可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置制造方法及图纸

一种可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置，包括L1天线单元、L2天线单元和同轴线缆，L1天线单元设于L2天线单元上方；L1天线单元包括L1 FPC电路板、L1介质支撑体和L1接地板，L1 FPC电路板绕L1介质支撑体卷成筒状；L2天线单元包括L2 FPC电路板、L2介质环组和L2接地板，L2 FPC电路板绕L2介质环组卷成筒状；L1介质支撑体可在L2 FPC电路板内上下滑动；本发明专利技术具有设计灵活、成本低、结构简单、天线性能优良、应用范围广等特点，通过调节活动介质环在L2 FPC电路板内位置对L2天线单元的工作频率进行微调，适用于需要双频段，但偶尔或经常需要对其中一个固定频段进行调节的使用场合。

Adjustable multi arm dual frequency helical antenna

【技术实现步骤摘要】
可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置
本专利技术属于天线
，具体涉及一种可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置。
技术介绍
天线作为射频通信的前端部件，在通信系统中占有重要地位。针对目前高精度多系统GNSS测量型天线的设计需求，在卫星信号接收性能上，不仅要保证天线具有定位精度高、性能稳定可靠的特点，同时又要充分利用卫星导航多星多频信号资源，为了能够满足兼容多系统多频点GNSS终端设备的应用需求，天线应具备较宽工作带宽、抗干扰能力强、优异的圆极化性能和相位中心稳定度等，并且要求天线系统兼容性更强和结构设计更加紧凑、便携、轻小、兼容性强等特点。尤其是针对目前可穿戴式、手持式、无人机高精度导航定位终端模块与设备配套天线应用需求，对天线的要求不仅要满足高性能、高效率、多姿态稳定接收，而且结构还要满足轻小、灵活、便携等设计需求。现有技术采用介质支撑体介电常数比较高（一般大于5）的基板设计，天线增益低，在高频信号条件下表现不佳；并且，现有天线多是采用在陶瓷或塑料上雕刻（蚀刻）的，误差大，可靠性低；一般天线双频螺旋无源信号，是合路输出，增益低，并且如果进行前置滤波，噪声系数大。因此，可以考虑将柔性电路板应用于高精度多系统测量型天线柔性上。电路板FPC（FlexiblePrintedCircuit）在天线行业用途越来越广泛，由最初的柔性电路，到现在柔性天线。FPC由于其柔性好，方便成形和粘贴，有利于做出不同形状的天线，因此，FPC在天线领域的应用日益广泛。目前的天线单元，例如卫星导航螺旋天线，卫星通信的螺旋天线，均使用FPC技术。为了将天线缠绕成棒状，中间一般采用柱体（介质棒或工程泡沫）或圆管（塑料管），这种结构虽然可以很好支撑，但是由于其制造公差和材料一致性难以保证，容易造成天线产品工作频率偏差，进而影响产品的一致性，并且，这种天线体积大，相应重量大，对于重量要求严格的特殊应用场合并不适用。另外，天线的工作频率一经加工完成后便难以调节，在天线的工作频率在使用中出现偏离等情况时无法及时进行微调。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供一种采用活动层叠的结构，L1和L2信号单独输出，L2天线单元工作频率可微调，方便信号处理的多臂双频螺旋天线装置。本专利技术的另一个目的是提供一种适合于无人机等应用场景，体积小、重量轻的层叠天线。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置，包括：L1天线单元、L2天线单元和同轴线缆，L1天线单元设于L2天线单元上方；所述L1天线单元包括L1FPC电路板、L1介质支撑体和L1接地板，所述L1FPC电路板绕L1介质支撑体卷成筒状，L1介质支撑体对L1FPC电路板起到支撑和定型作用；所述L2天线单元包括L2FPC电路板、L2介质环组和L2接地板，所述L2FPC电路板绕L2介质环组卷成筒状，所述L2介质环组对L2FPC电路板起到支撑和定型作用；所述L1介质支撑体可在筒状的L2FPC电路板内上下滑动。优选的是，所述L1FPC电路板固定于L1接地板底部，L2FPC电路板固定于L2接地板顶部；所述L1介质支撑体为空心的硬质支撑体，同轴线缆从L1介质支撑体和L2介质环组中部穿过，将L1接地板和L2接地板连接。优选的是，所述L2介质环组包括外径相同的一个活动介质环和至少一个固定介质环，固定介质环与筒状的L2FPC电路板内壁固定连接，活动介质环可沿筒状的L2FPC电路板内壁上下滑动；L1介质支撑体的直径与介质环组的内径相适应，L1介质支撑体底部与活动介质环固定连接，使L1介质支撑体能带动活动介质环沿固定介质环上下滑动对L2FPC电路板的天线频率进行调节。优选的是，所述所述L1介质支撑体的高度大于筒状的L1FPC电路板高度，L1介质支撑体板上部与L1接地板连接固定，L1介质支撑体下部露出于筒状的L1FPC电路板，形成露出部。优选的是，所述L1介质支撑体在筒状的L2FPC电路板内上下滑动的范围受限于露出部的长度，活动介质环和距离最近的固定介质环之间距离不小于露出部长度。优选的是，所述L1天线单元合成或接收L1信号，L2天线单元合成或接收L2信号；所述L1信号通过同轴线缆传至L2接地板；L1信号和L2信号分别经过处理后合路输出。