[发明专利]无巴伦低剖面平面两臂槽螺旋阵列天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种无巴伦低剖面平面两臂槽螺旋阵列天线，该阵列天线可用作多种卫星导 航定位系统中的终端接收天线。

背景技术

卫星导航定位系统在人们的生活中应用越来越广泛，人们对卫星导航定位系统用户终端 的接收天线的研究也越来越多。平面螺旋天线具有超宽的频带，稳定的增益和较低的轴比， 使其在各种超宽带圆极化天线的军事应用和商业领域具有广泛应用。卫星定位系统对天线的 相位中心稳定度提出了较高的要求，要求天线具有均匀稳定的相位相应，平面螺旋天线具有 相位中心稳定度高的特点，人们对它在卫星定位系统中的应用产生了浓厚的兴趣。

平面螺旋天线的基本形式分为等角螺旋天线和阿基米德螺旋天线(参见巴拉尼斯著，钟 顺时等译，天线理论——分析与设计，下册，电子工业出版社，1988，48-54页；钟顺时编著， 微带天线理论与应用，西安电子科技大学出版社，1991，114-115页)。平面螺旋天线为平衡 结构，当用同轴线等非平衡传输线对其馈电时需要加巴伦来平衡电流。专利(带背腔的超宽 带平面螺旋天线，申请号200810202640，公开号CN 101394020A)使用了渐变同轴巴伦，但 这种方法实现难度较大。文献(宋朝晖，邱景辉，张胜辉，刘志惠，一种平面等角螺旋天线 及宽频带巴伦的研究，制导与引信，2003，2(24)：36-39)采用了微带线双面阻抗转换巴伦， 这种巴伦频带非常宽，却不容易集成实现小型化。为了改善平面螺旋天线的轴比，文献(M.W. Nurnberger and J.L.Volakis，“New Termination for Ultrawide-Band Slot Spirals”，IEEE Trans. Antennas Propagat.，vol.50，pp.82-85，January 2002)沿着螺旋臂加载了阻抗负载，但这种方法 会同时减小天线的增益。平面螺旋天线为双向辐射天线，为了达到单向辐射特性，文献(M.W. Nurnberger and J.L.Volakis，“A New Planar Feed for Slot Spiral Antennas”，IEEE Trans.Antennas Propagat.，vol.44，pp.130-131，January 1996)在天线背面添加吸波材料，这样可以显著的提高 天线的驻波比和轴比特性，但却是以牺牲曾以为代价的。文献(HISAMATSU NAKANO， KAZUO NOGAMI，SATOSHI ARAI，HIROAKI MIMAKI and JUNJI YAMAUCHI，“A Spiral Antenna Backed by a Conducting Plane Reflector”，IEEE Trans.Antennas Propagat.，vol.AP-34，pp. 791-796，June 1986)使用增加金属平板来使螺旋天线达到单向辐射，但反射板到螺旋天线的 距离为天线最低工作频率对应的四分之一波长，使天线总体积增大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提出一种新型平面两臂槽螺旋阵列天线， 在满足多种卫星导航定位系统接收天线要求的同时还具有小型化，平面结构，低剖面，加工 简单等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案有：

一种无巴伦低剖面平面两臂槽螺旋阵列天线，包括：环形微带传输线，陶瓷介质板，平 面两臂槽螺旋阵列，吸收电阻，金属化过孔，同轴接头，金属背腔，金属接地板；其特征在 于：在所述陶瓷介质板的正面，所述同轴接头和吸收电阻连接所述环形微带传输线；在所述 陶瓷介质板的背面，有蚀刻所述平面两臂槽螺旋阵列的所述金属接地板和圆形平面的金属背 腔。

所述的微带传输线为一环形微带线，其周长为陶瓷介质中中心工作频率的一个波长。环 形微带传输线的一头接馈电的同轴接头，另一头接一个吸收电阻，通过金属过孔与地相连。

所述的平面槽螺旋阵列由N单元两臂槽螺旋天线单元经旋转排阵而成，N取2-4，螺旋 形式为阿基米德螺旋或者等角螺旋，螺旋臂的旋向应与环形传输线从馈电点到吸收电阻的旋 向相同。N元螺旋阵两臂螺旋之间的夹角应为180/N度。螺旋单元臂内端相连的矩形槽用来 获得从微带传输线处耦合到的能量。并采用一圆弧截断螺旋臂，这样得的螺旋臂在终端形成 一个渐削结构。