• 易迪拓培训,专注于微波、射频、天线设计工程师的培养
首页 > 天线设计 > 天线设计知识问答 > 飞机平台的VHF和HF天线

飞机平台的VHF和HF天线

录入:edatop.com    点击:
飞机平台是高度精密的移动平台,为了保证飞机的安全,有各种系统。一般地,与机场通讯,机与机的通信,雷达,导航等都有天线天线各个频率都有,各有各的系统,或通信或导航,或其它。
常用的电子系统,天线与工作频率如附件中的图所示。


各种天线的布局与设计,都有讲究,是一个复杂的问题。飞机的几何形状,尺寸大小对天线的性能都有较大的影响;天线性能不仅取决于安装的飞机的位置,形状,种类,而且取决定于邻近位置,邻近频率的天线相互影响。总体布局一定要考虑机上所有天线的系统,因此天线的布局,是飞机总设计师与天线设计师共同完成的任务。有些天线,在地面测试标准很OK,但装在飞机上实测就有较大的偏差,一般地,频率越低,越明显。看看附件两个例子。狂风”战斗机上配置的众多天线,客车320的天线分别如附件所示。




mark!

       国外固定翼飞机从一战诞生至今,已经历了四代,目前正是四代向五代的过渡期。较主流的看法,四代机基于信息系统,五代机基于物联网,第五代战机将实现真正意义上的陆、海、空、天、电、网一体化,实现了基于物联网的互联互通互操作。
      从一代固定翼飞机起,短波通信系统从未被取代,其天馈系统经历了外置,隐蔽和共形等阶段,各阶段有若干代表的形式,其优缺总结如下:
(1)线状天线:又称拉索天线,一般安装在飞机背鳍部位和飞机尾部之间。天线主要类型有r 型、T 型及倾斜式三种,而后者是较为普遍采用的一种。在低速飞机上至今还在使用钢索天线,。线状天线的缺点就是安装在飞机外部,风阻比较大,易于受损,而且天线易变性导致天线参数和使用频段发生偏差,降低天线的效率和可靠性。优点是易于根据飞机的设计进行改造安装。

写到这,先总结一下:一战时,所有的战争用途的飞机不是现在的密闭仓,都是敞篷的,甚至没有挡风玻璃,。因为当时飞机的速度低,高度也低。比如:一战的经典的福克无风挡,骆驼有档风。度低拉线天线置于机外,速度低,风阻也小。几乎所有的天线都是拉线的。看几个图吧,拉索天线一眼就能看出来。




        一战后,世界也不太平。一战的飞行员都成了小头头了,开始出来设计飞机了,但当时,拿出来的方案,多数还是敞篷的。比如:30年代海因克尔公司是德国航空界的大公司,He112敞篷!阿多拉公司的Ar80也是敞篷!
       还有一种短波段的拉索天线,就是一长段导线,需要通信时,甩出机外,通信完了再卷回到机仓内。阻抗变化,风阻,气候影响不如固定拉索天线好使,后来也被弃用了。

有点意思,都是古董飞机了。

支持一下小编!

     天线工程师是工程师,做工程实现的。很多理论模型,要完美实现往往有很多个约束条件,做工程实现,不可能面面都符合理论,总有取舍,成本,质量和时间最佳的平衡,即可。
接着上面的再来:
(2)探针天线:探针天线的水平长度为2m ~ 3m,安装在飞机的机翼或者尾翼的边缘。该天线的特性接近1/4 波长天线,安装时需要在机翼的连接处使用避雷措施以保护馈点和连接器。探针天线优点可以灵活的安装在飞机多个部位,天线增益系数较高,可靠性高,在HF 频段有比较理想的阻抗特性。天线不足之处是易于受到飞机机翼和尾翼振动和温度变化的影响,而且贴近机身,阻抗特性容易受到影响。
(3)顶端天线:HF 顶端天线是一种安装在机翼或尾翼的流线型天线,与探针天线具有相似的电特性,但是性能低于1/4 波长天线。由于没有尖端,其遭受雷击的概率比探针天线稍低。顶端天线的优点是不受外部风阻影响,可靠性高,天线辐射方向图均匀。天线缺点是包裹在机翼内部,成本较高。
(4)分流天线:分流天线与凹槽天线和顶端天线类似,不同之处在于安装使用了绝缘材料代替了金属部分。在机翼的顶端或尾端安装分流天线,其特性与1/4 波长负反馈天线类似,天线长度小于波长的1/2。分流天线的优点是受风阻影响小,可靠性高,且天线方向图均匀,缺点是成本较高。
(5)凹槽天线:凹槽天线通常是切割成槽口状,安装在机身、尾翼、水平翼的下端。天线特性与分流天线类似。
(6)缺口天线:缺口天线是在飞机上非受力的部位上切成一个开口,对口子馈以高频能量来激励起整个机体。缺口的大小由所要求的技术性能与机体结构所控制。飞机最大尺寸可同最大波长相比拟,所以任何一种类型的天线与飞机本身激励起电流有关。采用缺口天线的优点是不需要特殊的保护装置,不必采用所需的特殊绝缘材料,一般情况下不必另外加防雷击设备。为了保持飞机的气动特性,采用玻璃钢或其他强度好的介质材料作缺口的整流罩。

