[发明专利]一种环耦合的宽带小型化圆锥螺旋天线

说明书

本发明公开了一种环耦合的宽带小型化圆锥螺旋天线，其包括，一双臂圆锥螺旋辐射器；一介质支撑锥台，所述双臂圆锥螺旋辐射器附着于介质支撑锥台表面；一馈电巴伦，所述馈电巴伦嵌于所述介质支撑锥台内部中轴位置；一馈电连接器，所述馈电连接器将所述双臂圆锥螺旋辐射器与所述馈电巴伦的上端连接；一电缆接头，所述电缆接头与所述馈电巴伦的下端相连；一耦合环，所述耦合环放置在所述双臂圆锥螺旋辐射器的下方，与其保持一定间距；一介质板，所述介质板置于介质支撑锥台下方，对整个天线起支撑作用。本发明可实现螺旋天线的小型化、宽频带、高效率设计。

技术领域

本发明涉及一种环耦合的宽带小型化圆锥螺旋天线，具体是用于作为卫星通信中地球终端的小型宽带圆极化天线。

技术背景

卫星通信是目前被广泛应用的一种先进移动通信技术，它可以解决地面移动通信所不能覆盖区域的通信问题。卫星通信系统是利用卫星作为中继站向用户提供数据业务的通信系统，所利用的卫星既可以是对地静止轨道卫星，也可以是非对地静止轨道卫星，如低高度地球轨道卫星、中等高度地球轨道卫星和高椭圆轨道卫星等。卫星通信系统能扩大移动通信的业务覆盖范围，除提供常规的移动通信业务之外，还可以向空中、海面和复杂地理区域的各类移动用户提供通信服务。

卫星通信设备主要包括星上设备和地球终端设备，其中地球终端设备形式多样，应用场合众多，因此被广泛的研究和推广。随着电子集成技术的发展，通信设备都向着集成化、小型化发展，以满足人们对高性能设备的需求。用于卫星通信的移动地球终端同样也应和着这样的发展趋势。在终端设备中，天线是尺寸最大的部分，尤其工作频率较低时，天线尺寸显得更为突出。但由于天线的尺寸与天线性能有很大关系，天线尺寸缩小将直接导致天线性能下降，因此天线尺寸始终是影响地球终端设备性能的主要因素。

地球终端设备所采用的天线为圆极化天线，圆极化天线可抑制雨雾的去极化效应和抗多径反射效应，可以提供很好收发性能。目前常用的天线形式有平面微带天线和各种螺旋天线。微带天线结构简单，但由于微带天线为谐振式工作，带宽受到很大的限制；螺旋天线的频带宽、圆极化性能稳定，常用形式有平面螺旋、柱面螺旋、锥面螺旋。平面螺旋横向尺寸大，并且要配合宽带反射腔使用；柱面螺旋横向尺寸小，但高度大；角锥螺旋结合二者的优点，高度和横向尺寸都可以根据需要调整。但工作频率较低时，天线尺寸还是显得很大，而缩小天线尺寸会直接造成圆极化性能恶化、带宽减小。

传统的天线小型化方法，如加载高介电常数的介质、曲流等，都会使天线的带宽、效率等性能恶化。

发明内容

本发明提供了一种环耦合的宽带小型化圆锥螺旋天线，其包括，一双臂圆锥螺旋辐射器；一介质支撑锥台，所述双臂圆锥螺旋辐射器附着于介质支撑锥台表面；一馈电巴伦，所述馈电巴伦嵌于所述介质支撑锥台内部中轴位置；一馈电连接器，所述馈电连接器将所述双臂圆锥螺旋辐射器与所述馈电巴伦的上端连接；一电缆接头，所述电缆接头与所述馈电巴伦的下端相连；一耦合环，所述耦合环放置在所述双臂圆锥螺旋辐射器的下方，与其保持一定间距；一介质板，所述介质板置于介质支撑锥台下方，对整个天线起支撑作用。

在上述技术方案的基础上，所述双臂圆锥螺旋辐射器由两根螺旋线在圆锥面上逐渐展开，螺旋线的宽度和螺旋线之间的间距受参数控制，可以是固定值也可以按某种规律变化。

在上述技术方案的基础上，所述双臂圆锥螺旋辐射器为金属材质，可以为平面结构也可以为立体结构。

在上述技术方案的基础上，所述介质支撑锥台起支撑和固定所述双臂圆锥螺旋辐射器的作用，其介电常数由实际需要确定。

在上述技术方案的基础上，所述馈电巴伦为双面微带线结构，双面微带线为金属材质。

在上述技术方案的基础上，所述馈电巴伦采用双面微带线采用指数渐变曲线构造，一面采用较窄的指数渐变曲线，另一面采用较宽的指数渐变曲线。