双频段8螺旋线螺旋天线制造技术

一种双频段８螺纹线螺旋天线，其特征在于，该天线包括：对第一频率匹配且设置在支承基片的辐射体部分的第一组４个螺旋辐射体；对第一频率匹配且设置在所述支承基片的所述辐射体部分，并与所述第一组辐射体相互交错的第二组４个螺旋辐射体；形成在所述支承基片的馈电网络部分，提供０°、９０°、１８０°及２７０°信号给所述第一和第二辐射体组中的至少一组的至少一个馈电网络。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
双频段8螺旋线螺旋天线本申请涉及1995年8月6日提出的代理人文件号QCPA206和QCPA207等两项申请，其题名分别为“螺旋天线的180°功率分配器”和“4螺旋线螺旋天线和馈电网络”，均同属本案申请人。将其揭示内容援引于此，供以下各处参考。
本专利技术一般涉及螺旋天线，尤其涉及具有两组交错4辐射体的双频段螺旋天线。本专利技术还涉及辐射体单元的无源激活和单信号输入馈电结构。
技术介绍
当代已开发出许多通信和导航产品，借助地球轨道卫星提供所需通信和导航信号。此类产品的例子有卫星导航系统、卫星跟踪和定位系统，以及依靠卫星在地球站上之间转发通信信号的通信系统。这些卫星可组成各种已知卫星星座的一部分，并以各种轨道高度运转，如低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)，或者说，在地球同步轨道上运转。电子技术在封装、功耗、小型化和生产方面的进步，其结果一般已能以对商业用户和个体消费者有吸引力的价格，利用便携封装的上述产品。然而，其中需要进一步开发的领域是用来与卫星通信的天线。适当频率范围合用的天线一般会大于便携设备配用的所需天线。往往采用微带技术实现这些天线。然而，该类天线中，馈电网络常会大于要求的尺寸，或呈现特性不符合要求。此外，在不同频率进行收、发信的应用场合，双频段天线仅在小于所需形状时可用。可设置双频段天线的一种方法是端对端堆叠2组单频段4螺旋线螺旋天线，从而形成一个同轴圆柱体。然而，这种解决办法的缺点是该天线长于便携或手持所要求的尺寸。另一种提供双频段性能的技术是利用分别调谐在一个频率上的2副单频段天线。然而，对手持机来说，这2副天线必须位置相互贴近。不幸的是，手持机上相互贴近的2副天线造成该机庞大不美，不符合需要。同时，用卫星转发器传送信号时，通信信号圆极化，或通过与大气交互作用变成圆极化，因而需要圆极化性能良好的天线。-->因此，需要的是一种工作于2个频率，且封装小到足以适合便携和/或手持应用的天线。还希望天线的馈电结构减小成一个输入连接多种用途。
技术实现思路
本专利技术提出一种双频段8螺旋线螺旋天线。在一较佳实施例中，将天线辐射体蚀刻在微带基片的辐射体部分，馈电网络在蚀刻在该基体上。对发射操作，馈电网络接纳输入信号，并进行需要的功率分配和相位控制(或调整)，提供天线辐射体馈电所需的信号相位。对接收操作，馈电网络接纳并组合辐射体接收的信号。这里对馈电网讲述的是提供具有适当相对相位的信号，以对辐射体提供发送信号。应理解为这些网络也进行接收。在一较佳实施例中，此双频段天线具有4个谐振(匹配)于第一频率的辐射体，该组辐射体又与第二组谐振于和第一频率不同的第二频率的4个辐射体交错。对卫星通信有效的一组频率用例如为一频率为另一频率的1.5倍。辐射体组长度不同，以工作于不同频率，而且上端附近间距可变，以配制天线辐射圆。这点尤其适用于两组中较长的一组超越另一组的部分。即，两组辐射体在位置相互贴近部分间距相同，而较长的一组在伸越较短的一组的部分可有不同间距。这两组交错的辐射体提供形式上紧凑的双频段操作。一组辐射体有源驱动，另一组可无源驱动，也可有源驱动。各种4个有源辐射体直接连接馈电网络提供的0°、90°、180°和270°信号。采用无源辐射体时，不直接连至馈电网络，但由其邻近有源辐射体耦合信号。