[發明專利]一種低剖面變頻四臂螺旋天線的變頻方法

有效

• 申請號: 201710018072.2
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106711609B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 潘錦;黃鑫;鄒孟;吳祖兵;文述波
• 申請（專利權）人: 成都北斗天線工程技術有限公司;電子科技大學
• 主分類號: H01Q5/10
• 分類號: H01Q5/10;H01Q5/314;H01Q1/36;H01Q1/48
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本發明公開了一種低剖面變頻四臂螺旋天線，包括低剖面變頻結構、螺旋臂輻射結構、金屬地板。所述低剖面變頻結構由介質板及印制其上的鋸齒形金屬條帶組成；鋸齒形金屬條帶沿螺旋臂輻射結構旋繞方向排布。所述鋸齒形金屬條帶上有用于精確調節金屬條帶長度的鋸齒。還公開了基于該四臂螺旋天線的變頻方法，通過依次切割鋸齒形金屬條帶上的鋸齒，實現精確改變天線諧振頻率的作用。本發明結構簡單，調節方便，適用性廣，通過低剖面變頻結構不僅能提高四臂螺旋天線的輻射性能，同時也能改變四臂螺旋天線的諧振頻率，彌補工程誤差、加工工藝、材料參數偏差等造成天線頻率失調的影響。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，特別涉及一種低剖面變頻四臂螺旋天線，還涉及一種針對上述天線的調頻方法。

背景技術

天線是衛星導航系統終端上的關鍵單元，衛星導航系統終端通過天線來接收導航衛星發射的電磁波信號，提供給終端上的射頻前端處理，以此來獲取導航衛星信號和相關的數據信息，因此，天線性能的優劣將會直接影響衛星導航系統終端的正常工作狀態。

導航衛星的固有軌道分布特性，要求地面廣域應用的導航終端具有較寬的天線波束寬度，同時為了減少導航衛星天線與導航終端天線之間的極化損耗，則要求導航終端天線具有良好的圓極化性能。

四臂螺旋天線于1968年被提出之后，由于其在遠區具有圓極化、心形的寬波束輻射場，廣泛的應用于全球衛星導航系統中，相關分析理論以及設計準則日趨完善?，F有用于導航終端的四臂螺旋天線主要是采用印制結構的四臂螺旋天線和金屬絲繞制的四臂螺旋天線，如授權公告號為CN205646139U的中國專利公開了一種全向四臂螺旋天線裝置，包括四臂螺旋輻射單元、反射板和移相饋電網絡，所述的四臂螺旋輻射單元由柔性介質電路板上的四個螺旋輻射臂組成，四個螺旋輻射臂在底部通過一根匹配線相連接，四個螺旋輻射臂的輸入端通過連接探針與底下的移相饋電網絡相連。該全向四臂螺旋天線屬于印制結構的四臂螺旋天線，通過將金屬條帶印制在柔性電路板上實現低剖面，由于是采用印制結構的螺旋臂，該低剖面實現方法不適合由金屬絲繞制的螺旋臂，具有一定的局限性，同時該天線未考慮柔性電路板相對介電常數、厚度以及柔性電路板上電路加工、組裝等誤差會導致天線實際工作頻率偏離設計值的問題。由于實際工程及工藝誤差不可避免，在天線設計的過程中必須將這些因素考慮進去，才能使設計的天線具有工程及工藝可行性以及實際應用價值。授權公告號為CN205583136U的中國專利公開了一種可精準調頻的圓極化微帶天線，包括：微帶介質基片、圓極化微帶貼片、金屬探針接頭、金屬化過孔、饋電網絡介質基片、同軸接頭、饋電網絡和接地金屬；圓極化微帶貼片固定于微帶介質基片上表面，圓極化微帶貼片上下表面都設有接地金屬，上表面的接地金屬與微帶介質基片貼合；饋電網絡位于饋電網絡介質基片內，金屬探針接頭設于微帶介質基片內；能量通過同軸接頭饋給電橋功分器饋電網絡，進而通過金屬探針接頭饋給圓極化微帶貼片，圓極化微帶貼片的4個邊分別延伸出一個調節枝節。該微帶天線通過切割改變調節枝節的面積來對微帶天線進行調頻，但是無法采用相同原理，即通過切割螺旋臂，來對金屬絲繞制的四臂螺旋天線進行變頻調節。目前，針對金屬絲繞制的四臂螺旋天線的低剖面實現以及對應的變頻問題仍然無法得到較好的解決。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提供了一種低剖面變頻四臂螺旋天線及其變頻方法。

本發明采取的技術方案如下：

一種低剖面變頻四臂螺旋天線，包括：低剖面變頻結構，螺旋臂輻射結構，金屬地板；

所述低剖面變頻結構由介質板及印制其上的鋸齒形金屬條帶組成；鋸齒形金屬條帶沿螺旋臂輻射結構旋繞方向排布；

所述鋸齒形金屬條帶上設有用于精確調節金屬條帶長度的長方形鋸齒，鋸齒的形狀結構相同，均勻的分布在金屬條帶上；

所述螺旋臂輻射結構由四條形狀結構相同的螺旋臂組成；所述金屬地板3作為螺旋臂輻射結構的參考地面；所述螺旋臂上端穿過低剖面變頻結構中的介質板與鋸齒形金屬條帶相連。