路輸入到后級放大及濾波電路，保證接收到的是面向上半空間有較大增益的右旋信號。炮彈的俯仰角可以根據初始發射角度和發射過程中衛星定位數據來判斷，也可以由INS提供。雙路復用饋電網絡的切換采用射頻開關完成，控制信號可以采用加載在饋線上的供電電源電位來完成。
[0012]本實用新型相對于現有技術，具有如下優點和效果:
[0013]1、采用可切換的雙路復用饋電網絡，實現天線方向圖可重構，切換簡單，成本低廉，保證天線右旋增益方向圖始終偏向上半空間，上半空間增益增大，接收衛星信號的能力增強，有利于快速搜星及有效定位。
[0014]2、采用短路柱結構，避免產品頂部其他信號線對天線方向圖的不良影響，減少表面波干擾，提高對地面干擾機的抗干擾能力。
[0015]3、采用四饋源饋電，提高天線軸比帶寬，提高方向圖軸對稱性，適用于高速旋轉彈體。
[0016]4、采用圓形貼片形狀，實現更好的對稱性，實現天線小型化。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構剖視圖。
[0018]圖2為本實用新型天線主體的結構示意圖。
[0019]圖3為本實用新型雙路復用饋電網絡的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面通過實施例結合附圖對本實用新型作進一步的描述。如圖1至3所示，本實用新型的具體實施例為一種方向圖像可重構衛星制導天線，包括天線罩2、天線主體PCB10、饋電探針7和天線貼片8，所述的天線主體PCB10設置在天線罩2內，所述的天線主體PCB10分為上下兩層，上層PCB3為陶瓷介質結構，陶瓷介質結構上表面為金屬貼片8，所述的金屬貼片8上設有四饋源微帶形式的無源天線，下層PCB6的下表面為整體敷銅的金屬層，金屬層上設有雙路復用饋電網絡5、放大電路和濾波電路;在上層PCB3中心設有圓形的金屬化通孔實現上下表面金屬層的短路，在天線主體PCB的以金屬化通孔為對稱中心，設置有四個饋電探針7，四個饋電探針7穿過天線主體PCB10與雙路復用饋電網絡5連接。所述的雙路復用饋電網絡5由第一電橋B1、第二電橋B2、第三電橋B3和第四電橋B4組成，并以第一電橋B1、第三電橋B3、第二電橋B2、第四電橋B4的順序通過微帶線組成閉環的信號合路器，其中第一電橋B1和第二電橋B2上均各自連接兩個饋電探針7，在第三電橋B3設置第一輸出口，在第四電橋B4上設置第二輸出口，且其中第一電橋B1上連接的兩個微帶線電長度長于第二電橋上連接的兩個微帶線0.25波長，所述的信號合路器5到四個對稱饋電探針7的微帶線長度相同。所述的四個電橋是型號為HC1400P03的3dB電橋。所述的天線罩2設置在炮彈的頭部，在天線主體PCB10的下方為炮彈金屬殼體，天線主體PCB10的上方為炮彈頭部引信4。
[0021]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優點，僅是本實用新型天線實施的較佳示例而已，并非對技術范圍做任何限制，本行業的技術人員應該了解，在不脫離本實用新型的創意精神和范圍的前提下，還會有各種變化和改進，凡是依據本實用新型的技術實質對以上示例所做的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型的技術方案范圍。
【主權項】
1.一種方向圖可重構衛星制導天線，包括天線罩、天線主體PCB、饋電探針和天線貼片，所述的天線主體PCB設置在天線罩內，其特征是所述的天線主體PCB分為上下兩層，上層PCB為陶瓷介質結構，陶瓷介質結構上表面為金屬貼片，所述的金屬貼片上設有四饋源微帶形式的無源天線，下層PCB的下表面為整體敷銅的金屬層，金屬層上設有雙路復用饋電網絡、放大電路和濾波電路;在上層PCB中心設有圓形的金屬化通孔實現上下表面金屬層的短路，在天線主體PCB內以金屬化通孔為對稱中心，設置有四個饋電探針，四個饋電探針穿過天線主體PCB與雙路復用饋電網絡連接。2.根據權利要求1所述的方向圖可重構衛星制導天線，其特征是所述的雙路復用饋電網絡由第一電橋、第二電橋、第三電橋和第四電橋組成，并以第一電橋、第三電橋、第二電橋、第四電橋的順序通過微帶線組成閉環的信號合路器，其中第一電橋和第二電橋上均各自連接兩個饋電探針，在第三電橋設置第一輸出口，在第四電橋上設置第二輸出口，且其中第一電橋上連接的兩個微帶線電長度長于第二電橋上連接的兩個微帶線0.25波長，所述的信號合路器到四個對稱饋電探針的微帶線長度相同。3.根據權利要求2所述的方向圖可重構衛星制導天線，其特征是所述的四個電橋是型號為HC1400P03的3dB電橋。4.根據權利要求1或2或3所述的方向圖可重構衛星制導天線，其特征是所述的天線罩設置在炮彈的頭部，在天線主體PCB的下方為炮彈金屬殼體，天線主體PCB的上方為炮彈頭部引信。
【專利摘要】一種方向圖像可重構衛星制導天線，包括天線罩、天線主體PCB、饋電探針和天線貼片，所述的天線主體PCB設置在天線罩內，所述的天線主體PCB分為上下兩層，上層PCB為陶瓷介質結構，陶瓷介質結構上表面為金屬貼片層，所述的金屬貼片層設有上設有四饋源微帶形式的無源天線，下層PCB的下表面為整體敷銅的金屬層，金屬層上設有雙路復用饋電網絡、放大電路和濾波電路；在上層PCB中心設有圓形的金屬化通孔實現上下表面金屬層的短路，在天線主體PCB的以金屬化通孔為對稱中心，設置有四個饋電探針，四個饋電探針穿過天線主體PCB與雙路復用饋電網絡連接。
【IPC分類】H01Q25/00, H01Q1/36
【公開號】CN205081243
【申請號】CN201520742847
【發明人】徐廣成
【申請人】嘉善金昌電子有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年9月24日