一种基于四臂螺旋技术的卫星通讯天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于四臂螺旋技术的卫星通讯天线，包括横截面为正多边形的柱形基材器件，所述柱形基材器件表面利用设置有金属天线线路，所述金属天线线路包括四组完全相同并对称旋转分布在轴对称柱形基材器件的侧表面的螺旋臂，所述四组螺旋臂旋转到顶端时通过一短路单元联结。本实用新型专利技术采用多边形棱柱，一方面缩小了四臂螺旋天线的口径和尺寸，保证了天线的工作频率上可靠稳定的圆极化特性，在保证天线性能达标的基础上极大地提高了外观设计的灵活性；另一方面，采用顶部加载短路单元和在低端连接部分设置短路点提高了输入阻抗，改善了由于输入阻抗过小造成的阻抗失配，增加了天线的辐射效率和增益。本实用新型专利技术可广泛应用于各种卫星通讯天线。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及卫星通讯、导航
，尤其涉及一种应用于小型化终端设备的卫星通讯天线。
技术介绍
四臂螺旋式天线：QuadrifilarHelixAntenna，一般由四条按特定规则弯曲的金属线条镶于柱形基材上的一种天线。LDS：Laser-Direct-structuring，激光直接成型技术,利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，在几秒钟的时间内，活化出电路图案。卫星移动通信是利用地球静止轨道卫星或中、低轨道卫星作为中继站，实现区域乃至全球范围的一种通信方式。一般由多颗卫星、地面站和移动终端三部分组成。1976年，世界上第一个卫星移动通信系统Marist诞生，很快它便发展为目前世界上最主要的通信方式之一。与其他通信方式相比，卫星移动通信主要利用卫星作为中继站，所以它的通信覆盖区域是全球性的且通信距离非常远，由于其采用移动通信终端，通信方式更加机动灵活且线路稳定。小型终端设备(如移动终端等手持设备)天线由于其剖面低，便于集成，一般采用陶瓷天线，但陶瓷天线由于带宽窄、增益方向性差以及相位中心不稳定等因素,受限于卫星通讯和高精度导航终端的应用。谐振式四臂螺旋天线具有结构紧凑、高前后比和方向图宽波束等优点而被广泛应用在卫星通信、导航终端。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种有利于减小天线口径尺寸、方便拓展带宽、辐射效率高的卫星通讯天线。本技术所采用的技术方案是：一种基于四臂螺旋技术的卫星通讯天线，包括横截面为正多边形的柱形基材器件，所述柱形基材器件表面利用设置有金属天线线路，所述金属天线线路包括四组完全相同并对称旋转分布在轴对称柱形基材器件的侧表面的螺旋臂，所述四组螺旋臂旋转到顶端时通过一短路单元联结，每组螺旋臂包含主辐射臂、辅助辐射臂和连接条带，所述主辐射臂和辅助辐射臂相平行，并保持特定距离间距，所述主辐射臂和辅助辐射臂在底部通过连接条带相接。优选的，所述柱形基材器件为模塑成型的三维柱体中空塑料器件，所述金属天线线路为在柱形基材器件表面利用激光镭射技术直接在外壳表面上化镀形成的金属天线线路。优选的，所述柱形基材器件的中空部分填充有高介电常数的材料。优选的，所述主辐射臂或辅助辐射臂中间加载有若干组折叠单元。优选的，主辐射臂左侧延伸出寄生枝节，所述主辐射臂下方设置有馈电点，所述寄生枝节下方设置有接地点，所述馈电点和接地点之间形成地馈缝隙。优选的，所述柱形基材器件为横截面为正四边形的柱形基材器件。优选的，还包括馈电板，所述馈电板包括四个接地探针、四个接地端口、四个馈电探针、四个接地端口和信号输入口，所述四个接地端口分别通过四个接地探针与四个接地点电性连接，所述四个馈电端口分别通过四个馈电探针与四个馈电点电性连接，所述四个馈电端口均与信号输入口电性连接。优选的，所述馈电板设置在四边形柱形基材器件内部，所述馈电板外形为正四边形，所述馈电板面积略小于柱形基材器件横截面的面积。优选的，所述信号输入口设置在馈电板中心位置，所述四个接地端口和四个接地端口以馈电板中心旋转对称均匀分布在馈电板边上。本技术的有益效果是：本技术一方面通过采用多边形棱柱，缩小了四臂螺旋天线的口径和尺寸，保证了天线的工作频率上可靠稳定的圆极化特性，在保证天线性能达标的基础上极大地提高了外观设计的灵活性；另一方面，采用顶部加载短路单元和在低端连接部分设置短路点提高了输入阻抗，改善了由于输入阻抗过小造成的阻抗失配，增加了天线的辐射效率和增益。另外，本技术还利用LDS工艺避免了传统四臂螺旋使用FPC易变形导致天线性能下降的风险，进一步消除了由于安装外壳造成天线频偏、方向图变异、增益下降的不良影响；通过在螺旋臂上加载长城线或“n”形折叠单元的小型化设计，降低原有天线高度，使天线在手持终端便于安装。本技术可广泛应用于各种卫星通讯天线。