一种四臂涡轮螺旋导航天线的制作方法
【专利摘要】一种四臂涡轮螺旋导航天线，包括天线主体，所述天线主体包括无源接收天线、匹配电路和圆极化馈电网络，所述的无源接收天线下方设有匹配电路PCB，匹配电路PCB的下表面为天线射频地，且匹配电路PCB下方为圆极化馈电网络，所述圆极化馈电网络上表面为馈电射频地，圆极化馈电网络中间设有馈电PCB中层介质层，天线射频地与馈电射频地重合，所述匹配电路位于匹配电路PCB的上表面，并与天线射频地形成分布电容，且匹配电路与天线射频地之间设有匹配电路PCB中层介质层，所述匹配电路PCB上设有无源接收天线振子，所述天线主体底部设有馈电电路线路层。
【专利说明】
一种四臂涡轮螺旋导航天线
技术领域
[0001]本实用新型涉及卫星导航天线技术领域。具体涉及一种四臂涡轮螺旋导航天线，适用于中小型星载、车载、船载导航卫星系统。
【背景技术】
[0002]导航卫星系统是利用卫星为用户提供定位、导航、测绘、监测、授时服务，在经济发展、社会建设及管理、科学研究、灾害评估及防控以及军事领域起着至关重要的作用。天线是卫星导航系统的前端，其性能决定着卫星导航系统的性能，卫星导航天线要求在频带内具有良好的轴比性能、半球性方向图、稳定的相位中心。
[0003]四臂螺旋天线是具有良好的圆极化性能和半球覆盖性能，成为高性能导航应用的最佳选择。然而传统四臂螺旋天线带宽只有5%?8%，各种拓宽四臂螺旋带宽的技术方法被提出，大致分为:1、采用嵌套或级联的方式将多个不同频率的类似天线组合，形成多频天线;2、在适当位置添加谐振臂或折合臂，形成多频天线;3、将螺旋臂宽度采用渐变形式拓展带宽;4、将螺旋由圆柱结构改为圆锥结构等等;这些方法在拓展带宽的同时，天线增益都一定程度的下降，并影响天线的相位中心稳定性。所以需要一种更有效的技术方法，拓宽四臂螺旋天线带宽的同时，保持天线在频带内的增益和相位中心稳定性。
【实用新型内容】
[0004]本使用新型的目的在于针对现有四臂螺旋天线带宽窄、增益低的局限性。设计一种四臂涡轮螺旋导航天线，采用涡轮状的立体螺旋，充分利用天线的全部立体空间，克服柱面、锥面螺旋天线的不足。拓宽四臂螺旋天线带宽的同时，保持天线在频带内的增益和相位中心稳定性，更易于解决多频技术对增益影响。
[0005]为克服现有技术存在的不足，本实用新型提供的技术方案是:一种四臂涡轮螺旋导航天线，包括天线主体，所述天线主体包括无源接收天线、匹配电路和圆极化馈电网络，所述的无源接收天线下方设有匹配电路PCB，匹配电路PCB的下表面为天线射频地，且匹配电路PCB下方为圆极化馈电网络，所述圆极化馈电网络上表面为馈电射频地，圆极化馈电网络中间设有馈电PCB中层介质层，天线射频地与馈电射频地重合，所述匹配电路位于匹配电路PCB的上表面，采用渐变结构，并与天线射频地形成分布电容，降低振子因螺旋结构而形成的感性，提高输入电阻和辐射电阻，降低阻抗变化率，从而提高天线带宽，且匹配电路与天线射频地之间设有匹配电路PCB中层介质层，所述匹配电路PCB上设有无源接收天线振子，所述无源天线接收振子采用按照右螺旋方式环绕的涡轮螺旋形式，充分利用天线的全部立体空间。无源接收天线振子可以采用金属冲压、拉伸、压铸、切削加工等多种形式，也可以采用电镀、贴膜、印刷等方式实现，所述天线主体底部设有馈电电路线路层。
[0006]更进一步的，所述的圆极化馈电网络上设有按照顺时针方向均匀分部分别馈电的圆周对称馈电点，信号之间辐值相同，相对电角度分别为0°、90°、180°、270°，实现圆极化接收，有源放大部分采用二级放大电路，圆极化馈电网络的馈电点通过同轴探针与匹配电路相连。
[0007]作为优选，所述的非金属支架为涡轮螺旋支架，且通过非金属支架的中心轴与天线固定连接成一个整体，非金属支架不是必须件，是为了辅助固定金属振子，形状不限于附图中所示的标准涡轮形式。所述的金属振子可以为两臂、六壁、八臂等多臂形式。
[0008]本实用新型相对于现有技术，具有如下优点和效果:
[0009](I)采用涡轮状螺旋天线，实现真正的3D立体接收振子，有效利用天线的立体空间；
[0010](2)阻抗匹配电路采用渐变结构，降低振子因螺旋结构而形成的感性，提高输入电阻和辐射电阻，降低阻抗变化率，从而提高天线带宽；
[0011](3)采用的螺旋形式为体螺旋，不同于传统的柱面和锥面螺旋天线，为天线的空间布局带来更大的设计自由度，在此基础上，可以轻松实现多频及复杂度更高的天线设计。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的轴视图。
