[发明专利]一种星载螺旋天线馈电结构及螺旋天线

说明书

本发明公开了一种星载螺旋天线馈电结构及螺旋天线，该馈电结构包括微带线、套设于微带线外的辐射体，所述微带线包括一个刚性介质基板、设于刚性介质基板两侧的挠性介质基板、连接于刚性介质基板与挠性介质基板之间的粘接层，挠性介质基板能向远离刚性介质基板的方向弯曲，所述挠性介质基板远离刚性介质基板的一面设有馈电电路层，所述粘接层的顶部位于所述馈电电路层底部上方。本发明解决了现有技术存在的不能满足在振动强烈、温度变化剧烈等恶劣环境中螺旋天线的微带线与辐射体间的互连馈电结构的高可靠性要求等问题。

技术领域

本发明涉及螺旋天线馈电结构技术领域，具体是一种星载螺旋天线馈电结构及螺旋天线。

背景技术

螺旋天线具有超宽带、方向图前后比好、增益恒定及宽角轴比好、体积小、重量轻等显著优点，目前在航天、雷达及通信技术领域应用越来越广泛。星载天线通常情况下不具备维修性，这些星载天线的安装使用环境往往十分恶劣，温度变化异常剧烈，工作温度范围特别宽(-140℃～+100℃)；此外，这些天线还需要承受卫星发射阶段的振动冲击，因此要求这些星载天线具有高可靠性，以适应航天恶劣的温度环境和力学环境。在螺旋天线的设计中，其馈电结构的设计及实现方式将直接影响和决定整个天线的可靠性。

常见的螺旋天线，包括平面螺旋天线、圆锥螺旋天线，不可避免地会出现馈电微带线与辐射体间的三维空间呈“L”形的垂直互连馈电结构，针对这种“L”形的空间互连馈电结构，目前常采用以下3种方式来实现馈电连接。

1)微带线直接穿过辐射体，与辐射体上的水平辐射电路之间直接焊接，形成垂直焊点。该连接方式如图1所示。这种连接方式，在经历温度变化时会出现微带线上的印制馈电线断裂的情况，可靠性较低。

2)微带线两侧焊接平行双线传输线，平行双线传输线穿过辐射体上的通孔后与辐射体进行焊接，形成水平焊点。其连接方式如图2所示。图2中，1为平行双线传输线与辐射体之间的水平焊接点，4为平行双线传输线，5为平行双线传输线与微带线之间的竖直焊接点。这种连接方式的平行双线传输线与辐射器连接较为稳固，但是平行双线传输线与微带线间也容易产生断裂，还额外增加了一个焊接点，可靠性也不高。

3)将微带线与辐射体用螺钉进行压接固定。这种方式虽然可靠性有了一定程度的提高，但是受到压接螺钉的影响，天线的电磁性能会下降，如驻波恶化，方向图变形。此外螺钉压接固定需要较大的尺寸空间，这种方式不适用于某些小尺寸螺旋天线。

以上3种方式中，垂直微带线与辐射体上的水平辐射电路之间均为刚性连接固定。由于微带线介质基板、辐射器基板的热膨胀系数差异较大，在环境温度变化剧烈时，微带线的伸缩会导致焊点脱落或微带线拉断的问题，不能满足星载螺旋天线在恶劣的太空环境中的高可靠性问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种星载螺旋天线馈电结构及螺旋天线，解决现有技术存在的不能满足在振动强烈、温度变化剧烈等恶劣环境中螺旋天线的微带线与辐射体间的互连馈电结构的高可靠性要求等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种星载螺旋天线馈电结构，包括微带线、套设于微带线外的辐射体，所述微带线包括一个刚性介质基板、设于刚性介质基板两侧的挠性介质基板、连接于刚性介质基板与挠性介质基板之间的粘接层，挠性介质基板能向远离刚性介质基板的方向弯曲，所述挠性介质基板远离刚性介质基板的一面设有馈电电路层，所述粘接层的顶部位于所述馈电电路层底部上方。

刚性介质基板、挠性介质基板、粘接层、馈电电路层共同构成了新型的微带线结构，具有刚挠结合的特点。其中，刚性介质基板作为微带线的支撑，挠性介质基板的左右外侧均设有馈电电路层，挠性介质基板与刚性介质基板进行粘结固定，但在挠性介质基板的馈电电路层弯折处及以上部分不进行粘接，以便后续进行螺旋天线装配时将挠性介质基板进行弯折和焊接。