一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線的制作方法
【專利摘要】一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，包括天線主體，所述天線主體包括無源接收天線、匹配電路和圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述的無源接收天線下方設(shè)有匹配電路PCB，匹配電路PCB的下表面為天線射頻地，且匹配電路PCB下方為圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)上表面為饋電射頻地，圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)有饋電PCB中層介質(zhì)層，天線射頻地與饋電射頻地重合，所述匹配電路位于匹配電路PCB的上表面，并與天線射頻地形成分布電容，且匹配電路與天線射頻地之間設(shè)有匹配電路PCB中層介質(zhì)層，所述匹配電路PCB上設(shè)有無源接收天線振子，所述天線主體底部設(shè)有饋電電路線路層。
【專利說明】
一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星導(dǎo)航天線技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，適用于中小型星載、車載、船載導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)是利用衛(wèi)星為用戶提供定位、導(dǎo)航、測繪、監(jiān)測、授時服務(wù)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會建設(shè)及管理、科學(xué)研究、災(zāi)害評估及防控以及軍事領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。天線是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的前端，其性能決定著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能，衛(wèi)星導(dǎo)航天線要求在頻帶內(nèi)具有良好的軸比性能、半球性方向圖、穩(wěn)定的相位中心。
[0003]四臂螺旋天線是具有良好的圓極化性能和半球覆蓋性能，成為高性能導(dǎo)航應(yīng)用的最佳選擇。然而傳統(tǒng)四臂螺旋天線帶寬只有5%?8%，各種拓寬四臂螺旋帶寬的技術(shù)方法被提出，大致分為:1、采用嵌套或級聯(lián)的方式將多個不同頻率的類似天線組合，形成多頻天線;2、在適當(dāng)位置添加諧振臂或折合臂，形成多頻天線;3、將螺旋臂寬度采用漸變形式拓展帶寬;4、將螺旋由圓柱結(jié)構(gòu)改為圓錐結(jié)構(gòu)等等;這些方法在拓展帶寬的同時，天線增益都一定程度的下降，并影響天線的相位中心穩(wěn)定性。所以需要一種更有效的技術(shù)方法，拓寬四臂螺旋天線帶寬的同時，保持天線在頻帶內(nèi)的增益和相位中心穩(wěn)定性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本使用新型的目的在于針對現(xiàn)有四臂螺旋天線帶寬窄、增益低的局限性。設(shè)計一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，采用渦輪狀的立體螺旋，充分利用天線的全部立體空間，克服柱面、錐面螺旋天線的不足。拓寬四臂螺旋天線帶寬的同時，保持天線在頻帶內(nèi)的增益和相位中心穩(wěn)定性，更易于解決多頻技術(shù)對增益影響。
[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，包括天線主體，所述天線主體包括無源接收天線、匹配電路和圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述的無源接收天線下方設(shè)有匹配電路PCB，匹配電路PCB的下表面為天線射頻地，且匹配電路PCB下方為圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)上表面為饋電射頻地，圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)有饋電PCB中層介質(zhì)層，天線射頻地與饋電射頻地重合，所述匹配電路位于匹配電路PCB的上表面，采用漸變結(jié)構(gòu)，并與天線射頻地形成分布電容，降低振子因螺旋結(jié)構(gòu)而形成的感性，提高輸入電阻和輻射電阻，降低阻抗變化率，從而提高天線帶寬，且匹配電路與天線射頻地之間設(shè)有匹配電路PCB中層介質(zhì)層，所述匹配電路PCB上設(shè)有無源接收天線振子，所述無源天線接收振子采用按照右螺旋方式環(huán)繞的渦輪螺旋形式，充分利用天線的全部立體空間。無源接收天線振子可以采用金屬沖壓、拉伸、壓鑄、切削加工等多種形式，也可以采用電鍍、貼膜、印刷等方式實(shí)現(xiàn)，所述天線主體底部設(shè)有饋電電路線路層。
[0006]更進(jìn)一步的，所述的圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)上設(shè)有按照順時針方向均勻分部分別饋電的圓周對稱饋電點(diǎn)，信號之間輻值相同，相對電角度分別為0°、90°、180°、270°，實(shí)現(xiàn)圓極化接收，有源放大部分采用二級放大電路，圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)通過同軸探針與匹配電路相連。
[0007]作為優(yōu)選，所述的非金屬支架為渦輪螺旋支架，且通過非金屬支架的中心軸與天線固定連接成一個整體，非金屬支架不是必須件，是為了輔助固定金屬振子，形狀不限于附圖中所示的標(biāo)準(zhǔn)渦輪形式。所述的金屬振子可以為兩臂、六壁、八臂等多臂形式。
[0008]本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0009](I)采用渦輪狀螺旋天線，實(shí)現(xiàn)真正的3D立體接收振子，有效利用天線的立體空間；
[0010](2)阻抗匹配電路采用漸變結(jié)構(gòu)，降低振子因螺旋結(jié)構(gòu)而形成的感性，提高輸入電阻和輻射電阻，降低阻抗變化率，從而提高天線帶寬；
