专利名称：一种超宽频带四臂螺旋天线及信号处理方法
技术领域：
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种超宽频带四臂螺旋天线及信号处理方法。
背景技术：
随着目前全球已经运营或在建的卫星导航系统有美国的GPS系统、俄罗斯的GL0NASS系统、欧洲的伽利略系统，以及我国的“北斗二号”卫星导航定位系统。它们属于被动定位系统，通过接受四颗卫星信号解算出用户位置信息。卫星导航精密测量技术已经 广泛应用于经济建设和科学技术的诸多领域，尤其是大地测量学及其相关学科领域，包括地球动力学、海洋大地测量学、天文学、地球物理勘探、资源勘探、工程测量与工程变形监测等。由于目前市场上大部分系统和天线都是基于美国GPS导航系统的单一模式，导致授时、定位时安全隐患；而且现有GPS卫星定位系统的定位精度已不能满足用户高精度定位的要求，为此国际上提出了容纳目前所有卫星定位系统的全球导航卫星系统GNSS(Global Navigation Satellite System),天线作为卫星定位系统中的关键部件,其高精度超宽频带天线GNSS天线已成为一个重要的课题。高精度天线作为高精度卫星导航接收机的重要组成部分，它的性能如何直接关系到卫星导航接收机测量精度的大小天线的相位中心变化和多径效应是高精度卫星导航测量系统中的显著误差源；天线的低仰角增益影响接收机的灵敏度。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种超宽频带四臂螺旋天线的信号处理方法。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案本发明一种超宽频带四臂螺旋天线，包括无源四臂螺旋辐射天线体、四个金属馈电探针、探针定位柱和有源电路板；所述四个金属馈电探针通过探针定位柱固定于无源四臂螺旋辐射天线体上，无源四臂螺旋辐射天线体设置于有源电路板上。优选地，所述无源四臂螺旋辐射天线体四边伸出相等长度呈相隔90°对称的四个长臂，天线辐射体中心处呈正方形的四直角顶点分布有四个馈电孔。优选地，所述四个金属馈电探针外层金属层为接地层，中间馈电针为馈电层；其中第一、第二金属馈电探针只使用接地层做接地使用，第三金属馈电探针的馈电针接第二金属馈电探针的外层金属与地相连，同时第四金属馈电探针的馈电针接第一金属馈电探针的外层金属与地相连；第三、第四金属馈电探针分别将接受的信号馈入有源电路板。优选地，所述有源电路板包括同频合路器、分裂器、第一滤波器、第一放大电路、第三滤波器、第二滤波器、第二放大电路、第四滤波器、第四放大电路、合路器、第五放大电路和第三放大电路，其中同频合路器的输出端串接分裂器后分别接第一滤波器和第二滤波器的输入端，第一滤波器的输出端依次串接一放大电路、第四滤波器后接第四放大电路的输入端，第二滤波器的输出端依次串接二放大电路、第三滤波器后接第三放大电路的输入端，第三、第四放大电路的输出端分别接合路器的输入端，合路器的输出端接第五放大电路的输入端。优选地，所述探针定位柱通过胶与无源天线和有源电路板相连，高度范围设定在20-21mm 之间。一种超宽频带四臂螺旋天线的信号处理方法如下所述有源电路板中，金属馈电探针的两路馈电信号依次经同频合路器、分裂器分成两路信号分别为高频信号和低频信号，所述高频信号依次通过第一滤波器滤波、第一放大电路信号放大、第三滤波器再次滤波、第三放大电路再次放大输入到合路器；所述低频信号通过第二滤波器滤波、第二放大电路信号放大、第四滤波器滤波、第四放大电路信号放大输入到合路器；所述合路器将两路信号合成后经第五放大电路放大后经视频连接器输出。优选地，所述高频信号频率为1545MHZ-1625MHZ。、
优选地，所述低频信号频率为1156MHZ-1286MHZ。本发明现对于现有技术，高频信号频率为1545MHZ-1625MHZ，低频信号频率为1156MHZ-1286MHZ，频带覆盖范围更广，结构简单实用。
图I :本发明四根馈电探针连接图。图2 :本发明探针固定柱结构图。图3 :本发明四臂螺旋辐射天线体结构图。图4 :本发明有源电路板原理图。
具体实施例方式本发明一种超宽频带四臂螺旋天线，包括无源四臂螺旋辐射天线体、四个金属馈电探针、探针定位柱和有源电路板；所述四个金属馈电探针通过探针定位柱固定于无源四臂螺旋辐射天线体上，无源四臂螺旋辐射天线体设置于有源电路板上。如图3所示，所述四臂螺旋辐射天线体采用FPC材质制作而成，辐射体伸出相等长度呈相隔90°对称的四个长臂，中心处呈正方形的四直角顶点分布有四个馈电孔，FPC上的金属辐射体为规律对称图形；每个单臂边缘分别有两个梯形伸出，用于卡在下层有源电路板上。