具有双频特性的四臂螺旋天线制造技术

本发明专利技术公开一种具有双频特性的四臂螺旋天线，包括PCB板、圆筒状介质体和设置在PCB板下表面的天线金属地，圆筒状介质体的侧壁螺旋式环绕印制四个单极子辐射臂，每一个单极子辐射臂的末端设置金属铜柱，圆筒状介质体的底部通过四个金属铜柱固定在PCB板上，每一个单极子辐射臂包括第一耦合线、第二耦合线、第一微带线和第二微带线。第一耦合线的连接端连接第一微带线的一端，第一微带线的另一端连接一个金属铜柱；第二耦合线的连接端连接第二微带线的一端，第二微带线的另一端连接第一微带线与第一耦合线的连接处。第一耦合线和第二耦合线为宽度渐变式长条状结构，第一微带线和第二微带线为矩形结构。本发明专利技术所述四臂螺旋天线具有良好的双频特性。

【技术实现步骤摘要】
具有双频特性的四臂螺旋天线
本专利技术涉及卫星通信
，尤其涉及一种具有双频特性的四臂螺旋天线。
技术介绍
未来的卫星导航系统间将会实现兼容运行，实现一定程度的资源共享，并且建立起联合导航体系，进一步提高导航精度。相较于单一的卫星导航系统，同一地区空间内的可见卫星数量增多，所以集成多个卫星导航系统的多系统兼容导航系统可以使定位精度、可靠性、安全性、连续性、效率大幅提高，这使得多系统兼容导航成为未来卫星导航发展的趋势。天线系统作为卫星系统组成中非常重要的一部分，可以实现卫星与地面之间的相互通信，以及地面对卫星的遥控和遥测指令的发送等，因此，天线系统的稳定性及可靠性很大程度上决定了卫星是否能成功执行预定的任务，可以看出天线性能的优劣对导航系统的性能有着巨大的影响。所以卫星天线的设计也成为一个至关重要的研究课题。四臂螺旋天线的研究日益受到关注，特别是应用于多系统兼容卫星导航中的四臂螺旋天线极受热捧。对于现有的四臂螺旋天线实现多频技术，需要使用两个或多个谐振在不同频率的四臂螺旋天线相互叠放或内外组合放置来达到多频的目的。因此，有必要提供一种具有四臂螺旋天线，可以实现天线的双频特性或多频特性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的提供一种具有双频特性的四臂螺旋天线，旨在解决现有的四臂螺旋天线的双频特性不佳的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种具有双频特性的四臂螺旋天线，包括PCB板、圆筒状介质体和天线金属地，所述天线金属地设置在PCB板的下表面，所述圆筒状介质体的侧壁外表面螺旋式环绕印制有四个单极子辐射臂，每一个单极子辐射臂的末端设置有一个金属铜柱，所述圆筒状介质体的底部通过四个金属铜柱固定在PCB板上，每一个单极子辐射臂包括第一耦合线、第二耦合线、第一微带线和第二微带线，其中：所述第一耦合线的连接端连接至第一微带线的一端使第一耦合线与第一微带线形成L形或准L形的形状，所述第一微带线的另一端连接一个所述金属铜柱；所述第二耦合线的连接端连接至第二微带线的一端使第二耦合线与第二微带线形成L形或准L形的形状，所述第二微带线的另一端连接至第一微带线与第一耦合线的连接处；所述第一耦合线和第二耦合线均为宽度渐变式长条状结构的金属铜片，所述第一微带线和第二微带线为矩形结构的金属铜片。优选的，所述第一耦合线的长度为La＝147.8mm，第一耦合线的自由端的宽度Wa＝15mm，第一耦合线的连接端的宽度等于第一微带线的宽度，均为Wc＝10mm。优选的，所述第二耦合线的长度为Lb＝101mm，第二耦合线的自由端的宽度Wb＝15mm，第二耦合线的连接端的宽度等于第二微带线的宽度，均为Wd＝5mm。优选的，所述第一微带线的长度为Lc＝23mm，第一微带线的宽度为Wc＝10mm，第二微带线的长度为Ld＝27.5mm，第二微带线的宽度为Wd＝5mm。优选的，所述构成第一耦合线、第二耦合线、第一微带线和第二微带线的金属铜片的厚度均为35um。优选的，所述圆筒状介质体的圆筒半径为7～10cm。优选的，所述圆筒状介质体的圆筒内填充有塑料泡沫。优选的，所述天线金属地为设置在PCB板下表面的敷铜金属片。优选的，所述PCB板在连接四个金属铜柱的位置处腐蚀有四个圆孔用以馈电，四个金属铜柱通过四个圆孔从PCB板的上表面穿透至PCB板的下表面并没有与所述天线金属地接触。优选的，所述PCB板的相对介电常数，板厚为0.762mm，所述圆筒状介质体采用板材类型为FR4型的介质板制成，相对介电常数2.2，厚度为0.2mm。相较于现有技术，本专利技术所述具有双频特性的四臂螺旋天线采用圆筒状介质体的侧壁表面螺旋式环绕设置四个单极子辐射臂，且采用两根不等长的耦合线作为单极子辐射臂，来实现天线的双频特性，此外，设计者通过改变两根耦合线的长度设计可以使天线同时工作在两个不同的工作频率上。附图说明图1是本专利技术具有双频特性的四臂螺旋天线优选实施例的立体结构示意图；图2是本专利技术具有双频特性的四臂螺旋天线中一个单极子辐射臂的平面结构示意图；图3是本专利技术具有双频特性的四臂螺旋天线中一个单极子辐射臂的平面尺寸示意图；图4是本专利技术具有双频特性的四臂螺旋天线的辐射臂的臂长变化时对应的反射系数第一示意图；图5是本专利技术具有双频特性的四臂螺旋天线的辐射臂的臂长变化时对应的反射系数第二示意图。本专利技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，将在具体实施方式部分一并参照附图做进一步说明。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1所示，图1是本专利技术具有双频特性的四臂螺旋天线优选实施例的立体结构示意图。在本实施例中，所述四臂螺旋天线包括PCB板1、天线金属地10和圆筒状介质体20，所述天线金属地设置在PCB板1的下表面，所述圆筒状介质体20的侧壁外表面设置有四个单极子辐射臂30(图1中仅示出圆筒状介质体20前面两个单极子辐射臂30，后面两个未能示出)。每一个单极子辐射臂30的末端设置有一个金属铜柱40，所述圆筒状介质体20的底部通过四个金属铜柱40固定在PCB板1上。在本实施例中，四个金属铜柱40等距离对称设置在圆筒状介质体20的底部圆周上并固定在PCB板1上。所述天线金属地10为设置在PCB板1下表面的敷铜金属片，PCB板1在连接四个金属铜柱40的位置处腐蚀有四个圆孔41用以馈电，圆孔41的半径大于金属铜柱40的半径，四个金属铜柱40通过四个圆孔41从PCB板1的上表面穿透至PCB板1的下表面，并没有与所述天线金属地10接触。在本实施例中，PCB板1采用具体的板材类型为RO4350B，其中相对介电常数3.48，板厚为0.762mm。所述圆筒状介质体20由柔软轻薄的介质板制成，具体的板材类型为FR4型的介质板，其中相对介电常数2.2，厚度为0.2mm，将介质板弯曲成中空的圆筒状介质体20，所述四个单极子辐射臂30螺旋式环绕印制在圆筒状介质体20的侧壁外表面上。所述圆筒状介质体20的圆筒半径优选为7～10cm，该圆筒状介质体20内填充有塑料泡沫，用来固定和支撑天线，并能改善天线增益。四个金属铜柱40作为四臂螺旋天线的四个输入端口，四个金属铜柱40等距离对称设置在圆筒状介质体20的底部圆周上，每个端口输入的信号幅度相同且相位依次相差90度。由于采用圆筒状介质体20的侧表面设置四个单极子辐射臂30，且采用两根不等长的耦合线作为单极子辐射臂30，因此使天线具有良好的双频特性。参照图2所示，图2是本专利技术具有双频特性的四臂螺旋天线中一个单极子辐射臂的平面结构示意图。在本实施例中，每一个单极子辐射臂30包括第一耦合线31、第二耦合线32、第一微带线33和第二微带线34。其中，第一耦合线31的连接端连接至第一微带线33的一端使第一耦合线31与第一微带线33形成L形或准L形的形状，第二耦合线32的连接端连接至第二微带线34的一端使第二耦合线32与第二微带线34形成L形或准L形的形状，第二微带线34的另一端连接至第一微带线33与第一耦合线31的连接处。本实施例中定义的准L形为整体上近似于L形，例如，第一耦合线31与第一微带线33形成准L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双频特性的四臂螺旋天线，包括PCB板、圆筒状介质体和天线金属地，所述天线金属地设置在PCB板的下表面，其特征在于，所述圆筒状介质体的侧壁外表面螺旋式环绕印制有四个单极子辐射臂，每一个单极子辐射臂的末端设置有一个金属铜柱，所述圆筒状介质体的底部通过四个金属铜柱固定在PCB板上，每一个单极子辐射臂包括第一耦合线、第二耦合线、第一微带线和第二微带线，其中：所述第一耦合线的连接端连接至第一微带线的一端使第一耦合线与第一微带线形成L形或准L形的形状，所述第一微带线的另一端连接一个所述金属铜柱；所述第二耦合线的连接端连接至第二微带线的一端使第二耦合线与第二微带线形成L形或准L形的形状，所述第二微带线的另一端连接至第一微带线与第一耦合线的连接处；所述第一耦合线和第二耦合线均为宽度渐变式长条状结构的金属铜片，所述第一微带线和第二微带线为矩形结构的金属铜片。

