[發明專利]一種星載螺旋天線饋電結構及螺旋天線

有效

• 申請號: 202110270660.1
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113067127B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 劉穎;何亞東;張登材;林玉敏;葉君永;郭崢;李鵬;林鑫超
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 曹洋苛

本發明公開了一種星載螺旋天線饋電結構及螺旋天線，該饋電結構包括微帶線、套設于微帶線外的輻射體，所述微帶線包括一個剛性介質基板、設于剛性介質基板兩側的撓性介質基板、連接于剛性介質基板與撓性介質基板之間的粘接層，撓性介質基板能向遠離剛性介質基板的方向彎曲，所述撓性介質基板遠離剛性介質基板的一面設有饋電電路層，所述粘接層的頂部位于所述饋電電路層底部上方。本發明解決了現有技術存在的不能滿足在振動強烈、溫度變化劇烈等惡劣環境中螺旋天線的微帶線與輻射體間的互連饋電結構的高可靠性要求等問題。

技術領域

本發明涉及螺旋天線饋電結構技術領域，具體是一種星載螺旋天線饋電結構及螺旋天線。

背景技術

螺旋天線具有超寬帶、方向圖前后比好、增益恒定及寬角軸比好、體積小、重量輕等顯著優點，目前在航天、雷達及通信技術領域應用越來越廣泛。星載天線通常情況下不具備維修性，這些星載天線的安裝使用環境往往十分惡劣，溫度變化異常劇烈，工作溫度范圍特別寬(-140℃～+100℃)；此外，這些天線還需要承受衛星發射階段的振動沖擊，因此要求這些星載天線具有高可靠性，以適應航天惡劣的溫度環境和力學環境。在螺旋天線的設計中，其饋電結構的設計及實現方式將直接影響和決定整個天線的可靠性。

常見的螺旋天線，包括平面螺旋天線、圓錐螺旋天線，不可避免地會出現饋電微帶線與輻射體間的三維空間呈“L”形的垂直互連饋電結構，針對這種“L”形的空間互連饋電結構，目前常采用以下3種方式來實現饋電連接。

1)微帶線直接穿過輻射體，與輻射體上的水平輻射電路之間直接焊接，形成垂直焊點。該連接方式如圖1所示。這種連接方式，在經歷溫度變化時會出現微帶線上的印制饋電線斷裂的情況，可靠性較低。

2)微帶線兩側焊接平行雙線傳輸線，平行雙線傳輸線穿過輻射體上的通孔后與輻射體進行焊接，形成水平焊點。其連接方式如圖2所示。圖2中，1為平行雙線傳輸線與輻射體之間的水平焊接點，4為平行雙線傳輸線，5為平行雙線傳輸線與微帶線之間的豎直焊接點。這種連接方式的平行雙線傳輸線與輻射器連接較為穩固，但是平行雙線傳輸線與微帶線間也容易產生斷裂，還額外增加了一個焊接點，可靠性也不高。

3)將微帶線與輻射體用螺釘進行壓接固定。這種方式雖然可靠性有了一定程度的提高，但是受到壓接螺釘的影響，天線的電磁性能會下降，如駐波惡化，方向圖變形。此外螺釘壓接固定需要較大的尺寸空間，這種方式不適用于某些小尺寸螺旋天線。

以上3種方式中，垂直微帶線與輻射體上的水平輻射電路之間均為剛性連接固定。由于微帶線介質基板、輻射器基板的熱膨脹系數差異較大，在環境溫度變化劇烈時，微帶線的伸縮會導致焊點脫落或微帶線拉斷的問題，不能滿足星載螺旋天線在惡劣的太空環境中的高可靠性問題。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供了一種星載螺旋天線饋電結構及螺旋天線，解決現有技術存在的不能滿足在振動強烈、溫度變化劇烈等惡劣環境中螺旋天線的微帶線與輻射體間的互連饋電結構的高可靠性要求等問題。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：

一種星載螺旋天線饋電結構，包括微帶線、套設于微帶線外的輻射體，所述微帶線包括一個剛性介質基板、設于剛性介質基板兩側的撓性介質基板、連接于剛性介質基板與撓性介質基板之間的粘接層，撓性介質基板能向遠離剛性介質基板的方向彎曲，所述撓性介質基板遠離剛性介質基板的一面設有饋電電路層，所述粘接層的頂部位于所述饋電電路層底部上方。

剛性介質基板、撓性介質基板、粘接層、饋電電路層共同構成了新型的微帶線結構，具有剛撓結合的特點。其中，剛性介質基板作為微帶線的支撐，撓性介質基板的左右外側均設有饋電電路層，撓性介質基板與剛性介質基板進行粘結固定，但在撓性介質基板的饋電電路層彎折處及以上部分不進行粘接，以便后續進行螺旋天線裝配時將撓性介質基板進行彎折和焊接。