一種機(jī)載天線及地空通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地空通信領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)載天線及地空通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在地空通信領(lǐng)域，地面基站設(shè)備與飛機(jī)上的天線設(shè)備之間的信號(hào)傳輸主要是通過單極化多天線空間分集技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如著名的美國(guó)Gogo公司的地空通信系統(tǒng)使用的就是單極化多天線空間分集技術(shù)。
[0003]單極化多天線空間分集技術(shù)是一種利用空間多路分集的MIMO(Multiple-1nputMultiple-Output,多輸入多輸出)技術(shù)，在發(fā)射端和接收端使用多路發(fā)射和多路接收，能提高無(wú)線信號(hào)的接收增益，改善通信質(zhì)量，可在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，成倍提高通信速率，能有效抵抗無(wú)線信道衰落的影響，可以提高多徑衰落信道下的傳輸可靠性。
[0004]然而，一方面，在地對(duì)空無(wú)線覆蓋場(chǎng)景中，飛機(jī)接收到的地面無(wú)線電磁波信號(hào)的路徑相對(duì)比較單一，接收到的反射和折射信號(hào)較少，無(wú)線信號(hào)的多徑效應(yīng)并不明顯，因此單極化多天線的空間分集接收增益效果并不顯著。另一方面，單極化多天線需要具有多幅天線且只有在天線之間具有足夠的水平和垂直空間隔離時(shí)才能實(shí)現(xiàn)多徑條件下的有效分集接收，而飛機(jī)外空間狹小，可安裝飛機(jī)天線的位置非常有限，能滿足水平和垂直隔離距離的難度較大，如果要將單極化多天線安裝在飛機(jī)上，就要對(duì)其進(jìn)行改裝，改裝的過程非常復(fù)雜且成本非常高，后期維護(hù)成本也很大。因此，在現(xiàn)有的地空通信技術(shù)中，存在信號(hào)傳輸效果不佳且安裝成本高昂的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種機(jī)載天線及地空通信系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的地空通信技術(shù)中存在的信號(hào)傳輸效果不佳和安裝成本高昂等問題。
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施例一方面提供一種機(jī)載天線，所述機(jī)載天線安裝于飛機(jī)腹部，包括通頂0天線、固定部以及射頻接口 ；所述ΜΜ0天線包括:第一天線和第二天線，其中所述第一天線為水平極化天線，所述第二天線為垂直極化天線，所述水平極化天線和所述垂直極化天線垂直相交；所述固定部，設(shè)置于所述ΜΜ0天線與所述射頻接口之間，用于將所述ΜΠΚ)天線固定安裝于所述飛機(jī)腹部的外側(cè)；所述射頻接口包括:第一射頻接口與第二射頻接口，其中所述第一射頻接口用于接入或輸出水平極化信號(hào)，所述第二射頻接口用于接入或輸出垂直極化信號(hào)。
[0007]優(yōu)選地，所述機(jī)載天線還包括天線殼體，所述水平極化天線與所述垂直極化天線共同形成一根物理天線，并被封裝于所述天線殼體中。
[0008]優(yōu)選地，所述天線殼體包括:第一殼體部和第二殼體部；所述第一殼體部用于封裝所述水平極化天線，所述第二殼體部用于封裝所述垂直極化天線；所述第一殼體部垂直于所述第二殼體部，并與所述固定部平行，使得當(dāng)所述固定部將所述ΜΙΜ0天線固定于所述飛機(jī)腹部的外側(cè)時(shí)，所述Μπω天線整體與所述飛機(jī)腹部保持平行。
[0009]優(yōu)選地，所述水平極化天線為多個(gè)同類天線構(gòu)成的天線陣列，所述垂直極化天線為多個(gè)同類天線構(gòu)成的天線陣列。
[0010]本實(shí)用新型實(shí)施例另一方面提供一種地空通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:地面基站以及包括上述機(jī)載天線的機(jī)載通信設(shè)備；所述地面基站包括:基站天線以及信號(hào)處理裝置；所述基站天線包括至少一對(duì)水平極化天線和垂直極化天線構(gòu)成的雙極化ΜΜ0天線，所述信號(hào)處理裝置用于調(diào)制解調(diào)Μπω信號(hào)。
[0011]優(yōu)選地，所述機(jī)載天線的水平半功率角為360°，垂直半功率角為80°?90° ;所述基站天線的水平半功率角為55°?65°，垂直半功率角為15°?25。。
