[实用新型]双频四臂螺旋天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种应用卫星导航系统的双频四臂螺旋天线。

背景技术

未来的卫星导航系统间将会实现兼容运行，实现一定程度的资源共享，并且建立起联合导航体系，进一步提高导航精度。相较于单一的卫星导航系统，同一地区空间内的可见卫星数量增多，所以集成多个卫星导航系统的多系统兼容导航系统可以使定位精度、可靠性、安全性、连续性、效率大幅提高，这使得多系统兼容导航成为未来卫星导航发展的趋势。

天线系统作为卫星系统组成中非常重要的一部分，可以实现卫星与地面之间的相互通信，以及地面对卫星的遥控和遥测指令的发送等，因此，天线系统的稳定性及可靠性很大程度上决定了卫星是否能成功执行预定的任务，可以看出天线性能的优劣对导航系统的性能有着巨大的影响。所以卫星天线的设计也成为一个至关重要的研究课题。四臂螺旋天线较于微带天线虽具有体积大的不利因素，但它具有较好的方向性广角圆极化特性。所以，四臂螺旋天线的研究日益受到关注，特别是应用于多系统兼容卫星导航中的四臂螺旋天线极受热捧。对于现有的四臂螺旋天线实现多频技术，需要使用两个或多个谐振在不同频率的四臂螺旋天线相互叠放或内外组合放置来达到多频的目的。

实用新型内容

本实用新型的主要目的提供一种双频四臂螺旋天线，旨在解决现有技术中的四臂螺旋天线的双频特性与圆极化特性不佳的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种双频四臂螺旋天线，包括PCB板、圆筒状介质体和设置在PCB板下表面的天线金属地，所述圆筒状介质体的侧壁外表面螺旋式环绕印制有四个单极子辐射臂，每一个单极子辐射臂的末端设置有一个金属铜柱，所述圆筒状介质体的底部通过四个金属铜柱固定在PCB板上，每一个单极子辐射臂包括第一耦合线、第二耦合线、第一微带线和第二微带线，其中：

所述第一耦合线的连接端连接至第一微带线的一端使第一耦合线与第一微带线形成L形或准L形的形状，所述第一微带线的另一端连接一个所述金属铜柱；

所述第二耦合线的连接端连接至第二微带线的一端使第二耦合线与第二微带线形成L形或准L形的形状，所述第二微带线的另一端连接至第一微带线与第一耦合线的连接处；

所述第一耦合线和第二耦合线均为宽度渐变式长条状结构，所述第一微带线和第二微带线为矩形结构；

所述四个金属铜柱等距离对称设置在圆筒状介质体的底部圆周上并固定在PCB板上，PCB板在连接四个金属铜柱的位置处腐蚀有四个圆孔，圆孔的半径大于金属铜柱的半径，四个金属铜柱通过四个圆孔从PCB板的上表面穿透至PCB板的下表面并没有与所述天线金属地接触；

所述圆筒状介质体的圆筒内填充有塑料泡沫。

优选的，所述第一耦合线的长度为L_a＝147.8mm，第一耦合线的自由端的宽度W_a＝15mm，第一耦合线的连接端的宽度等于第一微带线的宽度，均为W_c＝10mm。

优选的，所述第二耦合线的长度为L_b＝101mm，第二耦合线的自由端的宽度W_b＝15mm，第二耦合线的连接端的宽度等于第二微带线的宽度，均为W_d＝5mm。

优选的，所述第一微带线的长度为L_c＝23mm，第一微带线的宽度为W_c＝10mm，第二微带线的长度为L_d＝27.5mm，第二微带线的宽度为W_d＝5mm。

优选的，所述第一耦合线、第二耦合线、第一微带线和第二微带线的厚度均为35um。

优选的，所述圆筒状介质体的圆筒半径为7～10cm。

优选的，所述天线金属地为设置在PCB板下表面的敷铜金属片。

相较于现有技术，本实用新型所述双频四臂螺旋天线采用圆筒状介质体的侧壁表面设置四个单极子辐射臂，具有良好的方向图特性和圆极化特性，并且能够改善天线增益；同时，采用两根不等长的耦合线作为单极子辐射臂，设计者通过改变两根耦合线的长度设计可以使天线同时工作在两个不同的工作频率上，从而实现天线的双频特性。

附图说明

图1是本实用新型双频四臂螺旋天线优选实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型双频四臂螺旋天线中一个单极子辐射臂的平面结构示意图；

图3是本实用新型双频四臂螺旋天线中一个单极子辐射臂的平面尺寸示意图；