【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双频段卫星通信圆极化天线,具体地说是一种同时覆盖l波段和s波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线。
技术介绍
1、卫星通信因其覆盖范围广、波束宽、通信容量大、安全系数高且不受地理环境的影响的优势得到了迅速的发展。天线作为发射和接收电磁信号的装置,在终端上发挥着重要作用。随着手持终端多功能的集成,多频点与小型化成为手持天线的发展趋势与进一步的需求。这就要求天线在有限的尺寸内实现辐射高效率和多频点覆盖的设计要求。
2、现有技术中,圆极化天线因其电磁干扰小、电磁隔离度高广泛应用于卫星通信中。且为了满足工作需求,常用螺旋状天线实现。而四臂螺旋天线相较于普通的螺旋天线具有良好的圆极化和广角特性,但是现有技术中的多频四臂螺旋天线具有加工难度大,体积大,刨面高的缺点。
3、基于以上原因,本专利技术设计了一种同时覆盖l波段和s波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线,具有多功能化、结构紧凑的优点,其中天线辐射体可印刷在柔性介质材料上进行加工,馈电结构采用pcb工艺来加工。且天线分为内外两层分别实现不同的波段,有效提高了天线的口径利用效率,从而大幅减小了天线的尺寸。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足,提供一种同时覆盖l波段和s波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线,具有多功能化、结构紧凑的优点,其中天线辐射体可印刷在柔性介质材料上进行加工,馈电结构采用pcb工艺来加工。且天线分为内外两层分别实现不同的波段,有效提高了天线的口径利用效率,从而大幅减小了天线的尺寸
2、为了达到上述目的,本专利技术提供一种同时覆盖l波段和s波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线, 天线包括内外层设置的柔性介质材料、金属辐射臂和馈电层，金属辐射臂包括第一组四臂螺旋辐射臂和第二组四臂螺旋辐射臂，柔性介质材料的外层为第一柔性介质板以及印刷在上的第一组四臂螺旋辐射臂用于激励l波段，柔性介质材料的内层为第二柔性介质板以及印刷在上的第二组四臂螺旋辐射臂用于激励s波段，第一组四臂螺旋辐射臂和第二组四臂螺旋辐射臂按照90度等间距排布，第一柔性介质板及其紧贴设置的第三介质板作为一个整体结构，与第二柔性介质板及其紧贴设置的第四介质板作为一个整体结构，两者用同一轴心且在垂直方向上相差一定高度用以降低耦合。
3、第一组四臂螺旋辐射臂中包括底部相连的第一螺旋天线和第二螺旋天线以及分别对应连接的第一匹配枝节和第二匹配枝节；第二组四臂螺旋辐射臂中包括底部相连的第三螺旋天线和第四螺旋天线以及分别对应连接的第三匹配枝节及第四匹配枝节。
4、第一匹配枝节与馈电层上第三介质板的第一馈电点连接，第二匹配枝节与馈电层上第三介质板的第一接电容点连接改善l波段天线的感性；第三匹配枝节与馈电层上第四介质板的第二馈电点连接，第四匹配枝节与馈电层上第四介质板的第二接电容点连接改善s波段天线的感性。
5、第三介质板上包括移相器一、第一电容、第一ipex接头、第二ipex接头、开关、比较器；第四介质板上包括移相器二、第二电容、第三ipex接头。
6、第一组四臂螺旋辐射臂中的第一螺旋天线、第二螺旋天线、第一匹配枝节、第二匹配枝节都是旋转对称的，第一螺旋天线和第二螺旋天线的宽度相同、等宽螺旋螺旋上升以及螺距相同。
7、第二组四臂螺旋辐射臂中的第三螺旋天线、第四螺旋天线、第三匹配枝节及第四匹配枝节都是旋转对称的，第三螺旋天线和第四螺旋天线的宽度相同、等宽螺旋螺旋上升以及螺距相同。
8、第一螺旋天线和第二螺旋天线根据其频率设定相应的工作频率模式，底部相连，顶端均设置为开路谐振，分别实现l波段的发射和接收频段。
9、第三螺旋天线、第四螺旋天线根据其频率设定相应的工作频率模式，底部相连，顶端均设置为开路谐振，分别实现s波段的发射和接收频段。
10、同现有技术相比,本专利技术具备以下有益效果:
11、内外两层套筒天线分别工作在不同的波段,且每层天线上都有两个辐射臂分别能实现l波段和s波段发射和接收共四个工作频段。
12、天线采用套筒结构且内外两层天线处于同一轴心形成共口径天线,使得结构更为紧凑,使得天线实现小型化,更有利于集成在手持终端上。
13、天线具有独立l波段馈电端口和s波段馈电端口,能够通过开关切换进行独立的工作。
14、内外两层天线处于同一轴心,馈电层所处的高度不一致以及馈电的相对位置有所差别能够降低内外两层天线的耦合。
15、天线采用顺序旋转馈电来改善轴比和圆极化性能,每条辐射臂接匹配电容来改善匹配性能,具有更高的阻抗带宽。
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1.一种同时覆盖L波段和S波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述天线包括内外层设置的柔性介质材料（1）、金属辐射臂（2）和馈电层（3），所述金属辐射臂（2）包括第一组四臂螺旋辐射臂（21）和第二组四臂螺旋辐射臂（22），所述柔性介质材料（1）的外层为第一柔性介质板（11）以及印刷在上的第一组四臂螺旋辐射臂（21）用于激励L波段，所述柔性介质材料（1）的内层为第二柔性介质板（12）以及印刷在上的第二组四臂螺旋辐射臂（22）用于激励S波段，所述第一组四臂螺旋辐射臂（21）和所述第二组四臂螺旋辐射臂（22）按照90度等间距排布，所述第一柔性介质板（11）及其紧贴设置的第三介质板（31）作为一个整体结构，与所述第二柔性介质板（12）及其紧贴设置的第四介质板（32）作为一个整体结构，两者用同一轴心且在垂直方向上相差一定高度用以降低耦合。