[0012]本實(shí)用新型通過在飛機(jī)腹部設(shè)置雙極化ΜΜ0天線，利用水平和垂直的兩個(gè)極化波，實(shí)現(xiàn)天線的多路分集接收。由于分集接收增益與天線位置無(wú)關(guān)，覆蓋主方向和邊緣處的增益差別小，因此能大幅改善覆蓋邊緣處接收效果，避免覆蓋范圍縮小的問題。并且，由于分集接收增益不受空間多徑的影響，只需一根天線即可實(shí)現(xiàn)兩路分集接收，因此大大降低了減少了天線的數(shù)量，降低了在飛機(jī)中安裝天線的復(fù)雜度，減小了飛機(jī)改裝成本和后期天線維護(hù)的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的機(jī)載天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型又一實(shí)施例提供的機(jī)載天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中機(jī)載天線被安裝于飛機(jī)腹部后的示意圖。
[0016]圖4、圖5、圖7、圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例中不同飛行姿態(tài)下的第一天線工作在703MHz頻率時(shí)垂直方向的輻射場(chǎng)型圖。
[0017]圖6、圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例中不同飛行姿態(tài)下的第二天線工作在703MHz頻率時(shí)垂直方向的輻射場(chǎng)型圖。
[0018]圖10是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的地空通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0020]請(qǐng)參閱附圖1，為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的機(jī)載天線的結(jié)構(gòu)示意圖。如附圖1所示，機(jī)載天線100安裝于飛機(jī)400的腹部，主要包括通頂0天線10 (圖中未標(biāo)示)、固定部20以及射頻接口 30。
[0021]其中，Μπω天線10為雙極化ΜΜ0天線，包括:第一天線101和第二天線102。其中第一天線101為水平極化天線，第二天線102為垂直極化天線，水平極化天線101和垂直極化天線102呈垂直相交設(shè)置。
[0022]可以理解地，電磁波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)矢量的瞬時(shí)取向稱為極化。通常用電場(chǎng)強(qiáng)度矢量端點(diǎn)隨著時(shí)間在空間描繪出的軌跡來(lái)表不電磁波的極化。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí)，此電波就稱為垂直極化波。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于地面時(shí)，此電波就稱為水平極化波。進(jìn)一步地，水平極化天線101可以是多個(gè)同類天線構(gòu)成的天線陣列，用于輻射和接收水平極化波。垂直極化天線102可以是多個(gè)同類天線構(gòu)成的天線陣列，用于輻射和接收垂直極化波。
[0023]固定部20設(shè)置于Μ頂0天線10與射頻接口 30之間，用于將Μ頂0天線10固定安裝于飛機(jī)腹部的外側(cè)。具體地，固定部20上設(shè)有多個(gè)螺孔，該螺孔與設(shè)置于飛機(jī)腹部的螺孔相匹配，通過將固定部20的螺孔與飛機(jī)腹部的螺孔重疊，然后旋入螺絲的方式，可完成固定?？梢岳斫獾?，固定部20上還設(shè)有與射頻接口 30對(duì)應(yīng)的通孔，射頻接口 30的內(nèi)部數(shù)據(jù)線穿過該通孔與Μ頂0天線10電性相連。
[0024]射頻接口 30設(shè)置于固定部20相對(duì)于飛機(jī)腹部的一側(cè)，固定安裝后射頻接口 30被置于飛機(jī)腹部的內(nèi)側(cè)。射頻接口 30用于電性連接設(shè)置于機(jī)艙內(nèi)的信號(hào)處理裝置，如調(diào)制解調(diào)器，該信號(hào)處理裝置用于調(diào)制解調(diào)ΜΜ0信號(hào)。具體地，射頻接口 30包括:第一射頻接口31和第二射頻接口 32，其中第一射頻接口 31用于接入或輸出水平極化信號(hào)，第二射頻接口32用于接入或輸出垂直極化信號(hào)。
[0025]進(jìn)一步地，如附圖2所示，機(jī)載天線100還包括天線殼體40。水平極化天線101與垂直極化天線102共同形成一根物理天線，并被封裝于天線殼體40 (圖中未標(biāo)示)中。具體地，天線殼體40包括:用于封裝水平極化天線101的第一殼體部41和用于封裝垂直極化天線102的第二殼體部42。
[0026]為提高天線的風(fēng)抗力，優(yōu)選地，第一殼體部41為中空的扁平橢圓體，第二殼體