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明：图1是本技术一种实施例天线的立体结构示意图；图2是本技术一种实施例天线的正面结构示意图；图3是本技术一种实施例天线的仰视结构示意图；图4是本技术一种实施例天线在发射频段辐射方向图；图5是本技术一种实施例天线在接收频段辐射方向图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1和图2所示，本实施例包括两部分：天线辐射柱体部分(柱形基材器件)和馈电网络(馈电板205)。1.天线辐射柱体部分柱形基材器件表面利用设置有金属天线线路，所述金属天线线路包括四组完全相同并对称旋转分布在轴对称柱形基材器件的侧表面的螺旋臂，所述四组螺旋臂旋转到顶端时通过一短路单元105联结，每组螺旋臂包含主辐射臂101、辅助辐射臂102和连接条带103，所述主辐射臂101和辅助辐射臂102相平行，并保持特定距离间距，所述主辐射臂101和辅助辐射臂102在底部通过连接条带103相接。本实施例中，所述柱形基材器件为模塑成型的三维柱体中空塑料器件，所述金属天线线路为在柱形基材器件表面利用激光镭射技术直接在外壳表面上化镀形成的金属天线线路。所述柱形基材器件为横截面为正四边形的柱形基材器件。本技术采用天线柱形基材器件为横截面近似正方形中空柱体也可推广为横截面为正多边形的柱体，比起常规四臂螺旋辐射部分大多采用圆柱体，有益于天线尺寸的进一步小型化，外观设计更具有灵活性。本实施例中，柱形基材器件是模塑成型的三维柱体中空塑料器件，在该器件表面利用激光镭射技术直接在外壳表面上化镀形成金属天线线路。中空部分可以填充高介电常数其他材质材料，可以进一步缩小天线的高度又可防止天线因受外力变形，保证性能稳定可靠。所述主辐射臂101或辅助辐射臂102中间加载有若干组折叠单元104。天线具体线路是四组完全相同并对称旋转分布在轴对称柱体的侧表面的螺旋旋臂；在每组螺旋臂向上旋转的中间加载若干折叠单元104；当螺旋臂旋转到顶端时通过短路单元105实现四组螺旋臂的联结。主辐射臂101左侧延伸出寄生枝节106，所述主辐射臂101下方设置有馈电点107，所述寄生枝节106下方设置有接地点108，所述馈电点107和接地点108之间形成地馈缝隙109。如图2所示，每组螺旋臂包含主辐射臂101、辅助辐射臂102、连接条带103和寄生枝节106。主辐射臂101和辅助辐射臂102相平行，并保持特定距离间距，两者在底部通过连接条带103相接。连接条带103下方有馈电点107和接地点108。馈电点107和接地点108之间设置缝隙，以调节天线谐振深度，进一步展宽天线工作带宽。天线辐射柱体的馈电点107和馈电网络的馈电点107通过在平行馈电板205的探针导通；同时，辐射柱体的接地点108和馈电板205的接地点108通过在馈电网络的平行探针(馈电探针202和接地探针204)联通。每组螺旋臂的主辐射臂101与柱体垂直方向夹角为螺旋升角。天线辐射柱体部分馈电端口201输入阻抗为50欧姆。更具体的，柱形基材器件选取PC素材注塑成型，横截面近似正方形的柱体，内部中空，壁厚1mm，柱体尺寸13*13*87mm。经过激光镭雕(LDS)将素材的金属粒子依照天线线路金属活化，在四个侧表面线路活化区域进行四组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于四臂螺旋技术的卫星通讯天线，其特征在于，包括横截面为正多边形的柱形基材器件，所述柱形基材器件表面利用设置有金属天线线路，所述金属天线线路包括四组完全相同并对称旋转分布在轴对称柱形基材器件的侧表面的螺旋臂，所述四组螺旋臂旋转到顶端时通过一短路单元联结，每组螺旋臂包含主辐射臂、辅助辐射臂和连接条带，所述主辐射臂和辅助辐射臂相平行，所述主辐射臂和辅助辐射臂在底部通过连接条带相接。

【技术特征摘要】
1.一种基于四臂螺旋技术的卫星通讯天线，其特征在于，包括横截面为正多边形的柱形基材器件，所述柱形基材器件表面利用设置有金属天线线路，所述金属天线线路包括四组完全相同并对称旋转分布在轴对称柱形基材器件的侧表面的螺旋臂，所述四组螺旋臂旋转到顶端时通过一短路单元联结，每组螺旋臂包含主辐射臂、辅助辐射臂和连接条带，所述主辐射臂和辅助辐射臂相平行，所述主辐射臂和辅助辐射臂在底部通过连接条带相接。2.根据权利要求1所述的一种基于四臂螺旋技术的卫星通讯天线，其特征在于，所述柱形基材器件为模塑成型的三维柱体中空塑料器件，所述金属天线线路为在柱形基材器件表面利用激光镭射技术直接在外壳表面上化镀形成的金属天线线路。3.根据权利要求2所述的一种基于四臂螺旋技术的卫星通讯天线，其特征在于，所述柱形基材器件的中空部分填充有高介电常数的材料。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于四臂螺旋技术的卫星通讯天线，其特征在于，所述主辐射臂或辅助辐射臂中间加载有若干组折叠单元。5.根据权利要求4所述的一种基于四臂螺旋技术的卫星通讯天线，其特征在于，主...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉娜，邓文雄，朱寒生，张雨，
申请(专利权)人：深圳市维力谷无线技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44