2.根据权利要求1所述的同时覆盖L波段和S波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述第一组四臂螺旋辐射臂（21）中包括底部相连的第一螺旋天线（211）和第二螺旋天线（212）以及分别对应连接的第一匹配枝节（213）和第二匹配
3.根据权利要求2所述的同时覆盖L波段和S波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述第一匹配枝节（213）与馈电层（3）上第三介质板（31）的第一馈电点（311）连接，所述第二匹配枝节（214）与馈电层（3）上第三介质板（31）的第一接电容点（312）连接改善L波段天线的感性；所述第三匹配枝节（223）与馈电层（3）上第四介质板（32）的第二馈电点（321）连接，所述第四匹配枝节（224）与馈电层（3）上第四介质板（32）的第二接电容点（322）连接改善S波段天线的感性。
4.根据权利要求3所述的同时覆盖L波段和S波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述第三介质板（31）上包括移相器一（313）、第一电容（314）、第一ipex接头（317）、第二ipex接头（318）、开关（315）、比较器（316）；所述第四介质板（32）上包括移相器二（323）、第二电容（324）、第三ipex接头（325）。
5.根据权利要求2所述的同时覆盖L波段和S波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述第一组四臂螺旋辐射臂（21）中的第一螺旋天线（211）、第二螺旋天线（212）、第一匹配枝节（213）、第二匹配枝节（214）都是旋转对称的，所述第一螺旋天线（211）和第二螺旋天线（212）的宽度相同、等宽螺旋螺旋上升以及螺距相同。
6.根据权利要求2所述的同时覆盖L波段和S波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述第二组四臂螺旋辐射臂（22）中的第三螺旋天线（221）、第四螺旋天线（222）、第三匹配枝节（223）及第四匹配枝节（224）都是旋转对称的，所述第三螺旋天线（221）和第四螺旋天线（222）的宽度相同、等宽螺旋螺旋上升以及螺距相同。
7.根据权利要求2所述的同时覆盖L波段和S波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述第一螺旋天线（211）和第二螺旋天线（212）根据其频率设定相应的工作频率模式，底部相连，顶端均设置为开路谐振，分别实现L波段的发射和接收频段。
8.根据权利要求2所述的同时覆盖L波段和S波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述第三螺旋天线（221）、第四螺旋天线（222）根据其频率设定相应的工作频率模式，底部相连，顶端均设置为开路谐振，分别实现S波段的发射和接收频段。
...【技术特征摘要】
1.一种同时覆盖l波段和s波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述天线包括内外层设置的柔性介质材料（1）、金属辐射臂（2）和馈电层（3），所述金属辐射臂（2）包括第一组四臂螺旋辐射臂（21）和第二组四臂螺旋辐射臂（22），所述柔性介质材料（1）的外层为第一柔性介质板（11）以及印刷在上的第一组四臂螺旋辐射臂（21）用于激励l波段，所述柔性介质材料（1）的内层为第二柔性介质板（12）以及印刷在上的第二组四臂螺旋辐射臂（22）用于激励s波段，所述第一组四臂螺旋辐射臂（21）和所述第二组四臂螺旋辐射臂（22）按照90度等间距排布，所述第一柔性介质板（11）及其紧贴设置的第三介质板（31）作为一个整体结构，与所述第二柔性介质板（12）及其紧贴设置的第四介质板（32）作为一个整体结构，两者用同一轴心且在垂直方向上相差一定高度用以降低耦合。
2.根据权利要求1所述的同时覆盖l波段和s波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述第一组四臂螺旋辐射臂（21）中包括底部相连的第一螺旋天线（211）和第二螺旋天线（212）以及分别对应连接的第一匹配枝节（213）和第二匹配枝节（214）；所述第二组四臂螺旋辐射臂（22）中包括底部相连的第三螺旋天线（221）和第四螺旋天线（222）以及分别对应连接的第三匹配枝节（223）及第四匹配枝节（224）。
3.根据权利要求2所述的同时覆盖l波段和s波段的四频四臂螺旋圆极化套筒天线，其特征在于，所述第一匹配枝节（213）与馈电层（3）上第三介质板（31）的第一馈电点（311）连接，所述第二匹配枝节（214）与馈电层（3）上第三介质板（31）的第一接电容点（312）连接改善l波段天线的感性；所述第三匹配枝节（223）与馈电层（3）上第四介质板（32）的第二馈电点（321）连接，所述第四匹配枝节（224）与馈电层（3）上第...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷杰，
申请(专利权)人：素泰智能科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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