本發(fā)明涉及圓極化天線，具體涉及一種雙層多頻帶四臂螺旋天線。

背景技術(shù)：

1、近年來，低地球軌道通信衛(wèi)星因其更低的傳輸延遲和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率而備受矚目，并在技術(shù)上取得了快速發(fā)展。不過，通信衛(wèi)星與地面用戶間的相對位置變化迅速，特別是在衛(wèi)星處于低仰角時，與衛(wèi)星位于地面設(shè)備正上方時相比，到用戶的距離顯著增大，從而導(dǎo)致信號傳播路徑損耗會顯著增加，從而增大了通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。因此，這幾份在低仰角方向上擁有更大增益的天線是一個切實(shí)可行的解決路徑，其中類似心形輻射方向圖的超寬波束天線被認(rèn)為對此類應(yīng)用場景尤為適宜。

2、目前，針對多頻帶qha的研究主要集中在雙頻帶或三頻帶天線的設(shè)計(jì)上，而尚沒有擁有三個以上頻帶的四臂螺旋天線。衛(wèi)星通信每一組頻率都是一個上行頻率加一個下行頻率，如果一個系統(tǒng)同時使用兩組不同的頻率，則當(dāng)前的三個或以下的通信頻率的四臂螺旋天線都不能滿足要求，也沒有能同時滿足兩組頻率的寬帶四臂螺旋天線。因此，有必要設(shè)計(jì)一種能同時覆蓋兩組共四個衛(wèi)星通信頻率且具有良好波束寬度等的天線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種雙層多頻帶四臂螺旋天線，實(shí)現(xiàn)在兩組共四個頻段內(nèi)滿足衛(wèi)星通信系統(tǒng)對天線的帶寬、波束寬度、低仰角增益的所有要求，且這四個頻段是獨(dú)立可調(diào)的。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種雙層多頻帶四臂螺旋天線，包括外層介質(zhì)層、外層輻射組件、內(nèi)層介質(zhì)層、內(nèi)層輻射組件、介質(zhì)基板和饋電網(wǎng)絡(luò)；

3、所述外層介質(zhì)層套設(shè)在所述內(nèi)層介質(zhì)層外，所述外層輻射組件附著在外層介質(zhì)層的外表面上，所述內(nèi)層輻射組件附著在內(nèi)層介質(zhì)層的外表面上，所述外層輻射組件與所述內(nèi)層輻射組件的下端對齊放置于介質(zhì)基板之上，所述饋電網(wǎng)絡(luò)可附著在介質(zhì)基板的兩側(cè)，若所述饋電網(wǎng)絡(luò)附著在介質(zhì)基板的下層，所述介質(zhì)基板的上層還設(shè)置有地板，饋電網(wǎng)絡(luò)則通過饋電探針貫穿地板和介質(zhì)基板與所述內(nèi)層輻射組件連接；若所述饋電網(wǎng)絡(luò)附著在介質(zhì)基板的上層，則饋電網(wǎng)絡(luò)的輸出口與內(nèi)層輻射組件直接連接。

4、其中，所述外層介質(zhì)層是壁厚為0.3-3mm的介質(zhì)圓筒，所述內(nèi)層介質(zhì)層是壁厚為0.3-5mm的介質(zhì)圓筒。

5、其中，所述外層輻射組件與外層介質(zhì)層下端對齊；所述內(nèi)層輻射組件與內(nèi)層介質(zhì)層下端對齊；所述外層輻射組件和所述內(nèi)層輻射組件的高度根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。

6、其中，所述外層輻射組件由附著在外層介質(zhì)層上等距設(shè)置的四組金屬輻射臂組，每組輻射臂組包含兩個單獨(dú)的輻射臂；所述內(nèi)層輻射組件同樣由附著在外層介質(zhì)層上等距設(shè)置的四組金屬輻射臂組組成，內(nèi)層輻射組件的每組輻射臂組包含一個饋電點(diǎn)和兩個單獨(dú)的輻射臂；

7、外層輻射組件和內(nèi)層輻射組件的輻射臂組分別與饋電網(wǎng)絡(luò)所在平面成一定夾角旋轉(zhuǎn)排布。

8、其中，所述輻射臂可印刷在柔性介質(zhì)后粘接于支撐的外層/內(nèi)層介質(zhì)層表面，也可直接印刷在介質(zhì)層表面，還可用自支撐的金屬條帶形成輻射臂。

