一种适用于精密进近参考接收机的宽带天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于精密进近参考接收机的宽带天线，由级联的四臂螺旋叠层天线、馈电网络和低噪声放大电路组成。四臂螺旋叠层天线包括层叠放置的分别接收不同频段的卫星信号的上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线。它实现了可接收GPS的L1和L2C频段、北斗的B1和B2频段、GALILEO的E1和E5频段信号接收，天线增益均匀并具有高相位中心，有利于实现飞行器精密进近所需的多系统、多频点、完好性处理。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于精密进近参考接收机的宽带天线
本技术涉及一种卫星导航增强系统接收机宽带天线，尤其是一种适用于精密进近参考接收机的宽带天线，属于卫星导航航空应用
。
技术介绍
卫星导航成为航空飞行器定位的一种重要技术途径，可应用于航路飞行和精密进近。为满足飞行器精密阶段的精度和完好性要求，需要引入地基增强系统，它由多台参考接收机和完好性处理信息设施组成。 为进一步增强卫星导航系统的可用性、连续性和完好性，多系统多频点的增强系统是发展趋势。其中的参考接收机需要接收处理多个卫星导航系统的多个频点信号。 参考接收机为了监测卫星导航信号强度变化，希望天线增益均匀，通常的卫星导航天线不具备该特点。 Lopez，A.R等在GPS landing system reference antenna, IEEE, Volume: 52, ISSE:1, 2010, Page: 104-113中使用21个阵元形成I路信号，构成的天线方向图增益均匀，但仅接收GPS的L1、L2和L5频点，且其天线呈“杆”状，加上天线支撑杆，整体尺寸具有一定高度，安装时需要考虑机场的限高要求。 目前的技术方案主要是针对GPS系统，不包含其它卫星导航系统。 本技术依据四臂螺旋天线特点，设计了多系统多频点的精密进近参考接收机的宽带有源天线，通过选择适当的物理尺寸来形成均匀增益的辐射方向图，以满足精密进近参考接收机高性能处理需求，且天线尺寸小。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种适用于精密进近参考接收机的宽带有源天线，增益具有均匀特性。 为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是: 一种适用于精密进近参考接收机的宽带有源天线，由级联的四臂螺旋叠层天线、馈电网络和低噪声放大电路组成；所述四臂螺旋叠层天线包括层叠放置的上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线；所述上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线分别接收不同频段的卫星信号。 所述上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线均由四根长度一致的螺旋导线，等间距围中轴绕制而成。所述上层四臂螺旋天线接收1.5G频段的卫星信号，所述下层四臂螺旋天线接收1.2G频段的卫星信号。 所述上层四臂螺旋天线的螺旋升角为45°，天线直径为25mm ;所述下层四臂螺旋天线的其螺旋升角为65°，螺旋臂的宽度为2mm，天线直径为35mm。 所述馈电网络为电桥馈电网络。 所述电桥馈电网络包括电桥芯片N1-N6 ;所述电桥芯片N1、N3的3脚和4脚分别接上层四臂螺旋天线各螺旋导线的馈电端口 ；所述电桥芯片N5、N7的3脚和4脚分别接下层四臂螺旋天线各螺旋导线的馈电端口 ；所述电桥芯片N2的3脚和4脚分别接所述电桥芯片NI和N3的I脚，其I脚作为所述电桥馈电网络的第一输出端；所述电桥芯片N6的3脚和4脚分别接所述电桥芯片N5和N7的I脚，其I脚作为所述电桥馈电网络的第二输出端。 所述低噪声放大电路由低噪声放大器A1-A3、带通滤波器Z1-Z2、合路器N4、电阻R1-R6、电容C1-C4、电感LI组成；所述低噪声放大器Al和A2的输入端分别接所述电桥馈电网络的第一输出端和第二输出端，其输出端分别接所述带通滤波器Zl和Z2的I脚；所述电阻R1-R3首尾相接，电阻Rl和R2间的结点接所述带通滤波器Zl的2脚，电阻Rl和R3间的结点接合路器N4的3脚，电阻R2和R3间的结点接地；所述电阻R4-R6首尾相接，电阻R4和R5间的结点接所述带通滤波器Z2的2脚，电阻R4和R6间的结点接合路器N4的4脚，电阻R5和R6间的结点接地；所述低噪声放大器A3的I脚经电容C3接合路器N4的6脚，其6脚经电感LI接+3.3V电源，其4脚接电容C4 ；电容C4的另一端作为所述低噪声放大电路的输出端。 采用上述技术方案所产生的有益效果在于: 1、本技术采用宽带设计，实现了 GPS的LI和L2C频段、北斗的BI和B2频段、GALILEO的El和E5频段信号的阵列接收，具有宽频带特点，满足了参考接收机的多模多频点需求；每路信号合成I路输出，便于连接使用。 2、本技术的天线增益具有均匀特性，有利于实现飞行器精密进近所需的多系统、多频点、完好性处理。天线具有高稳定性相位中心。 3、本技术天线具有理想半球辐射特性，便于在低仰角处形成较高增益。满足卫星导航航空增强应用中对低仰角卫星的完好性监测需求。 