一种多频螺旋组合天线的制作方法

本实用新型涉及一种用于北斗一代L频段、S频段、北斗二代B1频段和GPS L1频段的卫星导航浮标天线，具体涉及一种多频螺旋组合天线。

背景技术：

卫星导航系统发展迅速，在国家安全、经济建设和日常生活中发挥着重要作用，广泛应用于军事、交通、测绘、安全监测等领域。卫星导航终端天线作为卫星导航终端设备不可或缺的重要组成部分，其性能的好坏直接影响整机性能，因此卫星导航终端天线具有重要的研究意义。目前在导航终端设备中应用较为广泛的陶瓷贴片天线，具有尺寸小、易于集成的特点，但是重量较大、带宽较窄；不利于设备轻量化的发展需求；而且陶瓷天线的波束较窄，难以保证终端在剧烈运动或倾斜严重场合中正常工作。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种波束宽度宽，整体辐射性能好的多频螺旋组合天线。

本实用新型采用以下方案实现：一种多频螺旋组合天线，包括多个叠加在一起形成杆状结构的天线单元，所述天线单元包括介质柱体和位于介质柱体底部的馈电网络电路板；介质柱体周部间隔设置有多条螺旋臂，每条螺旋臂的下端均设置有短路枝节和馈电点，馈电网络电路板上设置有接地板和微带馈线，螺旋臂下端的短路枝节与馈电网络电路板上的接地板焊接在一起，螺旋臂下端的馈电点与馈电网络电路板上微带馈线焊接在一起。

进一步的，所述介质柱体为介质基板围合而成的空心圆柱体，各层天线单元的介质柱体壁厚相同；上下相邻两层天线单元上的螺旋臂旋向相反；各层天线单元上的螺旋臂的宽度和长度各不相同。

进一步的，下层天线单元通过其介质柱体顶部的焊接点与上一层天线单元底部馈电网络电路板上的接地板焊接在一起，同一天线单元中螺旋臂的条数与馈电网络电路板上的接地板数量相同，下层天线单元顶部的焊接点数量与上一层天线单元的接地板数量相同。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型多频螺旋组合天线具有波束宽、损耗小、重量轻等特点，工作稳定可靠，整体辐射性能好，能够用于北斗一代短报文通信、有源定位以及北斗二代和GPS的无源定位，有效解决现有浮标终端天线重量较大、波束较窄的问题。

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例立体图；

图2是本实用新型实施例正视图；

图3是最上层天线单元中心频点的增益方向图；

图4是中间层天线单元中心频点的增益方向图；

图5是最底层天线单元B1频段中心频点的增益方向图；

图6是最底层天线单元L1频段中心频点的增益方向图；

图中标号说明：1-介质柱体、2-馈电网络电路板、3-螺旋臂、4-短路枝节、5-馈电点、6-焊接点。

具体实施方式

如图1~6所示，一种多频螺旋组合天线，包括多个叠加在一起形成杆状结构的天线单元，所述天线单元包括介质柱体1和位于介质柱体1底部的馈电网络电路板2；介质柱体1周部间隔设置有多条螺旋臂3，介质柱体1为不导电材质，螺旋臂3为导电材质，螺旋臂3镶嵌或蚀刻在介质柱体1周壁，有利于减轻天线重量，以满足浮标终端轻量化的需求；每条螺旋臂3的下端均设置有短路枝节4和馈电点5，馈电网络电路板2上设置有接地板和微带馈线，螺旋臂3下端的短路枝节4与馈电网络电路板2上的接地板焊接在一起；螺旋臂3下端的馈电点5与馈电网络电路板2上微带馈线焊接在一起。

本实用新型组合天线包括多个馈电网络电路板，并通过馈电网络电路板依次固定和连接三个相对独立的天线单元，各个天线单元的螺旋臂，通过焊锡和馈电网络电路板上的馈电网络连接，每个天线单元有独立的馈线和射频接口；用于解决现有技术中浮标终端天线重量较大、波束较窄的问题，具有波束宽、损耗小、重量轻等特点，被认为是理想的卫星导航终端天线。

在本实施例中，该组合天线有三个天线单元堆叠而成，最上层天线单元的介质柱体卷曲半径和高度尺寸较小，中间层和最底层天线单元的介质柱体卷曲半径和高度相同，每层天线单元上均设置有四条螺旋臂；各层天线单元的馈电网络电路板上设置有馈电网络，使得各层天线单元的四个馈电点相位依次相差90°。

在本实施例中，所述介质柱体为介质基板围合而成的空心圆柱体，介质基板的材料为PTFE，螺旋臂的材质为铜箔；各层天线单元的介质柱体壁厚相同；上下相邻两层天线单元上的螺旋臂3旋向相反，使得各四臂螺旋天线在工作频段处产生相应的圆极化辐射；各层天线单元上的螺旋臂3的宽度和长度各不相同，使各四臂螺旋天线有不同的工作频段；各层螺旋臂上短路枝节具有不同的尺寸结构，有利于不同频段四臂螺旋天线的阻抗匹配效果。

在本实施例中，下层天线单元通过其介质柱体顶部的焊接点6与上一层天线单元底部馈电网络电路板2上的接地板焊接在一起，同一天线单元中螺旋臂的条数与馈电网络电路板上的接地板数量相同，下层天线单元顶部的焊接点数量与上一层天线单元的接地板数量相同。

图3、图4、图5和图6分别对应本实施例在2.492GHz、1.616GHz、1.561GHz和1.575GHz频点处的增益方向图，图中实线表示右旋圆极化增益曲线，虚线表示左旋圆极化增益曲线，从图中可以看出，本实用新型组合天线的波束宽度较宽，说明整体辐射性能较好。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。