优选的是，所述L1FPC电路板和L2FPC电路板上分别设有多臂螺旋辐射体，所述多臂螺旋辐射体为八臂辐射臂结构，八臂辐射臂结构包括对称的四个长臂和四个短臂。优选的是，所述L1接地板和L2接地板为多层线路板，用于对信号进行包括滤波、放大在内的处理。优选的是，所述L1接地板和L2接地板上分别集成有馈电装置，L1接地板对L1FPC电路板进行馈电，L2接地板对L2FPC电路板进行馈电。优选的是，还包括设于L1接地板顶部中心处或L2接地板底部中心处的固定装置，固定装置用于安装固定在其他器材上。本专利技术的可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置，至少具有以下优点：1.具有设计灵活、结构简单、天线性能优良、应用广泛等特点，其合理的物理结构和优良的天线性能不仅是提高系统性能的保证，也有利于节约成本，通过调节活动介质环在L2FPC电路板内的位置，来对L2天线单元的工作频率进行微调，适用于需要双频段，但偶尔或经常需要对其中一个固定频段进行调节的使用场合。2.采用层叠的结构，L1和L2信号单独输出，方便信号处理。能够实现同时接收GNSS（全球卫星导航系统）L2（1164MHz~1300MHz）和L1(1521MHz~1616MHz)双频卫星信号，其中底层可以接收L2信号，顶层可以接收L1信号，通道独立，可以方便进行信号处理。3.八臂螺旋天线的辐射体采用四个长臂和四个短臂对称性设计，天线圆极化性能好；两个八臂螺旋天线层叠实现双频工作，可以接收GPS的L1、L2和L5、北斗的B1、B2和B3、GLONASS的G1和G2等多个频点的卫星信号。4.天线的固定方式采用新的制作方法，提高了天线性能，尤其适用于增益、抗干扰能力要求高的设备上。5.八臂螺旋辐射体以柔性的FPC电路板为载体，采用卷绕的方式固定在介质支撑体上，加工精度高，一致性好，通过向左或向右可以方便的形成不同的极化模式，可接收不同极化模式的卫星信号。6.L1介质支撑体采用中空或管状的硬质支撑体，L2介质环组采用重力更轻的介质环，可大幅度减轻天线重量；天线结构轻小，方向图表现好，兼顾层叠微带天线和螺旋天线两种类型的优势，尤其适用于便携式设备或对重量要求苛刻的设备（如无人机等）。7.可更好发挥FPC天线性能，生产时方便调谐天线工作频率，可通过选择不同材料、不同高度、不同内径、不同介电常数的的介质环来设置在不同的位置，对天线的工作频率进行微调，产品一致性更好。附图说明图1为一种可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置的结构示意图。图2为图1中多臂螺旋辐射体的立体结构示意图。图3、4为图1中固定装置的立体结构示意图。图5为L1、L2信号合路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置，其特征在于，包括：L1天线单元、L2天线单元和同轴线缆，L1天线单元设于L2天线单元上方；/n所述L1天线单元包括L1 FPC电路板、L1介质支撑体和L1接地板，所述L1 FPC电路板绕L1介质支撑体卷成筒状，L1介质支撑体对L1 FPC电路板起到支撑和定型作用；/n所述L2天线单元包括L2 FPC电路板、L2介质环组和L2接地板，所述L2 FPC电路板绕L2介质环组卷成筒状，所述L2介质环组对L2 FPC电路板起到支撑和定型作用；/n所述L1介质支撑体可在筒状的L2 FPC电路板内上下滑动。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置，其特征在于，包括：L1天线单元、L2天线单元和同轴线缆，L1天线单元设于L2天线单元上方；
所述L1天线单元包括L1FPC电路板、L1介质支撑体和L1接地板，所述L1FPC电路板绕L1介质支撑体卷成筒状，L1介质支撑体对L1FPC电路板起到支撑和定型作用；
所述L2天线单元包括L2FPC电路板、L2介质环组和L2接地板，所述L2FPC电路板绕L2介质环组卷成筒状，所述L2介质环组对L2FPC电路板起到支撑和定型作用；
所述L1介质支撑体可在筒状的L2FPC电路板内上下滑动。


2.如权利要求1所述的可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置，其特征在于，所述L1FPC电路板固定于L1接地板底部，L2FPC电路板固定于L2接地板顶部；所述L1介质支撑体为空心的硬质支撑体，同轴线缆从L1介质支撑体和L2介质环组中部穿过，将L1接地板和L2接地板连接。


3.如权利要求2所述的可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置，其特征在于，所述L2介质环组包括外径相同的一个活动介质环和至少一个固定介质环，固定介质环与筒状的L2FPC电路板内壁固定连接，活动介质环可沿筒状的L2FPC电路板内壁上下滑动；L1介质支撑体的直径与介质环组的内径相适应，L1介质支撑体底部与活动介质环固定连接，使L1介质支撑体能带动活动介质环沿固定介质环上下滑动对L2FPC电路板的天线频率进行调节。


4.如权利要求3所述的可调节的层叠式多臂双频螺旋天线装置，其特征在于，所述所述L1介质支撑体的高度大于筒状的L1FPC电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：施静，李庚禄，华娟，刘兆，吴艳杰，李铎，张慧龙，
申请(专利权)人：江苏三和欣创通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32