一种四臂螺旋天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种四臂螺旋天线。
【背景技术】
[0002]四臂螺旋天线是由美国约翰霍普金斯大学Kilgus于1968年提出的，该四臂螺旋天线具有心形方向图、无需任何接地、良好前后比以及优异的圆极化特性等特点，因此被广泛应用于卫星通信系统，尤其被认为是理想的全球定位系统(Global Posit1n System,GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou Navigat1n Satellite System，BDS)和卫星手机接收天线，但其突出的缺点是体积较大。而目前导航技术在民用领域，尤其是在车辆导航和个人移动终端定位的蓬勃发展，使得小型化是四臂螺旋天线适应现代通信需要的一个重要趋势，因此对四臂螺旋天线的小型化提出了迫切的要求。
【发明内容】
[0003]本发明实施例提供一种四臂螺旋天线，用以实现在减小四臂螺旋天线尺寸的同时，保证四臂螺旋天线的工作频率以及维持四臂螺旋天线的性能不变。
[0004]本发明实施例提供一种四臂螺旋天线，包括:
[0005]辐射主体以及圆极化馈电网络；
[0006]所述辐射主体包括四个螺旋臂；所述四个螺旋臂中的每个螺旋臂包括辐射臂以及接地单元；
[0007]针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，该螺旋臂的辐射臂通过折叠形成主辐射臂、连接臂、辅辐射臂；该螺旋臂的主辐射臂的第一端与所述圆极化馈电网络中的一个螺旋臂馈电端口连接，该螺旋臂的主辐射臂的第二端通过该螺旋臂的连接臂与该螺旋臂的辅辐射臂连接；该螺旋臂的接地单元的第一端与所述圆极化馈电网络中的一个接地端口连接，该螺旋臂的接地单元的第二端与该螺旋臂的主辐射臂连接。
[0008]可选的，所述四臂螺旋天线还包括:
[0009]介质柱，所述介质柱垂直于印刷板电路板，所述印刷板电路板中包含所述圆极化馈电网络；
[0010]位于所述介质柱表面的柔性印刷薄膜，所述辐射主体位于所述柔性印刷薄膜的表面。
[0011]可选的，针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，该螺旋臂的主辐射臂与该螺旋臂的辅辐射臂平行。
[0012]可选的，针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，该螺旋臂的主辐射臂的螺旋升角为预设角。
[0013]可选的，针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，该螺旋臂的连接臂平行于所述介质柱的横剖面。
[0014]可选的，针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，根据该螺旋臂期望的输入阻抗确定该螺旋臂的接地单元的第二端与该螺旋臂的主辐射臂连接的位置。
[0015]可选的，所述期望的输入阻抗为50欧姆。
[0016]可选的，所述圆极化馈电网络包括馈电单元、四根螺旋臂传输线、一根射频电路传输线，四个螺旋臂馈电端口、四个接地端口 ；
[0017]所述射频电路传输线连接外部射频电路；
[0018]每个螺旋臂传输线与一个螺旋臂馈电端口连接，每个螺旋臂馈电端口与一个螺旋臂连接，每个接地端口与一个螺旋臂中的接地单元连接；
[0019]所述四个螺旋臂馈电端口均匀分布在以第一阈值为半径的圆上；
[0020]所述四个接地端口均匀分布在以第二阈值为半径的圆上。
[0021]可选的，所述介质柱为中空的圆柱形，且由聚四氟乙烯构成。
[0022]可选的，所述柔性印刷薄膜由相对介电常数为3.2、厚度为0.1mm的树脂玻璃构成。
[0023]本发明有益效果如下:
[0024]1.本发明实施例通过折叠每个螺旋臂，极大地缩小了四臂螺旋天线高度和减小了四臂螺旋天线体积，保证四臂螺旋天线工作在固定工作频率以及保证了四臂螺旋天线的性會泛。
