一種抗水深多頻通信導(dǎo)航復(fù)合天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種能夠兼容抓S B1 S L/GPSL1/UHF/WIFI 六頻段、其外形結(jié)構(gòu)能抗水下壓力、適用于水下航行器通信導(dǎo)航設(shè)備的抗水深多頻通信導(dǎo) 航復(fù)合天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 水下航行器無論是無人自主還是有人操縱，通信導(dǎo)航是其必要組成部分，而天線 是通信導(dǎo)航設(shè)備必不可少的部件。從2003年開始，我國相繼研制成功了擁有自主知識產(chǎn)權(quán) 的北斗一號和北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在局部地區(qū)提供與GI^相當(dāng)?shù)木珳?zhǔn)定位，還 能提供一次傳送120個漢字的短報文通信信息，其中北斗一號L頻段和S頻段具有收發(fā)功能， 具有定位和授時功能，依據(jù)北斗和GPS定位設(shè)備，可W實現(xiàn)航行器的水面導(dǎo)航和定位，依據(jù) 北斗通信設(shè)備，可W實現(xiàn)超視距范圍內(nèi)航行器工作在水面時與監(jiān)控中屯、的信息交互；另外 特高頻化HF)應(yīng)用廣泛，海陸空軍中的通信大都依賴UHF，依據(jù)UHF，可W實現(xiàn)數(shù)十公里范圍 內(nèi)航行器工作在水面時與監(jiān)控中屯、的信息實時交互;WiFi可W將母船水面監(jiān)控系統(tǒng)與航行 器組建成近距無線局域網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的近距高速無線傳輸。因此將北斗系統(tǒng)抓S、GPS、UHF和 WIFI集成至水下航行器對其使用會提供很大的便利和安全，運就需要多頻段復(fù)合天線。由 于航行器在水面通信導(dǎo)航時，受到風(fēng)、浪、流影響嚴(yán)重，因此需要克服定位誤差大及信息傳 輸成功率低的難題，同時需要提高某些頻段天線的低仰角增益。此外，航行器潛入水下航行 時，天線裸露至海水壓力環(huán)境中，需要具有耐水壓能力。綜上，抗水深多頻段航行器通信導(dǎo) 航天線就顯得尤為迫切，雖然國內(nèi)外有些專利有此考慮，如沈陽自動化所2012年申請的實 用新型專利CN203589222 U:水下機器人用銀星與GPS組合天線，將GI^和銀星兩種頻段天線 集成并具有耐水壓能力，但集成頻段少，難W滿足水下機器人多方位、多區(qū)域的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提出一種兼容抓S S、L和B1頻段、GPS L1頻段、UHF頻段和WIFI 頻段的用戶機天線，W解決多頻段天線隔離度性能差和低仰角增益低而導(dǎo)致的層間互禪大 的問題的抗水深多頻通信導(dǎo)航復(fù)合天線。
[0004] 本發(fā)明的目的是運樣實現(xiàn)的：一種抗水深多頻通信導(dǎo)航復(fù)合天線，包括1透波天線 罩、UHF套筒天線2、UHF套筒天線饋電硬同軸電纜3、抓S S四臂螺旋天線4、UHF/抓S S天線硬 雙同軸電纜5、WIFI頻段貼片天線6、抓S L B1/GPS L1頻段左/右旋極化天線7、饋電網(wǎng)絡(luò)板 9、底板10和第一密封橡皮圈11第二密封橡皮圈12、饋電探針8底座13,其特征在于:所述的 UHF套筒天線2采用套筒天線結(jié)構(gòu)，硬同軸電纜3的外導(dǎo)體與四分之一波長的圓柱套筒2.1相 連；同軸圓柱套筒2.1起到四分之一波長扼流圈的作用，硬同軸電纜的下部附加一扼流圈 2.2。