在本专利技术的其它方面中，两组辐射体及其相应馈电网络同装在一块支承基片的一面，或一组分装在该基片的另一面，然后形成圆柱状。后一步骤使有些结构中，可简化辐射体间连接的短路件的制作。在基片上馈电网络的反面适当形成平面接地层。另外，也可将辐射体及其相关馈电网络装在分立支承基片(衬层)的表面，再将这些基片夹在馈电网络所用接地层的两面。还揭示用于提供馈电线和天线元间接口的各种馈电网络。根据此处所述的馈电网络，可用三元件进行各种组合，以提供驱动天线用的0°、90°、180°、270°信号。其中一元件为分支线耦合器，另一元件为功率分配器。分支线耦合器接纳一输入信号，并将该信号分成振幅实际相同、相位相差90°的两个输出信号。180°功率分配器接纳一输入信号，并将该信号分成振幅实际相等、相位相差180°的两个输出信号。该分配器还用递变接地面的结构，使输入信号从不平衡变为平衡。-->为了在分开的频率对两组辐射体提供馈电信号或接收信号，做成两节的宽带分支线耦合器，并做得使反射能量对两个预选工作频率等于或接似于零。下面参照附图进一步详细本专利技术的实施例、特征、优点，以及各实施例的结构的操作。附图概述参照附图阐述本专利技术。图中，相同标号表示相同或功能一样的组成部分。此外，标号中最左一位数字表明首次出现该号的附图。要注意附图未必按比例画，尤其在说明天线辐射部分时。图1示出微带4螺旋线螺旋天线。图2示出无限平衡变换馈电微带4螺旋线螺旋天线的蚀刻基片下表面。图3示出无限平衡变换馈电微带4螺旋线螺旋开线的蚀刻基片上表面。图4示出无限平衡变换馈电微带4螺旋线螺旋天线蚀刻基片的立体图。图5(a)示出天线辐射体的接头。图5(b)示出一实施例的馈线对辐射体的连接。图5(c)示出另一实施例的馈线对辐射体的连接。图6(a)示出另一实施例的微带4螺旋线螺旋天线蚀刻基片下表面。图6(b)示出另一实施例的微带4螺旋线螺旋天线蚀刻基片上表面。图7示出呈现窄带频响特性的单节分支线耦合器。图8示出图7中单节分支线耦合器的频响。图9示出呈现宽带/双频段频响特性的双节分支线耦合器。图10示出图9中双节分支线耦合器的频响。图11示出本专利技术一实施例的包含1个180°功率分配器和2个分支线耦合器的窄带馈电网络。图12示出本专利技术一实施例的包含2个180°功率分配器和1个分支线耦合器的窄带馈电网络。图13(a)示出具有双频段馈电网络的微带双频段8螺旋线螺旋天线的基本上表面。图13(b)示出图13(a)基片的剖面图。图14示出具有双频段馈电网络和阻抗变换器的微带双频段8螺旋线螺旋天线的基片上表面。-->图15示出本专利技术一实施例8螺旋线天线的辐射元阻抗与频率的关系曲线。图16示出在一组辐射体采用可变间距的双频段8螺旋线天线实施例。图17示出图16天线低频辐射图。图18示出图16天线高频辐射图。图19(a)按照无限平衡变换馈电实施例，示出具有双频段馈电网络和阻抗变换器的微带双频段8螺旋线天线的基片上表面。图19(b)示出图19(a)中基片的下表面。图20示出说明辐射体变换器部分的连接的无限平衡变换馈电实施例侧视图。图21示出实现包含2个180°功率分配器和1个单切分支线耦合器的馈电网络的例子。图22示出采用图21所示馈电网络的4螺旋线螺旋天线的布局例。图23示出本专利技术一实施例的双馈电双频段8螺旋线螺旋天线。图24(a)、24(b)和24(c)分别示出在一支承基片正、反面实现图23中8螺旋线天线的结构的俯视图、剖面图和仰视图。图25(a)、25(b)和25(c)分别示出在多层支承基片实现图23中8螺旋线天线的结构的俯视图、剖面图和仰视图。本专利技术的实施方式1.专利技术综述本专利技术针对一种双频段8螺旋线螺旋天线和双频段螺旋天线用的馈电网络。按照此说明揭示的双频段天线，微带基片包含两部分，第一部分具有天线辐射体，第二部分具有天线馈电网络。