[0013]图2为本实用新型的剖示图。
[0014]图3为本实用新型的天线驻波图。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。如图1至2所示，本实用新型的具体实施例为一种四臂涡轮螺旋导航天线，包括天线主体，所述天线主体包括无源接收天线、匹配电路6和圆极化馈电网络5，所述的无源接收天线下方设有匹配电路PCB4，匹配电路PCB4的下表面为天线射频地9，且匹配电路PCB4下方为圆极化馈电网络5，所述圆极化馈电网络5上表面为馈电射频地10，圆极化馈电网络5中间设有馈电PCB中层介质层11，天线射频地9与馈电射频地重合10，所述匹配电路6位于匹配电路PCB4的上表面，采用渐变结构，并与天线射频地9形成分布电容，且匹配电路6与天线射频地9之间设有匹配电路PCB中层介质层8，所述匹配电路PCB4上设有无源接收天线振子I，所述无源天线接收振子I采用按照右螺旋方式环绕的涡轮螺旋形式，所述天线主体底部设有馈电电路线路层12。
[0016]所述天线主体上设有非金属支架2，所述无源接收天线振子I沿非金属支架2固定。
[0017]所述的圆极化馈电网络5上设有四个按照顺时针方向分别馈电的圆周对称馈电点7，信号之间辐值相同，相对电角度分别为0°、90°、180°、270°，有源放大部分采用二级放大电路，圆极化馈电网络5的馈电点7通过同轴探针13与匹配电路6相连。
[0018]所述非金属支架2的中心轴3与天线固定连接成一个整体。
[0019]具体实施中有多种实现方式，金属振子可以米用金属冲压、拉伸、压铸、切削加工等多种形式，也可以采用电镀、贴膜、印刷等方式实现;非金属支架不是必须件，是为了辅助固定金属振子，形状不限于图中所示的标准涡轮形式。
[0020]图3为未连接圆极化馈电网络前的无源天线驻波图，可见在1555?1620MHz范围内，驻波小于2.0，带宽大于50MHz，不仅满足GPS天线的需要，可以应用于俄罗斯GL0NASS的Gl、欧洲Galileo的El和中国北斗二代的BI导航天线，也可以同时应用于其中的二模、三模、四模通用天线，具体应用的最佳频点需要具体确定。
[0021]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点，仅是本实用新型天线实施的较佳示例而已，并非对技术范围做任何限制，本行业的技术人员应该了解，在不脱离本实用新型的创意精神和范围的前提下，还会有各种变化和改进，凡是依据本实用新型的技术实质对以上示例所做的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案范围。
【主权项】
1.一种四臂涡轮螺旋导航天线，包括天线主体，所述天线主体包括无源接收天线、匹配电路和圆极化馈电网络，其特征是所述的无源接收天线下方设有匹配电路PCB，匹配电路PCB的下表面为天线射频地，且匹配电路PCB下方为圆极化馈电网络;所述圆极化馈电网络上表面为馈电射频地，圆极化馈电网络中间设有馈电PCB中层介质层，天线射频地与馈电射频地重合;所述匹配电路位于匹配电路PCB的上表面，采用渐变结构，并与天线射频地形成分布电容，且匹配电路与天线射频地之间设有匹配电路PCB中层介质层;所述匹配电路PCB上设有无源接收天线振子;所述无源接收天线振子采用按照螺旋方式环绕的涡轮螺旋结构;所述天线主体底部设有馈电电路线路层。2.根据权利要求1所述的一种四臂涡轮螺旋导航天线，其特征是所述无源接收天线振子采用涡轮螺旋结构为右螺旋或左螺旋。3.根据权利要求1所述的一种四臂涡轮螺旋导航天线，其特征是所述的圆极化馈电网络上设有按照顺时针方向均匀分部分别馈电的圆周对称馈电点，信号之间辐值相同，有源放大部分采用二级放大电路，对应馈电点位置处设有将信号输送到圆极化馈电网络的馈电探针，圆极化馈电网络的馈电点通过同轴探针与匹配电路相连。4.根据权利要求1所述的一种四臂涡轮螺旋导航天线，其特征是所述的无源接收天线振子采用金属化的涡轮螺旋结构，可采用金属冲压、拉伸、压铸、切削加工、电镀、贴膜、印刷多种方式实现。5.根据权利要求2所述的一种四臂涡轮螺旋导航天线，其特征是所述的涡轮螺旋结构为多臂形式。
【文档编号】H01Q23/00GK205564981SQ201620222610
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】傅胜明
【申请人】嘉善金昌电子有限公司