專利名稱：一種雙頻四臂螺旋天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線電通信技術中使用的天線，特別涉及一種雙頻四臂螺旋天線。
背景技術：
在無線電通信技術中，天線已經被廣泛應用于GPS接收和低軌衛(wèi)星通信領域，包括星載和地面使用，以及個人移動通信領域等，但是根據(jù)不同的使用領域，通常使用不同的頻率。一般來講，對于衛(wèi)星通信技術領域，其通信工作頻點多而且要求圓極化，因此廣泛使用諧振式四臂螺旋天線。四臂螺旋天線(Quadrifilar Helix Antenna, QHA)是一種具有圓極化和寬波束特 征的天線，它廣泛應用于衛(wèi)星通信和全球定位系統(tǒng)等無線電技術領域。四臂螺旋天線的優(yōu)點在于結構緊湊、成本低廉、近場輻射小、方向圖為心臟形。諧振式四臂螺旋天線形式它由四根螺旋臂組成，四根螺旋臂饋電端電流相等，相位相差90度。四根螺旋臂天線可以看作兩個雙臂螺旋組成，這兩個雙臂螺旋需要以90度相位差饋電。該天線優(yōu)點在于近似半球空間覆蓋的寬波束增益特性，以及良好的圓極化軸比和前后比性能。但是作為一種諧振式天線，四臂螺旋天線的方向圖帶寬很窄，只有3%左右，因此只能單點頻率工作。對于同時接收GPS和北斗衛(wèi)星或者同時接收GPS衛(wèi)星LI和L5頻率的情況，即要求雙頻工作的情況，必須采用兩個天線，因此造成體積重量增大、接口增力卩、可靠性下降等質量隱患。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種能夠在多個頻點的環(huán)境下同時接受兩個不同頻點的天線結構裝置。本發(fā)明為一種雙頻四臂螺旋天線，包括同軸傳輸線、下四臂螺旋單元、上四臂螺旋單元、下支撐介質、上支撐介質和插座，所述下四臂螺旋單元、上四臂螺旋單元分別設置在同軸傳輸線外側并與同軸傳輸線連接，所述下四臂螺旋單元設置在低頻發(fā)射區(qū)，所述上四臂螺旋單元設置在高頻發(fā)射區(qū)，所述下四臂螺旋單元按同一方向繞置在下支撐介質上，所述上四臂螺旋單元按同一方向繞置在上支撐介質上，所述下支撐介質固定連接在底座上，所述上支撐介質與同軸傳輸線固定連接，所述同軸傳輸線一端與底座連接。一實施例中，同軸傳輸線包括內導體與外導體，所述內導體設置在所述外導體內，所述上支撐介質通過螺釘固定在外導體上端，所述下支撐介質通過螺釘固定在外導體的下端，所述內導體的一端與插座上的芯線連接，另一端通過螺釘與外導體連接。一實施例中，內導體與外導體連接處分別與下四臂螺旋單元、上四臂螺旋單元連接。一實施例中，下四臂螺旋單元與上四臂螺旋單元在支撐介質上繞置方向一致。
一實施例中，插座為高頻插座，所述高頻插座電接口可以是SMA或TNC型號。一實施例中，外導體上設有四分之一波長槽，所述開槽用于實現(xiàn)平衡與不平衡的轉換。根據(jù)本發(fā)明的一種雙頻四臂螺旋天線減小了天線尺寸和重量，可方便的改變天線在兩個不同頻率上的圓極化輻射方向圖，達到了通過一個天線實現(xiàn)兩個天線功能的效果；同時，擴展了四臂螺旋天線的應用范圍，可以讓天線工作在兩個差異較大的頻率點。結合附圖，根據(jù)下文的通過示例說明本發(fā)明主旨的描述可清楚本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點。



結合附圖，通過下文的述詳細說明，可更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點，其中圖I為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種雙頻四臂螺旋天線的結構圖。具體施方式參見示出本發(fā)明實施例的附圖，下文將更詳細地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實現(xiàn)，并且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，并且使本技術領域的技術人員完全了解本發(fā)明的范圍。這些附圖中，為清楚起見，可能放大了層及區(qū)域的尺寸及相對尺寸?，F(xiàn)參考圖I詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種雙頻四臂螺旋天線。所述雙頻四臂螺旋天線包括同軸傳輸線I、下四臂螺旋單元2、上四臂螺旋單元3、下支撐介質4、上支撐介質5和插座6，所述下四臂螺旋單元2、上四臂螺旋單元3分別設置在同軸傳輸線I外側并與同軸傳輸線I連接，所述下四臂螺旋單元2設置在低頻發(fā)射區(qū)，所述上四臂螺旋單元3設置在高頻發(fā)射區(qū)，所述下四臂螺旋單元2按同一方向繞置在下支撐介質4上，所述上四臂螺旋單元3按同一方向繞置在上支撐介質5上，所述下四臂螺旋單元2與上四臂螺旋單元3在支撐介質上繞置方向一致，所述下支撐介質3固定連接在底座6上，所述上支撐介質5與同軸傳輸線I固定連接，所述同軸傳輸線I一端與底座6連接。