【技术特征摘要】
1.一种具有双频特性的四臂螺旋天线，包括PCB板、圆筒状介质体和天线金属地，所述天线金属地设置在PCB板的下表面，其特征在于，所述圆筒状介质体的侧壁外表面螺旋式环绕印制有四个单极子辐射臂，每一个单极子辐射臂的末端设置有一个金属铜柱，所述圆筒状介质体的底部通过四个金属铜柱固定在PCB板上，每一个单极子辐射臂包括第一耦合线、第二耦合线、第一微带线和第二微带线，其中：所述第一耦合线的连接端连接至第一微带线的一端使第一耦合线与第一微带线形成L形或准L形的形状，所述第一微带线的另一端连接一个所述金属铜柱；所述第二耦合线的连接端连接至第二微带线的一端使第二耦合线与第二微带线形成L形或准L形的形状，所述第二微带线的另一端连接至第一微带线与第一耦合线的连接处；所述第一耦合线和第二耦合线均为宽度渐变式长条状结构的金属铜片，所述第一微带线和第二微带线为矩形结构的金属铜片。2.如权利要求1所述的具有双频特性的四臂螺旋天线，其特征在于，所述第一耦合线的长度为La＝147.8mm，第一耦合线的自由端的宽度Wa＝15mm，第一耦合线的连接端的宽度等于第一微带线的宽度，均为Wc＝10mm。3.如权利要求2所述的具有双频特性的四臂螺旋天线，其特征在于，所述第二耦合线的长度为Lb＝101mm，第二耦合线的自由端的宽度Wb＝15mm，第二耦合线的连接端的宽度等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲美君，邓力，李书芳，张贯京，葛新科，高伟明，张红治，
申请(专利权)人：深圳市景程信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44