[0005] 所述的抓S S頻段的四臂螺旋天線4采用四臂螺旋天線結(jié)構(gòu)，該抓S S頻段的四根 螺旋天線螺旋臂4.3長2λ/4,分別繞制成1/2圈，由于2λ/4臂長為偶數(shù)，且末端為短路處理， 所w該天線結(jié)構(gòu)提高了天線的低仰角增益。
[0006] 所述的WIFI頻段貼片天線6采用微帶結(jié)構(gòu)，WIFI頻段貼片天線的基板6.5,上印制 有邊長為L6.7的正方形貼片6.2，所述的方形貼片W實現(xiàn)線極化特性，WIFI天線的貼片上設(shè) 有第一探針孔6.1，中屯、處設(shè)有短路隔離環(huán)6.4。
[0007] 所述的抓8 161/6?8 1^頻段左/右旋極化天線7采用微帶結(jié)構(gòu)，該天線的基板7.4 上印有邊長為L7.6的正方形貼片7.1，應(yīng)用同一塊貼片實現(xiàn)抓S L B1/GPS L1頻段;該天線 貼片上設(shè)有第二、第Ξ探針饋電7.3;中屯、處設(shè)置短路隔離環(huán)7.2;硬雙同軸電纜線5與饋電 探針7.3經(jīng)過良好的絕緣處理。
[0008] 所述的饋電網(wǎng)路板9的下面印有微帶移相器9.5,實現(xiàn)90°移相，左右旋極化輸出。 所述的微帶移相器9.5 W外的金屬部分通過若干個金屬化過孔9.4與上表面9.7短路連接。
[0009] 所述的底板10的腔體中屯、設(shè)有短路隔離環(huán)10.1，六個頻段的信號的同軸電纜通過 該隔離環(huán)引入到航行器內(nèi)部。
[0010] 所述饋電探針8采用直徑為φ 0. 9mm的=個銅質(zhì)材料制成，該=個探針安裝在所述 兩個貼片天線6、7及所述饋電網(wǎng)絡(luò)板9組成疊層結(jié)構(gòu)上，其上端和下端分別與各自對應(yīng)的貼 片和饋電網(wǎng)絡(luò)相連。
[0011] 所述的底座13的腔體中設(shè)有密封0型圈槽，密封0型圈槽13.1安裝密封0型圈11，密 封0型圈槽13.2安裝密封0型圈12。
[0012] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0013] 本發(fā)明采用套筒結(jié)構(gòu)、四臂螺旋結(jié)構(gòu)、不同厚度、相同介電常數(shù)的微帶貼片天線自 上而下依次排列的共軸層疊技術(shù)，同時采用套筒結(jié)構(gòu)的扼流圈作用、四臂螺旋結(jié)構(gòu)提升低 仰角增益，減少了對接地面積的依賴，縮小了體積。高介電常數(shù)基板和不同頻段天線貼片的 形狀各異的分形技術(shù)，W滿足更多用戶需求。
[0014] 本發(fā)明在饋電網(wǎng)絡(luò)層上設(shè)置有金屬化過孔的技術(shù)，進一步提高各饋電端口之間的 隔離度，減少了天線工作時不同頻段之間的相互干擾。
[001引本發(fā)明由于將UHF套筒天線、BDS S四臂螺旋天線、兩個貼片天線融合到用戶機天 線機體上，使得該用戶機天線能夠?qū)崿F(xiàn)兼容多個頻段，且可W收發(fā)同時工作的功能，有效拓 展了使用范圍。
【附圖說明】
[0016] 圖1時本發(fā)明中的多頻抗水深復(fù)合天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明中的UHF套筒天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[001引圖3是本發(fā)明中的抓S S四臂螺旋天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4是本發(fā)明中的WIFI頻段貼片天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖5是本發(fā)明中的抓S L