低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线，包括天线底板和固定于天线底板上的天线主体，天线主体采用空心柱状结构的柱状介质板，天线主体分为天线螺旋臂段和天线功分器段，天线螺旋臂段由印于柱状介质板外表面的4个螺旋臂组成，每个螺旋臂由高频和低频两个天线臂以及位于天线臂下方的合路段构成；螺旋臂的高频和低频两个天线臂的一端均为自由端，另一端延伸至合路段，分别连接合路段前端和后端；天线功分器段包括90

【技术实现步骤摘要】
低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线


[0001]本技术涉及天线
，尤其涉及一种低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线。

技术介绍

[0002]在卫星通信领域，为了减轻来自卫星平台、电离层、对流层和平台环境的多径干扰，以及低仰角的干扰和噪声，一般要求天线具有圆极化特性，并且要求天线方向图在所关心的角域内具有均匀的幅度响应以及在俯仰截止角处幅度急剧衰减。四臂螺旋天线具有良好的轴比特性和半球覆盖的心形方向图，因此被广泛应用于该领域。
[0003]天通一号卫星工作在S波段：发送频段1980MHz
‑
2010MHz；接收频段2170MHz
‑
2200MHz；左旋圆极化。
[0004]目前市场上的四臂螺旋天线，一般使用四相位耦合器芯片（四相位耦合芯片具有一个输入端口和四个不同相位的输出端口 0
°
/90
°
/180
°
/270
°
)和四个臂的延长线在天线底板上连接实现四点馈电的高精度螺旋天线。此方案的缺陷：1）由于四相位耦合器芯片成本太高（单芯片价格在90元以上）导致整机成本过高；2）四相位耦合器芯片及四个臂的延长线占用了底板的布局位置，导致四臂螺旋天线的底板尺寸不能太小，天线尺寸受限。
[0005]此外，目前市场上常用的四臂螺旋天线，臂长一般为四分之一波长，此天线的缺点是带宽窄（2%带宽），增益低，无法满足天通卫星频段带宽和增益的要求。
[0006]根据上述要求，需要设计一款S频段四臂螺旋天线，作为天通卫星终端天线，要求支持较宽频段（1980
‑
2010&2170
‑
2200MHz）、波宽宽（3dB波宽>90
°
）、增益较高（>4dBi
°
）、重量较轻且成本低。

技术实现思路

[0007]本技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线，以实现带宽宽、波宽宽、增益高、重量轻且成本低的有益效果。
[0008]为了解决上述技术问题，本技术实施例提出了一种低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线，包括天线底板和固定于天线底板上的天线主体，天线主体采用空心柱状结构的柱状介质板，天线主体分为天线螺旋臂段和天线功分器段，天线螺旋臂段由印于柱状介质板外表面的4个螺旋臂组成，每个螺旋臂由高频和低频两个天线臂以及位于天线臂下方的合路段构成；螺旋臂的高频和低频两个天线臂的一端均为自由端，另一端延伸至合路段，分别连接合路段前端和后端；天线功分器段包括90
°
相差的四合一威尔金森合路网络，四个螺旋臂分别与天线功分器段上的四个馈电端口相连。
[0009]进一步地，天线功分器段采用双面印刷，四合一威尔金森合路网络印于外表面，背面印有金属接地层。
[0010]进一步地，合路段中间部分和背面的金属接地层连接。
[0011]进一步地，4个螺旋臂的结构完全相同。
[0012]进一步地，柱状介质板为空心圆柱状。
[0013]进一步地，4个螺旋臂在柱状介质板外表面上等距离均匀分布。
[0014]进一步地，所述螺旋臂的臂长采用3/4波长设计。
[0015]本技术的有益效果为：
[0016]1、本技术的90
°
相差的四合一威尔金森合路网络布局在天线主体的PCB表面，四螺旋臂和90
°
相差的四合一威尔金森合路网络印制在同一块PCB上，不需要四相位耦合器芯片，大幅度降低了成本。
[0017]2、本技术的四点馈电的90
°
相差的四合一威尔金森合路网络共形在天线主体上，不需要占用天线底板空间，天线底板尺寸受限小，天线整体直径受限小。
[0018]3、本技术通过共形在天线上的90
°
相差的合路网络的相位设计，可以实现本本技术的左旋圆极化要求。
[0019]4、本技术的臂长采用3/4波长设计，3dB波宽范围可以实现120
‑
170
°
，更好的实现低仰角接受能力和全向接收能力。
[0020]4、本技术的螺旋臂的臂长采用3/4波长设计，通过正确选择螺旋参数，可以同时获得高前后比和良好的圆极化，圆极化性能达到测量型高精度天线的水平。
[0021]5、本技术的螺旋臂的臂长采用3/4波长设计，天线阻抗接近50欧姆，带宽宽，不做任何展宽带宽的方法就可以实现8%的带宽，容易实现通讯频段的要求。
[0022]6、本技术采用的四螺旋臂和90
°
相差的合路网络印制在一块PCB上的设计，根据仿真，低仰角轴比非常好，可以更有效的接收低仰角信号，也可以更好用在测量天线中。
附图说明
[0023]图1是本技术实施例的低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线的立体结构图。
[0024]图2是本技术实施例的低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线的正面透视图。
[0025]图3是本技术实施例的四个螺旋臂的立体结构图。
[0026]图4是本技术实施例的低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线在发送频段2010MHz的左旋圆极化极化3D辐射方向图。
[0027]图5是本技术实施例的低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线在接收频段2170MHz的左旋圆极化极化3D辐射方向图。
[0028]图6是本技术实施例的低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线在发送频段2010MHz的左旋圆极化轴比方向图。
[0029]图7是本技术实施例的低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线在接收频段2170MHz的左旋圆极化轴比方向图。
[0030]附图标号说明
[0031]天线主体10，高频天线臂11，低频天线臂12，合路段13，四合一威尔金森合路网络14，天线底板20。
实施方式
[0032]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结合，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。
[0033]本技术实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0034]另外，在本技术中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0035]请参照图1～图3，本技术实施例的低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线包括天线主体和天线底板。
[0036]天线主体固定于天线底板上，本实施例中为焊接于天线底板上，其包括一柱状介质板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线，包括天线底板和固定于天线底板上的天线主体，其特征在于，天线主体采用空心柱状结构的柱状介质板，天线主体分为天线螺旋臂段和天线功分器段，天线螺旋臂段由印于柱状介质板外表面的4个螺旋臂组成，每个螺旋臂由高频和低频两个天线臂以及位于天线臂下方的合路段构成；螺旋臂的高频和低频两个天线臂的一端均为自由端，另一端延伸至合路段，分别连接合路段前端和后端；天线功分器段包括90
°
相差的四合一威尔金森合路网络，四个螺旋臂分别与天线功分器段上的四个馈电端口相连。2.如权利要求1所述的低成本高增益四臂螺旋天通卫星天线，其特征在于，天线功分器段...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙中亮，王天久，简志宏，占兆昕，
申请(专利权)人：深圳华大北斗科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：