[0011](3)采用的螺旋形式為體螺旋，不同于傳統(tǒng)的柱面和錐面螺旋天線，為天線的空間布局帶來更大的設(shè)計自由度，在此基礎(chǔ)上，可以輕松實(shí)現(xiàn)多頻及復(fù)雜度更高的天線設(shè)計。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的軸視圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型的剖示圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型的天線駐波圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖1至2所示，本實(shí)用新型的具體實(shí)施例為一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，包括天線主體，所述天線主體包括無源接收天線、匹配電路6和圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)5，所述的無源接收天線下方設(shè)有匹配電路PCB4，匹配電路PCB4的下表面為天線射頻地9，且匹配電路PCB4下方為圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)5，所述圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)5上表面為饋電射頻地10，圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)5中間設(shè)有饋電PCB中層介質(zhì)層11，天線射頻地9與饋電射頻地重合10，所述匹配電路6位于匹配電路PCB4的上表面，采用漸變結(jié)構(gòu)，并與天線射頻地9形成分布電容，且匹配電路6與天線射頻地9之間設(shè)有匹配電路PCB中層介質(zhì)層8，所述匹配電路PCB4上設(shè)有無源接收天線振子I，所述無源天線接收振子I采用按照右螺旋方式環(huán)繞的渦輪螺旋形式，所述天線主體底部設(shè)有饋電電路線路層12。
[0016]所述天線主體上設(shè)有非金屬支架2，所述無源接收天線振子I沿非金屬支架2固定。
[0017]所述的圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)5上設(shè)有四個按照順時針方向分別饋電的圓周對稱饋電點(diǎn)7，信號之間輻值相同，相對電角度分別為0°、90°、180°、270°，有源放大部分采用二級放大電路，圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)5的饋電點(diǎn)7通過同軸探針13與匹配電路6相連。
[0018]所述非金屬支架2的中心軸3與天線固定連接成一個整體。
[0019]具體實(shí)施中有多種實(shí)現(xiàn)方式，金屬振子可以米用金屬沖壓、拉伸、壓鑄、切削加工等多種形式，也可以采用電鍍、貼膜、印刷等方式實(shí)現(xiàn);非金屬支架不是必須件，是為了輔助固定金屬振子，形狀不限于圖中所示的標(biāo)準(zhǔn)渦輪形式。
[0020]圖3為未連接圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)前的無源天線駐波圖，可見在1555?1620MHz范圍內(nèi)，駐波小于2.0，帶寬大于50MHz，不僅滿足GPS天線的需要，可以應(yīng)用于俄羅斯GL0NASS的Gl、歐洲Galileo的El和中國北斗二代的BI導(dǎo)航天線，也可以同時應(yīng)用于其中的二模、三模、四模通用天線，具體應(yīng)用的最佳頻點(diǎn)需要具體確定。
[0021]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)，僅是本實(shí)用新型天線實(shí)施的較佳示例而已，并非對技術(shù)范圍做任何限制，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，在不脫離本實(shí)用新型的創(chuàng)意精神和范圍的前提下，還會有各種變化和改進(jìn)，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上示例所做的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，包括天線主體，所述天線主體包括無源接收天線、匹配電路和圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征是所述的無源接收天線下方設(shè)有匹配電路PCB，匹配電路PCB的下表面為天線射頻地，且匹配電路PCB下方為圓極化饋電網(wǎng)絡(luò);所述圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)上表面為饋電射頻地，圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)有饋電PCB中層介質(zhì)層，天線射頻地與饋電射頻地重合;所述匹配電路位于匹配電路PCB的上表面，采用漸變結(jié)構(gòu)，并與天線射頻地形成分布電容，且匹配電路與天線射頻地之間設(shè)有匹配電路PCB中層介質(zhì)層;所述匹配電路PCB上設(shè)有無源接收天線振子;所述無源接收天線振子采用按照螺旋方式環(huán)繞的渦輪螺旋結(jié)構(gòu);所述天線主體底部設(shè)有饋電電路線路層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，其特征是所述無源接收天線振子采用渦輪螺旋結(jié)構(gòu)為右螺旋或左螺旋。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，其特征是所述的圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)上設(shè)有按照順時針方向均勻分部分別饋電的圓周對稱饋電點(diǎn)，信號之間輻值相同，有源放大部分采用二級放大電路，對應(yīng)饋電點(diǎn)位置處設(shè)有將信號輸送到圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電探針，圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)通過同軸探針與匹配電路相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，其特征是所述的無源接收天線振子采用金屬化的渦輪螺旋結(jié)構(gòu)，可采用金屬沖壓、拉伸、壓鑄、切削加工、電鍍、貼膜、印刷多種方式實(shí)現(xiàn)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種四臂渦輪螺旋導(dǎo)航天線，其特征是所述的渦輪螺旋結(jié)構(gòu)為多臂形式。
【文檔編號】H01Q23/00GK205564981SQ201620222610
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】傅勝明
【申請人】嘉善金昌電子有限公司