[發明專利]衛星導航精密進近四臂螺旋寬帶陣列天線

在審

• 申請號: 201410679814.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104393424A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 邢兆棟;董建明;張輝;徐良;屈崇祥
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q5/10;H01Q5/20;H01Q5/40;H01Q5/50
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

技術領域

本發明涉及一種四臂螺旋寬帶陣列天線，尤其是一種衛星導航精密進近四臂螺旋寬帶陣列天線，屬于衛星導航航空增強技術領域。

背景技術

衛星導航系統的原理本質是無線電測距。接收機天線是實現無線電信號接收的關鍵部分，其方向圖、工作帶寬和相位穩定度等指標直接決定了接收機整體性能。

陣列天線將多個單天線按一定規律排列組成天線系統，通過調整各天線單元的饋電方式和排列規律，來實現特定的方向圖、極化特性以及帶寬特性需要，具有重要應用前景和意義。

衛星導航成為航空飛行器定位的一種重要技術途徑，可應用于航路飛行和精密進近。為滿足飛行器精密階段的精度和完好性要求，需要引入增強系統，它由多臺參考接收機和完好性處理信息設施組成。為便于完好性監測，參考接收機的天線增益希望具有均勻特性。此外，衛星導航信號弱，易受外界干擾，參考接收機希望具有信號強度改善和干擾抑制功能。

陣列天線可提高參考接收機的抗多徑、抗干擾性能，提高導航定位精度,使衛星導航適用于飛機著陸、著艦等高精度要求的使用場合。但是，目前的參考接收機天線通常采用高精度天線，不具備增益均勻性、信號強度改善和干擾抑制能力。

Lopez，A.R等在GPS?landing?system?reference?antenna，IEEE,Volume:52,ISSE:1,2010,Page:104-113中使用21個陣元形成1路信號，構成的天線方向圖增益均勻，但僅接收GPS的L1、L2和L5頻點，未考慮射頻干擾抑制，且其天線呈“桿”狀，加上天線支撐桿，整體尺寸具有一定高度，安裝時需要考慮機場的限高要求。NAVSYS公司研制了應用于GPS的陣列天線，用于提高信號增益、增強抗干擾能力，但未考慮天線增益均勻性。

目前的技術方案主要是針對GPS系統，不包含其它衛星導航系統；“天線增益均勻性”和“信號強度改善并具備干擾抑制”兩個方面設計未同時具備。

本發明依據四臂螺旋天線特點，設計了多系統多頻點的衛星導航四臂螺旋陣列天線，通過選擇適當的物理尺寸來形成均勻增益的輻射方向圖，以滿足精密進近參考接收機高性能處理需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種衛星導航精密進近四臂螺旋寬帶陣列天線。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種衛星導航精密進近四臂螺旋寬帶陣列天線，由7個結構相同的四臂螺旋疊層天線陣元組成，其中6個四臂螺旋疊層天陣元線均勻分布在圓周上，1個四臂螺旋疊層天線陣元設置在中心；所述四臂螺旋疊層天線陣元由級聯的四臂螺旋疊層天線、饋電網絡和低噪聲放大電路組成；所述四臂螺旋疊層天線包括層疊放置的上層四臂螺旋天線和下層四臂螺旋天線；所述上層四臂螺旋天線和下層四臂螺旋天線分別接收不同頻段的衛星信號。

所述上層四臂螺旋天線和下層四臂螺旋天線均由四根長度一致的螺旋導線，等間距圍中軸繞制而成。所述上層四臂螺旋天線接收1.5G頻段的衛星信號，所述下層四臂螺旋天線接收1.2G頻段的衛星信號。

所述上層四臂螺旋天線的螺旋升角為45°，天線直徑為25mm；所述下層四臂螺旋天線的其螺旋升角為65°，螺旋臂的寬度為2mm，天線直徑為35mm。

所述饋電網絡為電橋饋電網絡。

所述電橋饋電網絡包括電橋芯片N1-N6；所述電橋芯片N1、N3的3腳和4腳分別接上層四臂螺旋天線各螺旋導線的饋電端口；所述電橋芯片N5、N7的3腳和4腳分別接下層四臂螺旋天線各螺旋導線的饋電端口；所述電橋芯片N2的3腳和4腳分別接所述電橋芯片N1和N3的1腳，其1腳作為所述電橋饋電網絡的第一輸出端；所述電橋芯片N6的3腳和4腳分別接所述電橋芯片N5和N7的1腳，其1腳作為所述電橋饋電網絡的第二輸出端。