9、其中，所述地板為薄金屬層，所述地板上開設(shè)有四個通孔，所述介質(zhì)基板為厚度0.3-3mm的介質(zhì)層，所述饋電網(wǎng)絡(luò)附著在介質(zhì)基板的下層時，所述介質(zhì)基板對應(yīng)所述地板的開孔位置上也開設(shè)有四個通孔。

10、其中，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包含一個信號輸入口和四個信號輸出端口，每個信號輸出端口分別與地板以及介質(zhì)基板上的通孔的中心點(diǎn)在垂直方向上重合，所述饋電網(wǎng)絡(luò)附著在介質(zhì)基板的下層時，所述饋電探針包括有四個直徑為0.3-2mm的導(dǎo)電金屬柱，饋電探針的上端連接內(nèi)層輻射組件上對應(yīng)的輻射臂的饋電點(diǎn)，下端連接對應(yīng)的饋電網(wǎng)絡(luò)的一個信號輸出端口。

11、其中，所述介質(zhì)基板的通孔開孔、饋電網(wǎng)絡(luò)的輸出端口開孔與饋電探針的尺寸一致，所述地板的四個通孔開孔比饋電探針的尺寸大1-2mm。

12、其中，所述饋電網(wǎng)絡(luò)可由印刷電路組成，也可由印刷電路和芯片共同組成。

13、本發(fā)明提供了一種雙層多頻帶四臂螺旋天線，包括外層介質(zhì)層、外層輻射組件、內(nèi)層介質(zhì)層、內(nèi)層輻射組件、地板、介質(zhì)基板、饋電探針和饋電網(wǎng)絡(luò)，外層輻射組件和內(nèi)層輻射組件上分別設(shè)置有對應(yīng)排布且長度不同的輻射臂，內(nèi)層輻射組件通過饋電探針和饋電網(wǎng)絡(luò)連接，直接饋電的內(nèi)層輻射組件通過電磁耦合給不直接饋電的外層輻射組件饋入激勵信號，通過四個饋電點(diǎn)的信號幅度相等且相位依次滯后90°，輻射圓極化波。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的多頻帶四臂螺旋天線擁有可獨(dú)立調(diào)整的工作頻率，其波束寬度也可獨(dú)立調(diào)節(jié)，且結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，可滿足兩組不同頻率的收發(fā)系統(tǒng)同時工作，符合當(dāng)前通信系統(tǒng)集成化、小型化的發(fā)展趨勢。

技術(shù)特征：

1.一種雙層多頻帶四臂螺旋天線，其特征在于，

2.如權(quán)利要求1所述的雙層多頻帶四臂螺旋天線，其特征在于，

3.如權(quán)利要求2所述的雙層多頻帶四臂螺旋天線，其特征在于，

4.如權(quán)利要求3所述的雙層多頻帶四臂螺旋天線，其特征在于，

5.如權(quán)利要求4所述的雙層多頻帶四臂螺旋天線，其特征在于，

6.如權(quán)利要求5所述的雙層多頻帶四臂螺旋天線，其特征在于，

7.如權(quán)利要求6所述的雙層多頻帶四臂螺旋天線，其特征在于，

8.如權(quán)利要求7所述的雙層多頻帶四臂螺旋天線，其特征在于，

9.如權(quán)利要求8所述的雙層多頻帶四臂螺旋天線，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及圓極化天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙層多頻帶四臂螺旋天線，包括外層介質(zhì)層、外層輻射組件、內(nèi)層介質(zhì)層、內(nèi)層輻射組件、地板、介質(zhì)基板和饋電網(wǎng)絡(luò)，外層輻射組件和內(nèi)層輻射組件上分別設(shè)置有對應(yīng)排布且長度不同的輻射臂，內(nèi)層輻射組件可通過饋電探針和饋電網(wǎng)絡(luò)連接，直接饋電的內(nèi)層輻射組件通過電磁耦合給不直接饋電的外層輻射組件饋入激勵信號，通過四個饋電點(diǎn)的信號幅度相等且相位依次滯后90°，輻射圓極化波。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的多頻帶四臂螺旋天線擁有可獨(dú)立調(diào)整的工作頻率，其波束寬度也可獨(dú)立調(diào)節(jié)，且結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，可滿足兩組不同頻率的收發(fā)系統(tǒng)同時工作，符合當(dāng)前通信系統(tǒng)集成化、小型化的發(fā)展趨勢。

技術(shù)研發(fā)人員：莫坤山,姜興,彭麟,趙其祥,李曉峰,廖欣,孫逢圓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：桂林電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15