[发明专利]一种小型化顶部加载双频四臂螺旋天线及其工作方法

说明书

本发明涉及一种小型化顶部加载双频四臂螺旋天线及其工作方法，包括天线罩、螺旋天线主体、馈电网络与有源放大电路、屏蔽腔体、底座及同轴引线；同轴引线的一端与馈电网络及有源放大电路接触连接，另一端用于连接接收组件；馈电网络及有源放大电路与螺旋天线主体连接；天线罩用与底座上下可拆卸连接；屏蔽腔体与馈电网络及有源放大电路板连接；螺旋天线主体包括两组四臂螺旋天线，第一组四臂螺旋天线用于激励低频，第二组四臂螺旋天线用于激励高频；每组四臂螺旋天线分别由4条结构相同的螺旋臂单元按同一方向等间距螺旋组成。本发明的有益效果在于：结构紧凑，在不增加天线体积的同时，拓展工作的频带，提高增益带宽，实现小型化。

技术领域

本发明属于卫星导航天线领域，尤其涉及一种小型化顶部加载双频四臂螺旋天线及其工作方法。

背景技术

在卫星导航定位领域，天线已经被广泛应用于GPS及北斗等卫星通信领域，尤其是微带结构和螺旋结构，已经渗透到卫星定位与通信各个领域。微带天线由于体积大，带宽窄，波束宽度小等缺点无法满足小型化市场。而螺旋天线由于重量轻，体积小，波束宽度大等优势备受关注。

目前，在卫星通信领域广泛使用的是四臂螺旋天线，传统的四臂螺旋天线单频居多，双频普遍采用两个单频螺旋上下叠层或内外嵌套方式。上下叠层方式设计双频天线不但增加天线体积，同时调试难度大，不利于小型化应用。内外嵌套结构双频天线虽然没有增加天线体积，但内外螺旋臂互相影响，造成天线增益较低，带宽窄。

所以，有必要提供一种新的小型化双频四臂螺旋天线技术，在有限空间里，实现小型化及双频段覆盖。同时，降低螺旋臂之间的互耦影响，改善天线增益及低仰角波束宽度。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种小型化顶部加载双频四臂螺旋天线及其工作方法，拓展工作的频带，提高增益带宽，实现小型化。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种小型化顶部加载双频四臂螺旋天线，包括天线罩、螺旋天线主体、馈电网络与有源放大电路、屏蔽腔体、底座及同轴引线；所述同轴引线的一端与馈电网络及有源放大电路接触连接，用于实现四臂螺旋天线的圆极化性能及低噪声信号放大，另一端用于连接接收组件；所述馈电网络及有源放大电路与螺旋天线主体连接，用于对螺旋天线主体进行馈电；所述天线罩用于收纳所述螺旋天线主体，与所述底座上下可拆卸连接；所述屏蔽腔体与馈电网络及有源放大电路板连接，用于屏蔽空间干扰信号，提高抗干扰能力；所述螺旋天线主体包括两组四臂螺旋天线，分别为第一组四臂螺旋天线和第二组四臂螺旋天线，所述第一组四臂螺旋天线用于激励低频，第二组四臂螺旋天线用于激励高频；每组四臂螺旋天线分别由4条结构相同的螺旋臂单元按同一方向等间距螺旋组成。

进一步的，所述螺旋天线主体还包括一介质体，所述每条螺旋臂单元印刷于所述FPC柔性板上，并且贴附于所述介质体表面。

进一步的，所述介质体呈圆柱型，并且采用高频板材或空气填充。

进一步的，所述第一组四臂螺旋天线的4条螺旋臂单元的顶部分别加载有1条平面螺旋臂，所述第一组四臂螺旋天线的4条螺旋臂单元为立体直线型螺旋臂；所述第二组四臂螺旋天线的4条螺旋臂单元为折线型螺旋臂。

进一步的，所述第一组四臂螺旋天线和第二组四臂螺旋天线的4条螺旋臂单元为开路臂或短路臂。

进一步的，所述馈电网络由四相位电桥组合而成，各端口相位差分别为0°、90°、180°和270°。

进一步的，所述馈电网络由三组3dB相位差90°电桥组合而成。

进一步的，所述馈电网络由三组威尔金森功分器组合而成。

进一步的，所述馈电网络由三组T型功分器组合而成。