一种带共模干扰抑制功能的短波天线的制作方法

本发明涉及天线，具体而言，涉及一种带共模干扰抑制功能的短波天线。

背景技术：

1、短波通信利用电离层的反射作用，可提供数千公里的通信范围覆盖，常作为飞机远洋飞行、极地航线等偏远飞行任务与地面站保持联络的终极通信备份。短波天线负责电信号与空间电磁波的转换，是短波通信系统必备前端，也是实现飞机全域可靠通联的重要保障。

2、由于短波频段波长较长，在极其有限的平台安装尺寸下，天线辐射电阻一般极小，呈现出高q值的特性，很难通过天线自身结构设计实现大倍频程的宽带谐振效果。对此，可在尽量靠近天线端引入专用外设天线调谐器（以下简称天调），实现天线与功放、收发信机和射频线缆的标准阻抗体系兼容，避免信号在天线馈电端反射。天调的输入端通过射频线缆与功放连接，输出端通常采用非平衡双端口或50欧姆射频接口。当非平衡的天调输出端与平衡式的天线辐射芯直接相连时，容易在同轴射频线缆的屏蔽层外表面，甚至连同天调和电台金属外壳上激起共模电流分量。共模电流产生非预期的寄生辐射，最终形成一个“天线+天调+射频线缆+电台”的复杂辐射系统，导致天线的辐射方向图、增益和阻抗特性等严重偏离设计值，并成为一个高敏感的噪声拾取器，恶化通信效果。在该状态下，天线的辐射能力与射频线缆的长度、走向和弯折状态强关联，导致辐射系统稳定性差、且不可控。

3、机载平台与地面应用存在本质区别。区别于地面应用：1）由于本发明涉及的机载短波天线尺寸极小，呈高q值特性，天线与天调共同组成一个高q值串联谐振回路，在馈电点处可激励出极高的电压，很容易出现打火、击穿等现象；2）由于机载环境的特殊性，在平台飞行过程中，存在低气压（空气介电强度大幅下降）、持续振动、冲击和严苛散热等问题，工况更加复杂。上述差异对天线的耐压、散热和抗振设计提出了全新的、异于常规的技术要求。因此，需要一种能够进行共模电流抑制且适应机载极端环境的短波天线。

技术实现思路

1、本发明的目的提供一种带共模干扰抑制功能的短波天线，能够有效抑制天调非平衡输出接口与平衡式辐射结构直接连接时产生的共模电流干扰，解决因此引发的辐射方向图畸变和性能不稳定等问题。同时，针对机载短波天线高q值谐振产生高压、低气压、强振动与严苛散热并存的极端环境，提出一种耐高压多槽分级绝缘和分层灌封散热抗振一体化设计方案，在实现良好共模干扰抑制的前提下，解决高压绝缘、高效散热和抗振缓冲问题，确保天线在全工况下可靠工作。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

3、本申请提供了一种带共模干扰抑制功能的短波天线，包括：

4、背板，用于为天线内部组件提供支撑和固定；

5、辐射芯，位于所述背板内侧，用于接收与辐射短波频段电磁波；

6、扼流组件，集成在所述背板内侧、紧靠所述辐射芯的馈电口安装，所述扼流组件的输出端与所述辐射芯电连接，输入端与射频接口连接，用于抑制共模电流干扰并维持差模信号的正常传输；

7、射频接口，安装在所述背板外侧，与所述扼流组件的输入端连接。

8、其中，所述扼流组件包括绕组、磁芯、绝缘骨架、内绝缘层、外导热层和外壳。所述绝缘骨架套设于所述磁芯上，所述绝缘骨架上沿周向分布有多个独立的线槽，所述绕组的多匝线圈被划分成多个匝组，每个匝组容纳于一个所述线槽内，且所述绕组的输入端和输出端分别位于距离最远的两个所述线槽内。所述内绝缘层包裹于所述绝缘骨架和所述绕组的外表面。所述外导热层填充于所述内绝缘层与所述外壳之间。所述外壳与所述背板导热连接。

9、所述扼流组件的工作原理为：对于共模分量，因绕组中电流方向相同、磁通相互叠加，所述扼流组件呈现高阻抗，从而抑制共模电流；对于差模分量，因绕组中电流方向相反、磁通相互抵消，所述扼流组件呈现低阻抗，从而维持差模信号的正常传输。