其中，同軸傳輸線I包括內導體11與外導體12，所述內導體11設置在所述外導體12內，所述上支撐介質5通過螺釘固定在外導體12上端，所述下支撐介質4通過螺釘固定在外導體12的下端，所述內導體11的一端與插座6上的芯線連接，另一端通過螺釘與外導體12連接，內導體11與外導體12連接處分別與下四臂螺旋單元2、上四臂螺旋單元3連接。所述插座6為高頻插座，所述高頻插座電接口可以是SMA或TNC型號?，F(xiàn)參考圖I詳細描述本天線的工作原理。如圖I所示，在外導體12的下端法蘭上安裝有一個高頻插座，高頻插座6的芯線與同軸傳輸線I的內導體11相聯(lián)，在外導體12的中間對下四臂螺旋單元2和上四臂螺旋單元3進行同時饋電，并依據(jù)所希望工作于該兩個頻率的電磁波波長，在同軸傳輸線I的12上開一個四分之一波長的槽，來實現(xiàn)平衡與不平衡的轉換。下四臂螺旋單元2和上四臂螺旋單元3按照同一旋向分別繞制在下支撐介質4和上支撐介質5上，通過調整下四臂螺旋單元4的正交螺旋臂長短差，產生902的相位差，形成背向輻射，使下四臂螺旋單元4的輻射方向為+Z向，同時調整上四臂螺旋單元5的正交螺旋臂長短差，產生-90t的高頻率相位差，形成前向輻射，讓上四臂螺旋單元5的輻射方向也為+Z向，這樣實現(xiàn)了在一個雙頻工作的四臂螺旋天線。本天線的電接口可以是SMA或TNC的高頻插頭，天線的機械安裝接口可以根據(jù)需要確定安裝法蘭7。天線是結構件產品，通過不同的螺旋參數(shù)結構形式如螺旋升角、直徑、圈數(shù)，可以達到不同頻率的電性能要求，實現(xiàn)特定的功能。綜合上述本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明的一種雙頻四臂螺旋天線減小了天線尺寸和重量，可方便的改變天線在兩個不同頻率上的圓極化輻射方向圖，達到了一個天線實現(xiàn)兩個天線功能的效果。因本技術領域的技術人員應理解，本發(fā)明可以以許多其他具體形式實現(xiàn)而不脫離 本發(fā)明的精神或范圍。盡管業(yè)已描述了本發(fā)明的實施例，應理解本發(fā)明不應限制為這些實施例，本技術領域的技術人員可如所附權利要求書界定的本發(fā)明精神和范圍之內作出變化和修改。
權利要求
1.一種雙頻四臂螺旋天線，其特征在于，包括同軸傳輸線、下四臂螺旋單元、上四臂螺旋單元、下支撐介質、上支撐介質和插座，所述下四臂螺旋單元、上四臂螺旋單元分別設置在同軸傳輸線外側并與同軸傳輸線連接，所述下四臂螺旋單元設置在低頻發(fā)射區(qū)，所述上四臂螺旋單元設置在高頻發(fā)射區(qū)，所述下四臂螺旋單元按同一方向繞置在下支撐介質上，所述上四臂螺旋單元按同一方向繞置在上支撐介質上，所述下支撐介質固定連接在底座上，所述上支撐介質與同軸傳輸線固定連接，所述同軸傳輸線一端與底座連接，所述同軸傳輸線包括內導體與外導體，所述內導體設置在所述外導體內，所述上支撐介質固定在外導體上端，所述下支撐介質固定在外導體的下端，所述內導體的一端與插座上的芯線連接，另一端外導體連接同時和上下四臂螺旋單元的一端連接。
2.如權利要求I所述的一種雙頻四臂螺旋天線，其特征在于，設置四臂螺旋單元的前向輻射與后向輻射特性，在保證整個天線輻射方向一致的前提下實現(xiàn)上下兩個四臂螺旋單元相互獨立，沒有重疊干涉區(qū)，從而實現(xiàn)雙頻工作。
3.如權利要求I所述的一種雙頻四臂螺旋天線，其特征在于，利用一個同軸傳輸線實現(xiàn)對上下兩個四臂螺旋單元進行饋電。
4.如權利要求I所述的一種雙頻四臂螺旋天線，其特征在于，所述插座為高頻插座，所述高頻插座電接口可以是SMA或TNC標準型號。
5.如權利要求I所述的一種雙頻四臂螺旋天線，其特征在于，所述外導體上設有用于實現(xiàn)平衡與不平衡轉換的四分之一波長槽。
全文摘要
一種雙頻四臂螺旋天線，包括同軸傳輸線、下四臂螺旋單元、上四臂螺旋單元、下支撐介質、上支撐介質和插座；下四臂螺旋單元、上四臂螺旋單元分別設置在同軸傳輸線外側且一端與同軸傳輸線連接；下四臂螺旋單元、上四臂螺旋單元分別設置在低頻發(fā)射區(qū)與高頻發(fā)射區(qū)，并且分別按同一方向繞置在下支撐介質與上支撐介質上；下支撐介質固定連接在底座上，上支撐介質與同軸傳輸線固定連接，同軸傳輸線一端與底座連接。本發(fā)明的雙頻四臂螺旋天線減小了天線尺寸和重量，可方便的改變天線在兩個不同頻率上的圓極化輻射方向圖，高低頻率發(fā)射區(qū)相互獨立，減小了以往雙頻天線高低頻率發(fā)射區(qū)重疊引起的相互干擾，使一個天線實現(xiàn)兩個天線的功能。
文檔編號H01Q1/12GK102931468SQ201210466850
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者符建明, 杜英霞 申請人:上海宇航系統(tǒng)工程研究所