[发明专利]天线制造

说明书

本发明涉及一种生产天线的方法，主要涉及在高于200MHz的频率下用于圆极化辐射的调谐四线天线的方法。本发明也包括根据本方法生产的天线。

背射四线天线是公知的并且具有从或向轨道卫星发射和接收圆极化信号的特定应用。英国专利申请2292638A公开了一种小型化四线天线，其具有四个以镀在圆柱形瓷芯上的窄导电带的形式的半波长螺旋天线单元。在瓷芯末端表面上连接的辐射单元将螺旋单元与在窄通道轴向穿过瓷芯的同轴馈线连接。螺旋单元成对布置，借助于它们沿曲折路径使一对单元具有比另一对更长的电长度，所有四个单元在导电平衡非平衡套管边缘连接，该边缘形成位于与天线轴垂直的平面内的圆环。英国专利申请2310543A公开了另一种天线，其中平衡非平衡套管具有非平面的边缘，螺旋单元形成分别终结在边缘的尖峰和低谷的简单螺旋形以形成所需要的不同长度单元。

成对单元具有不同电长度的事实导致在天线工作频率上各对电流之间相位不同，并且正是这种相位不同使该天线对具有心形辐射天线图的圆极化辐射敏感，以使该天线适合于接收来自信号源的圆极化信号，该信源在该天线之上即在该天线轴上，或在与轴垂直并穿过该天线的平面上几度位置，或来自这些端点之间立体角内的任何位置。辐射天线图的特征也在于在最大增益方向相反方向上的轴向零点。

上述四线谐振的带宽相对窄，特别是在具有高介电常数芯体的小型化四线天线的情况下，产生了实现足够精密的尺寸公差以能够重复生产具有所需的心形响应和谐振频率天线的制造困难的问题。

按照本发明的第一方面，提供了一种生产在高于200MHz频率上用于圆极化辐射的四线天线的方法，该天线包括位于电介质基体上的多个基本上螺旋型导电辐射线路，其中该方法包括监控天线的至少一个电参数并且从至少一条线路上去除导电材料使受监控的参数接近预定值，由此增加线路的电感并且改善该天线的圆极化辐射天线图。以此方式，有可能在大规模生产中调谐天线而不必借助于在例如电磁场暗室中的单个测试，并且不需要另外人工干预。

该优选方法包括在一个或几个线路上通过激光刻蚀一个缝隙去除该线路上的导电材料，而保持在每个缝隙每侧上的被刻蚀线路的相对边缘完好。本方法尤其适用于基体是具有大于10的相对介电常数的大致圆柱形的陶瓷材料的天线，该线路包括在基体圆柱体表面上的部分和另外在基体基本与圆柱体轴垂直的平面端表面上的部分。在此情况下，从位于平面端表面上的线路部分上去除导电材料，该端表面在优选天线中靠近天线单元的馈电点而且在四线谐振的电压最小位置处。在另一个实施例中，一个缝隙或几个缝隙可以在其它电压最小位置上切割，例如在螺旋单元连接公共连接导线例如环绕芯体的平衡非平衡套管的地方。

监控步骤通常包括将该天线耦合到射频信号源，该信号源设置成在包括工作频率的频带上扫描，并且监控被探针拾取的信号的相对相位和振幅，探针与线路并置在预定的位置，如远离馈电点的线路的端部。优选的，探针与各个线路电容性耦合以避免对该天线单独接地的需要。

在线路上形成的缝隙最好是矩形，每个具有对线路方向横向的预定宽度，该宽度是根据监控步骤的结果自动计算出的。这是一个非线性调节过程，其中由缝隙所增加的线路电感与缝隙区是非线性关系，并尤其是对于矩形缝隙的宽度。执行缝隙尺寸的计算以便使各个线路对中的线路上的电流和/或电压的相位差接近90度，并且调节出现正交的频率以便接近所希望的工作频率。

根据第二个方面，本发明也包括用于在200MHz以上频率的圆极化辐射的四线天线，包括多个位于电介质基体上的大致螺旋形的导电线路，其中至少一个线路具有预定尺寸的切割以增加线路的电感。优选天线具有包括固体电介质材料形成的天线核心的基体，该线路设计以形成内部容积，其主要部分由核心的固体材料占据，其中基体具有弯曲的外表面部分和平面表面部分以支持导电线路，利用每个在此形成的切口，各个线路位于在平面的表面部分之一上。

现在参照附图以举例方式描述本发明，其中：

图1是加装电介质的四线天线的透视立体图；

图2A和2B是按照本发明的图1中的天线在调节之前和之后的的俯视图；

图3是表示图1的天线圆柱体表面上的导体形状的图；

图4是相位和振幅随天线不同点测得的信号频率变化的关系图；

图5是表示用于根据本发明的生产方法中的测试布置的图；

图6是表示图5中可见的探针之一的剖面图。