10、进一步地，所述绝缘骨架的材质为聚醚酰亚胺，所述绝缘骨架还设置有裙边隔环，所述裙边隔环沿径向向外延伸5～10mm，用于延长爬电距离，降低低气压表面闪络风险。

11、进一步地，所述内绝缘层为有机硅凝胶材质，其介电常数＜3.0，介电强度≥18kv/mm，厚度为1～2mm。所述外导热层为含氮化硼填料的有机硅凝胶材质，其导热系数≥2.0w/(m·k)，介电强度≥15kv/mm。

12、进一步地，所述外壳为铝合金支架，所述铝合金支架的底面具有外延贴合面，所述外延贴合面与所述背板的内表面通过导热硅脂紧密贴合，并通过螺钉固定。

13、进一步地，所述磁芯为nizn铁氧体环，其居里温度＞300℃，饱和磁通密度≥400mt，比损耗系数≤300×。

14、进一步地，所述绕组采用聚酰亚胺漆包铜线，以双线并绕方式绕制在所述磁芯上。

15、进一步地，所述辐射芯为长条形环状结构，其环平面与所述背板的平面垂直，且在远离所述背板一侧的长边几何中点处回折至近所述背板一侧形成顶部馈电。

16、进一步地，所述绕组的输入端和输出端与相应连接点之间的接线长度均不超过30mm。

17、进一步地，所述背板包括后背板和两个侧背板，所述后背板呈长方形，两个所述侧背板分别垂直连接于所述后背板的两端且位于所述后背板的同一侧，整体呈“”形。所述背板为表面金属化玻璃纤维材质。

18、本发明的有益效果为：

19、提供一种带共模干扰抑制功能的短波天线，在天线内部一体化集成扼流组件，无需增加其他外设扼流装置或设备，即可有效抑制射频线缆外皮、天调和电台金属外壳上非期望的共模电流，解决长线缆馈电时出现的噪声电平升高、系统稳定性差、不可控和测试困难等问题；同时消除非预期寄生辐射干扰，解决天线辐射方向图畸变和性能恶化等问题。

20、同时，在磁芯上嵌套耐高压的聚醚酰亚胺多槽绝缘骨架，将绕组匝数分配至多个独立线槽内，且输入、输出端位于距离最远的两个线槽内，实现通过固体强制绝缘规避匝间高电位差引发的匝间击穿现象；，同时利用裙边隔环延长了爬电距离，进一步降低了低气压表面闪络风险。

21、在绝缘骨架与绕组表面包裹纯有机硅凝胶作为缓冲层，吸收振动冲击，同时保障射频性能；在内绝缘层与铝合金外壳之间填充含高导热填料氮化硼的有机硅凝胶作为外导热结构层，构建低热阻散热途径；铝合金外壳与天线金属背板一体化贴合，利用大金属背板作为最终热沉，实现高效散热与振动缓冲的协同设计。

22、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

1.一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，所述绝缘骨架（2-3）还设置有裙边隔环（2-3-2），所述裙边隔环沿径向向外延伸5～10mm。

3.根据权利要求2所述的一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，所述内绝缘层（2-4）的介电常数＜3.0，介电强度≥18kv/mm，厚度为1～2mm。

4.根据权利要求3所述的一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，所述外导热层（2-5）的导热系数≥2.0w/(m·k)，介电强度≥15kv/mm。

5.根据权利要求1所述的一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，所述外壳（2-6）为铝合金支架，所述铝合金支架的底面具有外延贴合面，所述外延贴合面与所述背板（4）的内表面通过导热硅脂紧密贴合，并通过螺钉固定。

6.根据权利要求1所述的一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，所述磁芯（2-2）为nizn铁氧体环，其居里温度＞300℃，饱和磁通密度≥400mt，比损耗系数≤300×。

7.根据权利要求1所述的一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，所述绕组（2-1）采用聚酰亚胺漆包铜线，以双线并绕方式绕制在所述磁芯（2-2）上。

8.根据权利要求1所述的一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，所述辐射芯（1）为长条形环状结构，其环平面与所述背板（4）的平面垂直，且在远离所述背板（4）一侧的长边几何中点处回折至近所述背板（4）一侧形成顶部馈电。

9.根据权利要求8所述的一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，所述绕组的输入端和输出端与相应连接点之间的接线长度均不超过30mm。

10.根据权利要求9所述的一种带共模干扰抑制功能的短波天线，其特征在于，所述背板（4）包括后背板和两个侧背板；所述后背板呈长方形，两个所述侧背板分别垂直连接于所述后背板的两端且位于所述后背板的同一侧。