将微带基片卷成圆柱状，从而辐射体围一中心轴螺旋状卷绕。馈电网络包含新颖性独特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频段8螺纹线螺旋天线，其特征在于，该天线包括：对第一频率匹配且设置在支承基片的辐射体部分的第一组4个螺旋辐射体；对第一频率匹配且设置在所述支承基片的所述辐射体部分，并与所述第一组辐射体相互交错的第二组4个螺旋辐射体；形成在所述支承基片的馈电网络部分，提供0°、90°、180°及270°信号给所述第一和第二辐射体组中的至少一组的至少一个馈电网络。2.如权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述支承基片为微带基片。3.如权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述第一和第二辐射体包含有源和无源驱动辐射体，所述有源辐射体由至少一个所述馈电网络驱动。4.如权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述天线为双馈电天线，所述第一和第二辐射体组均分别由至少一个馈电网络有源驱动。5.如权利要求4所述的双频段天线，其特征在于，所述第一和第二辐射体组位于所述支承基片的正、反面，并带有其相关馈电网络。6.如权利要求4所述的双频段天线，其特征在于，所述第一组辐射体位于具有第二表面的第一支承基片层的相反面第一平行表面上，所述第二组辐射体位于具有第二表面的第二支承基片层的相反面第一平行表面上，所述第一和第二支承基片层沿各自的第二表面接合成单一支承基片结构，且所述第一和第二组辐射体留在该结构的外表面，并将一大小预定的接地面沿与所述第一表面平行且位于其反面的所述第二平面，设置在所述第一和第二基片层之间。7.如权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述第一和第二组辐射体中，有一组较长，并在其长度超越另一组的部分，螺旋状体采用可变间距。8.如权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，各馈电网络包含：具有接收输入信号的输入臂、提供第一输出信号的第一输出臂和提供第二输出信号的第二输出臂的分支线耦合器，其中所述第一和第二输出信号相差90°；连接所述分支线耦合器的所述第一输出臂，以接收所述第一输出信号，并输出第三和第四输出信号的第一功率分配器，其中所述第三和第四输出信号相差180°；连接所述分支线耦合器所述第二输出臂，以接收所述第二输出信号，并输出第五和第六输出信号的第二功率分配器，其中所述第五和第六输出信号相差180°。9.如权利要求8所述的双频段天线，其特征在于，所述第一和第二功率分配器分别包含：基片；设置在所述基片的第一表面的第一传导路径；设置在所述基片的第二表面，以形成接地面的接在部分，该接地面从较大的宽度渐变为位于所述第二表面，并实际与所述第一传导路径对齐，而且宽度实际等于所述第一传导路径的宽度的第二传导路径。10.如权利要求8所述的双频段天线，其特征在于，所述分支线耦合器是单-->节分支线耦合器。11.如权利要求8所述的双频段天线，其特征在于，所述分支线耦合器是双节分支线耦合器。12.如权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，各馈电网络分别包含：从一输入信号提供相差180°的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·阿里·塔索德杰，詹姆斯·H·汤普森，伦道夫·E·斯坦德克，
申请(专利权)人：夸尔柯姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：