B1和GP化1頻段天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖6是本發(fā)明中的饋電網(wǎng)絡(luò)板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖7是本發(fā)明中的底板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖8是本發(fā)明中的底座結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清晰明了，W下結(jié)合附圖和具體實施 例，對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。
[0025] 為實現(xiàn)W上目的，本發(fā)明包括:透波天線罩1、UHF套筒天線2、UHF套筒天線硬同軸 電纜線3、抓S S四臂螺旋天線4、UHF/BDS S饋電硬雙同軸電纜線5、WIFI頻段貼片天線6、抓S L B1/GPS L1頻段左/右旋極化天線7、饋電網(wǎng)絡(luò)板9、底板10和饋電探針8。所述六個頻段天 線UHF套筒天線2、抓S S四臂螺旋天線4、WIFI天線6、Ξ個頻段貼片天線7根據(jù)結(jié)構(gòu)自上而下 依次排列，共軸層疊而成;所述的UHF套筒天線2、抓S S四臂螺旋天線4通過硬雙同軸電纜穿 過短路隔離環(huán)6.47.29.2;所述兩個貼片天線67的貼片通過饋電探針8與饋電網(wǎng)絡(luò)板9連接。 其特征在于:WIFI頻段貼片天線6、抓S L B1/GPS L1頻段貼片天線7和饋電網(wǎng)絡(luò)板9的中屯、 設(shè)置有短路隔離環(huán)6.47.29.2,提高隔離度。
[0026] 作為優(yōu)選，UHF套筒天線2采用套筒天線的結(jié)構(gòu)，硬同軸電纜3的外導(dǎo)體與四分之一 波長的圓柱套筒2.1相連。同軸圓柱套筒2.1起到四分之一波長扼流圈的作用。硬同軸電纜 的下部附加一扼流圈2.2, W進一步地扼制電流漏泄，W改善福射方向圖。見圖2。
[0027] 作為優(yōu)選，BDS S頻段的四臂螺旋天線4采用四臂螺旋天線結(jié)構(gòu)。該抓S S頻段的四 根螺旋天線螺旋臂4.3長2λ/4,繞分別制成圈。由于2λ/4臂長為偶數(shù)，則末端為短路處 理。該天線結(jié)構(gòu)無需依賴天線底部的多徑板，減少體積。見圖3。
[00%]作為優(yōu)選，WIFI頻段貼片天線6采用微帶結(jié)構(gòu)，該WIFI頻段貼片天線的基板6.5,上 印制有邊長為L6.7的正方形貼片6.2,所述的方形貼片W實現(xiàn)線極化特性，所述的WIFI天線 的貼片6.2上設(shè)有第一探針孔6.1，安裝饋電探針。中屯、處設(shè)有短路隔離環(huán)6.4,提高隔離度。 同軸電纜和饋電探針經(jīng)過良好的絕緣處理，W免發(fā)生短路。見圖4。
[0029] 作為優(yōu)選，BDS L B1頻段和GP化1頻段天線采用微帶結(jié)構(gòu)，該天線的基板7.4上印 有邊長為L7.6的正方形貼片7.1，應(yīng)用同一塊貼片實現(xiàn)抓S L B1/GPSL1頻段。該天線上貼片 上設(shè)有第二、第Ξ探針孔7.3,安裝饋電探針，中屯、處設(shè)有短路隔離環(huán)7.2,提高隔離度，所述 的上層饋電探針6.1經(jīng)絕緣處理，經(jīng)過短路隔離環(huán)7.2，W免發(fā)生短路。
[0030] 作為優(yōu)選，所述的饋電網(wǎng)路板9的兩個饋電9.6由抓S L B1頻段和GP化1頻段天線 的饋電探針引入，通過微帶移相器9.5,實現(xiàn)90°移相，左右旋極化輸出，UHF套筒天線2和抓S S四臂螺旋天4的硬雙同軸電纜經(jīng)饋電網(wǎng)路板9的短路隔離環(huán)9.2引出；饋電網(wǎng)路板9的饋電 9.11由WIFI天線的饋電探針引入。所述的微帶移相器9.5W外的金屬部分通過若干個金