如图I所示，所述四根馈电探针分别如图设定为A、B、C、D，外层金属层为接地层，中间馈电针为馈电层；如图2所示，所述馈电探针通过探针定位柱来固定，探针定位柱为圆柱体，其内部有四个比探针稍大的四个通孔E、F、G、H，四个通孔分别与无源天线辐射体的四个馈电孔对称；所述馈电探针A、B、C、D，穿过无源天线辐射体经探针定位柱E、F、G、H穿入有源电路板，其中A、B探针只做接地使用，探针C的顶点馈电针接B探针与地相连，同时探针D的顶点馈电针接A探针与地相连；探针C和D分别将接受的两路信号馈入有源电路板板；所述探针定位柱通过AB胶与无源天线和有源电路板相连，支撑柱高度范围设定在20-2 Imm之间；如图4所示，一种超宽频带四臂螺旋天线的信号处理方法如下所述有源电路板中，金属馈电探针的两路馈电信号依次经同频合路器101、分裂器102分成两路信号分别为高频信号和低频信号，所述高频信号依次通过第一滤波器103滤波、第一放大电路104信号放大、第三滤波器105再次滤波、第三放大电路112再次放大输入到合路器110 ;所述低频信号通过第二滤波器106滤波、第二放大电路107信号放大、第四滤波器108滤波、第四放大电路109信号放大输入到合路器110 ;所述合路器110将两路信号合成后经第五放大电路111放大后经视频连接器113输出。优选地，所述高频信号频率为1545MHZ-1625MHZ。 优选地，所述低频信号频率为1156MHZ-1286MHZ。
权利要求
1.一种超宽频带四臂螺旋天线，包括无源四臂螺旋辐射天线体、四个金属馈电探针、探针定位柱和有源电路板；所述四个金属馈电探针通过探针定位柱固定于无源四臂螺旋辐射天线体上，无源四臂螺旋辐射天线体设置于有源电路板上。
2.根据权利要求I所述的一种超宽频带四臂螺旋天线，其特征在于所述无源四臂螺旋辐射天线体四边伸出相等长度呈相隔90°对称的四个长臂，天线辐射体中心处呈正方形的四直角顶点分布有四个馈电孔。
3.根据权利要求I所述的一种超宽频带四臂螺旋天线，其特征在于所述四个金属馈电探针(A、B、C、D)外层金属层为接地层，中间馈电针为馈电层；其中第一、第二金属馈电探针(A、B)只使用接地层做接地使用，第三金属馈电探针(C)的馈电针接第二金属馈电探针(B)的外层金属与地相连，同时第四金属馈电探针(D)的馈电针接第一金属馈电探针(A)的外层金属与地相连；第三、第四金属馈电探针(C、D)分别将接受的信号馈入有源电路板。
4.根据权利要求I所述的一种超宽频带四臂螺旋天线，其特征在于所述有源电路板包括同频合路器(101)、分裂器(102)、第一滤波器(103)、第一放大电路(104)、第三滤波器(105)、第二滤波器(106)、第二放大电路(107)、第四滤波器(108)、第四放大电路(109)、合路器(110)、第五放大电路(111)和第三放大电路(112)，其中同频合路器(101)的输出端串接分裂器(102)后分别接第一滤波器(103)和第二滤波器(106)的输入端，第一滤波器(103)的输出端依次串接一放大电路(104)、第四滤波器(108)后接第四放大电路(109)的输入端，第二滤波器(106)的输出端依次串接二放大电路(107)、第三滤波器(105)后接第三放大电路(112)的输入端，第三、第四放大电路(112、109)的输出端分别接合路器(110)的输入端，合路器(110)的输出端接第五放大电路(111)的输入端。
5.根据权利要求I所述的一种超宽频带四臂螺旋天线，其特征在于所述探针定位柱通过胶与无源天线和有源电路板相连，高度范围设定在20-21_之间。
6.一种如权利要求I所述的一种超宽频带四臂螺旋天线的信号处理方法，其特征在于所述方法如下 所述有源电路板中，金属馈电探针的两路馈电信号依次经同频合路器(101)、分裂器(102)分成两路信号分别为高频信号和低频信号，所述高频信号依次通过第一滤波器(103)滤波、第一放大电路(104)信号放大、第三滤波器(105)再次滤波、第三放大电路(112)再次放大输入到合路器(110);所述低频信号通过第二滤波器(106)滤波、第二放大电路(107)信号放大、第四滤波器(108)滤波、第四放大电路(109)信号放大输入到合路器(110);所述合路器(110)将两路信号合成后经第五放大电路(111)放大后经视频连接器(113)输出。
7.根据权利要求6所述的一种超宽频带四臂螺旋天线的信号处理方法，其特征在于所述高频信号频率为1545MHZ-1625MHZ。
8.根据权利要求6所述的一种超宽频带四臂螺旋天线的信号处理方法，其特征在于所述低频信号频率为1156MHZ-1286MHZ。全文摘要
本发明公布了一种超宽频带四臂螺旋天线及信号处理方法，所述天线包括无源四臂螺旋辐射天线体、四个金属馈电探针、探针定位柱和有源电路板；所述方法如下所述有源电路板中，金属馈电探针的两路馈电信号依次经同频合路器、分裂器分成两路信号分别为高频信号和低频信号，所述高频信号依次通过第一滤波器滤波、第一放大电路信号放大、第三滤波器再次滤波、第三放大电路再次放大输入到合路器；所述低频信号通过第二滤波器滤波、第二放大电路信号放大、第四滤波器滤波、第四放大电路信号放大输入到合路器；所述合路器将两路信号合成后经第五放大电路放大后经视频连接器输出。本发明现对于现有技术，高频信号频率为1545MHz-1625MHz，低频信号频率为1156MHz-1286MHz，频带覆盖范围更广，结构简单实用。
文档编号H01Q1/50GK102738575SQ201210218298
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者吉青 申请人:上海海积信息科技有限公司