4、本技术的两个频段信号分别放大再滤波，保证了不受到带外干扰信号影响，并具有良好信道选择性。 5、本技术有利于降低设备体积与功耗，便于高精度测量。 【附图说明】 : 图1是本技术四臂螺旋叠层天线阵元的原理框图； 图2是本技术四臂螺旋叠层天线阵元的结构图； 图3是本技术馈电网路和低噪声放大器的电路原理图。 1:上层四臂螺旋天线，2:铜杆，3:下层四臂螺旋天线，4:底座 【具体实施方式】 如图1所示，所述适用于精密进近参考接收机的宽带天线由级联的四臂螺旋叠层天线、馈电网络和低噪声放大电路组成。所述四臂螺旋叠层天线包括层叠放置的上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线；所述上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线分别接收不同频段的卫星信号。 如图2所示，所述上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线均由四根长度一致的螺旋导线，等间距围中轴绕制而成。所述上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线均由四根长度一致的螺旋导线，等间距围中轴绕制而成。所述上层四臂螺旋天线接收1.5G频段的卫星信号，所述下层四臂螺旋天线接收1.2G频段的卫星信号。 为保证精密进近系统参考天线的宽波束、增益均匀特性，将天线的侧向辐射特性作重点设计。螺旋天线谐振频率所对应的波长为由天线直径和螺旋升角决定: λ = Ji d (1+cos a ) /sin α 依据此设计公式，对天线进行优化设计，优化仿真结果为: 上层四臂螺旋天线接收1.5G频段的卫星信号，其螺旋升角为45°，直径为25mm;下层四臂螺旋天线接收1.2G频段的卫星信号，其螺旋升角为65°，螺旋臂的宽度为2mm，直径为35_。 所述馈电网络为电桥馈电网络。 如图3所示，所述电桥馈电网络包括电桥芯片N1-N6 ;所述电桥芯片N1、N3的3脚和4脚分别接上层四臂螺旋天线各螺旋导线的馈电端口 ；所述电桥芯片N5、N7的3脚和4脚分别接下层四臂螺旋天线各螺旋导线的馈电端口 ；所述电桥芯片N2的3脚和4脚分别接所述电桥芯片NI和N3的I脚，其I脚作为所述电桥馈电网络的第一输出端；所述电桥芯片N6的3脚和4脚分别接所述电桥芯片N5和N7的I脚，其I脚作为所述电桥馈电网络的第二输出端。 如图3所示，所述低噪声放大电路由低噪声放大器A1-A3、带通滤波器Z1-Z2、合路器N4、电阻R1-R6、电容C1-C4、电感LI组成；所述低噪声放大器Al和A2的输入端分别接所述电桥馈电网络的第一输出端和第二输出端，其输出端分别接所述带通滤波器Zl和Z2的I脚；所述电阻R1-R3首尾相接，电阻Rl和R2间的结点接所述带通滤波器Zl的2脚，电阻Rl和R3间的结点接合路器N4的3脚，电阻R2和R3间的结点接地；所述电阻R4-R6首尾相接，电阻R4和R5间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星导航多系统多频点的四臂螺旋宽带天线，其特征在于：由级联的四臂螺旋叠层天线、馈电网络和低噪声放大电路组成；所述四臂螺旋叠层天线包括层叠放置的上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线；所述上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线分别接收不同频段的卫星信号。

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航多系统多频点的四臂螺旋宽带天线，其特征在于:由级联的四臂螺旋叠层天线、馈电网络和低噪声放大电路组成；所述四臂螺旋叠层天线包括层叠放置的上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线；所述上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线分别接收不同频段的卫星信号。2.—种根据权利要求1所述的卫星导航多系统多频点的四臂螺旋宽带天线，其特征在于:所述上层四臂螺旋天线和下层四臂螺旋天线均由四根长度一致的螺旋导线，等间距围中轴绕制而成；所述上层四臂螺旋天线接收1.5G频段的卫星信号；所述下层四臂螺旋天线接收1.2G频段的卫星信号。3.—种根据权利要求2所述的卫星导航多系统多频点的四臂螺旋宽带天线，其特征在于:所述上层四臂螺旋天线的螺旋升角为45°，直径为25mm，所述下层四臂螺旋天线的螺旋升角为65°，螺旋臂的宽度为2mm，直径为35mm。4.一种根据权利要求1中任一所述的卫星导航多系统多频点的四臂螺旋宽带天线，其特征在于:所述馈电网络为电桥馈电网络。5.一种根据权利要求4所述的卫星导航多系统多频点的四臂螺旋宽带天线，其特征在于:所述电桥馈电网络包括电桥芯片N1-N6 ;所述电桥芯片N1、N3的3脚和4脚分别接上层四臂螺旋天线各螺旋导线的馈电端口 ；所述电桥芯片N5、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢兆栋，董建明，屈崇祥，张辉，徐良，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：新型
国别省市：河北;13