[0025]2.本发明实施例在传统四臂螺旋天线的基础上，在每一个辐射臂上增加了一个接地单元。通过接地单元的引入，提高了输入阻抗的感抗部分，弥补由于四臂螺旋天线体积小、螺旋臂之间耦合增强而造成的辐射阻抗过小的问题，从而避免因输入端口的失配而造成的能量损失，进而提高了四臂螺旋天线的辐射效率和增益。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本发明实施例提供的一种四臂螺旋天线结构示意图；
[0028]图2为本发明实施例提供的一种螺旋臂示意图；
[0029]图3(a)为本发明实施例提供的一种圆极化馈电网络结构示意图；
[0030]图3(b)为本发明实施例提供的一种圆极化馈电网络结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]如图1所示，为本发明实施例提供的一种四臂螺旋天线，包括:
[0033]介质柱4，所述介质柱4垂直于印刷板电路板2，所述印刷板电路板2中包含圆极化馈电网络；
[0034]位于所述介质柱4表面的柔性印刷薄膜3 ;
[0035]位于所述柔性印刷薄膜3表面的辐射主体1，所述辐射主体1包括四个螺旋臂。
[0036]为了减少四臂螺旋天线制作的技术难度，本发明实施例中，将辐射主体1印刷在柔性印刷薄膜3上，然后再将柔性印刷薄膜3绕接到介质柱4表面上，保障四臂螺旋天线的稳定性。
[0037]本发明实施例中，为了保证四臂螺旋天线的性能，所述柔性印刷薄膜3由相对介电常数为3.2、厚度为0.1mm的树脂玻璃构成。当然，所述柔性印刷薄膜3的厚度以及相对介电常数还可用根据实际情况确定，本发明实施例对此并不限定。
[0038]为了防止因外力而造成四臂螺旋天线的形变，本发明实施例中，所述介质柱4可以设计为圆柱形，同时，为了减少四臂螺旋天线的重量，可以将介质柱4的中间掏空，形成中空的圆柱形。当然，所述介质柱4还可以为其他形状，在此不再赘述。
[0039]本发明实施例中，所述介质柱4可以由聚四氟乙烯构成。当然，所述介质柱4还可以为其他材料，本发明实施例对此并不限定。
[0040]为了减小四臂螺旋天线的体积，本发明实施例中，将四臂螺旋天线的辐射主体中的每个辐射臂进行折叠处理，缩小四臂螺旋天线高度和减小四臂螺旋天线体积。具体的，如图2所示，为本发明实施例提供的一种螺旋臂示意图。图2中，所述四个螺旋臂中的每个螺旋臂包括辐射臂和与辐射臂连接的接地单元；每个辐射臂通过折叠形成主辐射臂102、连接臂103、辅辐射臂104。每个螺旋臂中的辐射臂在折叠的同时，保持辐射臂中主辐射臂102的形状不变，并折叠出通过连接臂103与主辐射臂102相连接的辅辐射臂104。通过这种折叠处理，极大地缩小了四臂螺旋天线高度，减小了四臂螺旋天线体积，保证四臂螺旋天线的固定工作频率和四臂螺旋天线性能的同时，也利于调试和优化。本发明实施例中，为避免因输入端口的阻抗失配而造成的能量损失，在传统四臂螺旋天线的基础上，在每一个主辐射臂102上增加了一个接地单元101。通过接地单元101的引入，提高了四臂螺旋天线的输入阻抗，极大地改善和提高了四臂螺旋天线的辐射效率和增益。
[0041]图2只是本发明实施例的一个示例，辅辐射臂104的具体形状也可以为“L”型、“U”型等，视具体应用场景而定。图2的示例是小型化的一种比较合理的方式，甚至在保证其他性能的情况下，可以使得主辐射臂102与辅辐射臂104 —样长，来最大化的减小螺旋臂高度。
[0042]图2中，针对任意一个螺旋臂，该螺旋臂的主辐射臂102的第一端与所述圆极化馈电网络中的一个螺旋臂馈电端口连接，该螺旋臂的主辐射臂102的第二端通过该螺旋臂的连接臂103与该螺旋臂的辅辐射臂104连接；该螺旋臂的接地单元101的第一端与所述圆极化馈电网络中的一个接地端口连接，该螺旋臂的接地单元101的第二端与该螺旋臂的主辐射臂102连接。
[0043]优选的，图2中，针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，该螺旋臂的主辐射臂102与该螺旋臂的辅辐射臂104平行，且主辐射臂102与所述介质柱4的横剖面之间的螺旋升角可以为预设角，其中，所述预设角可以根据实际情况确定。同时，该螺旋臂的连接臂103与所述介质柱4的横剖面