      国内的固定翼飞机从上世纪50年代的歼5起步,以借鉴为主,如国产的Y7 飞机与H6 飞机上,它们是无桅杆的倾斜拉索天线。国内短波通信系统明显落后于国外,直到上世纪末,国内飞机的短波系统主要为HONEYWELL的KHF950,COLLINS的HF9000系列电台及天馈系统。
   进入新千年,就航电设备而言,国内固定翼飞机进行了国产航电设备代替进口工作,但是短波天线仍然采用原机天线,国产飞机多采用隐蔽式设计。

      再简单的机载短波天线的分类:磁环天线,电极子天线
       磁环天线,又称并馈天线,输入电阻的阻较小,虚部显感性,低频时电阻小于1欧,虽然有天线调谐器,但辐射效率不会太高。一般短波的天线都在背部,比如背部垂翼上。网上公开的资料显示,歼6就是这种天线设计。并馈天线,意味着大电流。
       电极子天线,又称串馈天线,就是单极天线或双极天线。单极子时,可以看成RF线的芯线出露一段当成辐射体,外皮与飞机地相连,实际上飞机成了双极天线的另一极。这类天线的阻抗,阻比较大,有明显谐振点,低频为容性,高频为感性。飞机的尺寸较大,所以飞机的机体当成天线辐射的另一极,当然有利于天线的接收和发射。串馈天线意味着天线末段大电压,防雷设计的在压力大。但同时,引来了干扰。因为所有电子设备都在接地,与飞机相连,短波的谐波会落在VHF,甚至UHF里,这里很容易传导干扰了。     未完待续。
我们来看看波音777的短波天线吧。

还有美国顶顶有名的B52飞机的短波天线吧。




B52天线


小编,v587

       出差几天回来,继续:
       短波天线与调谐器是密不可分的,特别是较小,移动平台。我们知道短波的天调相当于一个巴伦,把平衡的RF,转变成非平衡的馈电,如下附件图所示(图中的蝶表螺母就是接天线的接线柱)。
     这个要特别注意了,天线到天调之间的连接线一般为光铜线,飞机里面空间有限有限,一般很难做到光铜线的长度较短。一般说都是50CM-150CM,飞机上的短波天线的辐射体,一般200-300CM,馈线的长度与天线的长度相比拟了。馈线可以认为是天线的一部分,所以天线的辐射效率将降低。此时须将天调小型化,变薄,塞到机翼里,馈线变短了,天线的辐射效率将增加。
       有关天调的如何小型化,暂不讨论了。
       短波天馈系统中的天调,其基本要求:高Q,矢量检测与匹配。主要的内容包括匹配网络(可以向特定的阻抗定制),高效算法,阻抗检测等,不展开讨论了。


学习了。

学习学习!

谢谢你的分享!

申明:网友回复良莠不齐,仅供参考。如需专业帮助,请学习业界专家讲授的天线设计视频培训教程

上一篇:Altium Designer 如何快速绘制印刷天线
下一篇:基片集成波导介绍

手机天线设计培训教程详情>>

手机天线设计培训教程 国内最全面、系统、专业的手机天线设计培训课程,没有之一;是您学习手机天线设计的最佳选择...【More..

天线设计培训课程推荐详情>>

  网站地图