[发明专利]一种四臂螺旋天线及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种四臂螺旋天线及其制作方法。

背景技术

四臂螺旋天线非常适合在卫星移动通信的应用。因为它具有：良好的马鞍形方向图，良好的低仰角特性，良好的前后比，良好的广角圆极化特性，良好的宽波束特性。

用于卫星通信的四臂螺旋天线，制作方法也比较多。在成熟的产品中，一种使用广泛的方法是：圆柱形介质做支柱；四条铜箔旋转贴敷在介质圆柱的表面，以此形成天线的四臂。即使在某些专利中，也能体现这种思路。在专利CN201120363078.1，专利CN200920238340.2，专利CN200920238229.3，专利CN200910193566.X，专利CN200910193536.9，专利CN200780043325.6和专利CN200680034805.1中，就是以此模型为四臂螺旋天线的基础，再辅以不同天线的馈电网络。在专利CN201110073345.6中，是以同轴电缆为产品基础进行天线改造，同轴的外皮被切割形成螺旋四臂，同轴电缆的介质兼传导电波和支撑四臂作用。在专利CN200810040716.9中，讲述了在介质支柱上，如何用刻蚀的方法，集成制造出螺旋四臂和馈电巴伦。

在目前四臂螺旋天线制作中，普遍存在介质支撑物。没有介质支撑物，螺旋四臂将没有固定的依托。

使用介质支撑物，同时使得四臂螺旋天线的性能受到影响。首先，天线电波，将不会在单一的空气媒介里传输；而是在介质和空气两种媒介里传输。在这两种媒介里传输的电波，存在相互耦合，使得电波传输的近场模式多样化。最终，影响天线的远场辐射性能。其次，介质本身就存在一定的介质损耗。天线电波在其中传输会损耗一定的能量，从而降低天线的辐射效率。

目前普遍方法制作的四臂螺旋天线，也存在长期可靠性的隐患。主要表现在：长期受高温，潮湿环境的影响，螺旋四臂从介质支撑物表面，渐渐剥离和裂开。从而对天线的性能产生本质性的改变。

发明内容

为克服上述问题，本发明提出一种四臂螺旋天线，包括四条金属螺旋臂，四条金属螺旋臂的螺旋参数相同，四条金属螺旋臂空心并束，沿圆周均匀分布，其上嵌套紧固小环。

其中，螺旋参数包括螺旋高度、螺距和螺旋直径。

进一步的，紧固小环上有至少一组通孔，每组的4个通孔均匀分布，所述四条金属螺旋臂分别从一组的4个通孔中穿过；紧固小环为环形印刷电路板，通孔经金属化处理，各通孔相互绝缘，四条金属螺旋臂与其穿过的通孔做焊接处理；紧固小环可沿四臂上下滑动调节位置。

紧固小环还可以由绝缘物质构成；紧固小环为至少一个。

本发明还提出一种四臂螺旋天线的制作方法，该方法包括：

1根据需求确定天线的螺旋参数；

2根据螺旋参数，使用金属丝制作4根螺旋长线；

3制作紧固小环，环内有四个均匀分布的通孔；

4将4条螺旋长线空心并束，均匀缠绕，形成天线的四臂，四臂上嵌套至少一个紧固小环；

5沿四臂上下滑动紧固小环，使四臂螺旋结构稳固并且分布均匀对称，确定紧固小环位置并固定；

6剪去四臂的多余部分。

进一步的，步骤2具体为根据螺旋参数，使用金属丝，经过成型模胚、缠绕加工、退火定型，制作4根螺旋长线；金属为黄铜、青铜或铍青铜。

进一步的，步骤3，使用印刷电路板制作紧固小环，通孔做金属化处理，各通孔相互绝缘；步骤5，焊接四臂与紧固小环的通孔。

进一步的，步骤3使用绝缘材料制作紧固小环；步骤8.3还可以包括根据螺旋参数确定紧固小环的内径、外径，根据金属丝确定通孔形状和大小。

本发明提出的天线及其制作方法能够使四臂螺旋天线同时兼备优秀的技术性能和坚固稳定的结构形态。

附图说明

图1为机械绕制成的螺旋铜丝示意图；

图2为四根螺旋铜丝空心并束示意图；

图3为紧固小环示意图；

图4为四根螺旋铜丝嵌套在紧固小环里示意图；

图5为螺旋铜丝和紧固小环焊接在一起示意图；

图6为螺旋铜丝和紧固小环焊接细节示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提出的四臂螺旋天线及其制作方法的具体实施方式做进一步详细说明。

实施例1：一种四臂螺旋天线