[实用新型]多馈多臂平面宽带印刷螺旋天线

说明书

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，具体讲是一种多馈多臂平面宽带印刷螺旋天线，可用于全球卫星导航系统GNSS对大地高精度测量。 

背景技术

近几年，卫星导航在国内、外得到了迅速的发展，美国的GPS，已由L1、L2频段扩展到L5频段，我国独立自主的建成了北斗一号，三年前又利用自主知识产权，正在加快步伐建设包括B1，B2和B3频段的BD2的卫星导航系统，到目前为至，已有8颗导航卫星升空。市场上用于大地测量型的许多用户，都需要使用频率既包括GPS的L1/L2和L5频段，我国BD2的B1/B2/B3，还要包括俄罗斯的GLONASS和欧洲的Galileo在内的多模多频高精度天线。该天线不仅要频段宽，而且要有1.5～2mm稳定的相位中心，为了扼制多径干扰造成的测量误差，除要求天线具有低轴比，高前后比，大滚降系数等电参数外，还要具有扼制表面波的能力。为此，已有技术采用二臂或四臂平面Archimedean螺旋天线来实现宽频带，用行波环形漏波微带线实现四馈或多馈来实现低的相位中心。用行波环形漏波微带线虽能实现多馈，但由于馈线末端接电阻，造成天馈系统效率的降低，加上天线背腔无高阻平面，使得表面波传播及边缘绕射，易产生多径干扰降低测量精度。 

针对这一缺陷，已有技术通常用三维圆锥形扼流环地面减小多径干扰造成的测量误差，但这种常用三维圆锥形扼流环地面由于其尺寸过大，重量过重，成本高，而不能满足许多便携式用户希望使用尺寸小、重量轻，成本低的要求。 

实用新型内容

本实用新型的目的针对上述已有技术的不足，提供一种多馈多臂平面宽带印刷螺旋天线，以提高辐射效率和带宽及前后比，实现对多 径干扰的扼制，同时减小体积，降低成本。 

为实现上述目的，本实用新型提出如下两种技术方案： 

技术方案1：本实用新型包括：天线辐射体，馈电网络和背腔，辐射体印制在基板的正面，其中，辐射体采用由四臂有源线螺旋和四臂寄生线螺旋组成的八臂共面Archimedean印刷线螺旋结构，且四臂有源线螺旋天线分别位于0°，90°，180°和270°的位置处，四臂寄生线螺线分别位于45°，135°，225°和315°的位置处，该有源线螺旋通过耦合为寄生线螺旋馈电；基板通过背腔固定在由水平扼流环地面和垂直扼流环地面构成的一体组合高阻平面上。 

所述的水平扼流环地面采用一对水平金属环和两个平面槽底一体结构；垂直扼流环地面采用三个垂直金属环和三个平面槽底一体结构。 

所述的馈电网络由反相二等功分器和一对3db电桥组成，输出幅度相等，差为0°、90°、180°和270°的相位。 

所述的背腔采用深度约为λ/4的圆形背腔，其四周为环形金金属壁，该背腔内安装有馈电网络和微带馈线组，并固定在组合高阻平面的水平扼流环地面的顶部。 

所述的有源线螺旋，通过微带馈线组与馈电网络相连馈电，并通过共面近距离耦合为四臂寄生线螺线馈电，实现八馈。 

技术方案2：本实用新型包括天线辐射体，馈电网络和背腔，辐射体印制在基板的正面，其中，辐射体采用四臂有源线螺旋和八臂寄生线螺旋共面的十二臂Archimedean印刷线螺旋结构，该四臂螺旋有源线螺旋分别位于0°，90°，180°和270°的位置处，该八臂寄生线螺旋分别位于30°，60°，120°，150，°210°，240°，300°，330°的位置处，四臂有源线螺旋为八臂寄生线螺旋耦合馈电；基板通过背腔固定在由水平扼流环地面和垂直扼流环地面构成的一体组合高阻平面上。 

所述的垂直扼流环地面采用三个垂直金属环和三个平面槽底为一体结构；水平扼流环地面采用一对水平金属环和两个平面槽底的一体结构。 

所述的有源线螺旋分别通过微带线组与馈电网络相连馈电，并通过共面近距离耦合为八臂寄生线螺线馈电，实现十二馈。 

本实用新型由于采用有源馈电和共面耦合馈电相结合的技术为带有背腔的八臂平面Archimedean印刷螺旋天线馈电，既提高了天线辐射效率，又展宽了天线阻抗带宽。同时由于采用水平三维扼流环地面和垂直扼流环地面组成的高阻地面，展宽了高阻地面的带宽，提高了天线前后比，实现了对多径干扰的有效扼制，克服了已有三维圆锥形扼流环地面尺寸过大，重量过重，成本高的缺点。 

实测表明：本实用新型的频带为1100-1620MHz。频带内电压驻波比VSWR≤2.0；轴向轴比≤2dB；前后比＞25dB；轴向增益4～6dBic。 

本实用新型的目的，特征及优点，下面结合附图作详细说明。