[实用新型]具有双频宽带功能的四臂螺旋天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种具有双频宽带功能的四臂螺旋天线。

背景技术

近年来，随着卫星导航、卫星通信的快速发展和广泛应用，四臂螺旋天线作为这些系统的前端设备，其性能指标的优劣，对于卫星通信手持终端和射频识别读卡设备的性能起着极其重要的作用。另外，为了便于卫星通信终端和射频识别系统的大规模推广应用，系统的经济成本和体积大小都是至关重要的考虑因素，作为其中重要部件的圆极化天线，在保证较高性能指标的前提下，必须具备成本低廉、结构紧凑和体积小巧的特点。在对四臂螺旋天线的馈电网络进行馈电时，需要对馈电网络进行设计。由于现在的四臂螺旋天线都需要多频化、宽带化、小型化。而现有的馈电网络体积庞大，不利于四臂螺旋天线射频前端的集成。而且大多工作在单一频点，不利于在多频或宽带条件下工作。

实用新型内容

本实用新型的主要目的提供一种具有双频宽带功能的四臂螺旋天线，旨在解决现有的馈电网络体积庞大，不利于四臂螺旋天线射频前端的集成，而且大多工作在单一频点，不利于在多频或宽带条件下工作的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种具有双频宽带功能的四臂螺旋天线，包括圆柱形辐射体和馈电网络，所述圆柱形辐射体的外表面设置有四条螺旋辐射臂，每一条螺旋辐射臂的一端设置有一个金属柱，所述馈电网络包括同轴连接器、第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第一双频耦合器和第二双频耦合器，其中：

四条螺旋辐射臂通过各自的金属柱依次连接在第一端口的输出端、第二端口的输出端、第三端口的输出端、第四端口的输出端；

同轴连接器的信号线连接至第一双频耦合器的输入端，同轴连接器的地线连接至第二双频耦合器的输入端；

第一双频耦合器的直通端连接至第一端口的输入端，第一双频耦合器的耦合端连接至第二端口的输入端，第一双频耦合器的隔离端连接至第一电阻；

第二双频耦合器的直通端连接至第四端口的输入端，第二双频耦合器的耦合端连接至第三端口的输入端，第二双频耦合器的隔离端连接至第二电阻。

优选的，所述每一条螺旋辐射臂由两根微带线构成，其中第二根微带线呈L型且与第一根微带线连接。

优选的，所述同轴连接器、第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的阻抗均为50Ω。

优选的，所述第一电阻和第二电阻的电阻值均为50Ω。

优选的，所述第一双频耦合器和第二双频耦合器均包括四个双枝节阻抗匹配器和一个分支线耦合器，所述分支线耦合器的四个联接端对应连接四个双枝节阻抗匹配器上。

优选的，所述双枝节阻抗匹配器包括传输线Z1和传输线Z2，传输线Z1与传输线Z2串接。

优选的，所述传输线Z1的阻抗为85Ω，所述传输线Z2的阻抗为62Ω。

优选的，所述分支线耦合器包括两节传输线Z3和两节传输线Z4，所述传输线Z3和传输线Z4交替串接成环状结构。

优选的，所述传输线Z3的阻抗为24Ω，所述传输线Z4的阻抗为33Ω。

相较于现有技术，本实用新型所述具有双频宽带功能的四臂螺旋天线采用上述技术方案，达到了如下技术效果：由于馈电网络可以为四臂螺旋天线分别提供等幅的0°、-90°、-180°和-270°移相，使得四臂螺旋天线可以获得优良的圆极化性能。通过对耦合器的合理布设，实现馈电网络的小型化。此外，通过馈电网络的双频耦合器的阻抗匹配实现双频特性，如果两个频点挨得比较近，可以实现宽带特性。

附图说明

图1是本实用新型具有双频宽带功能的四臂螺旋天线优选实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型具有双频宽带功能的四臂螺旋天线的辐射体的平面展开示意图；

图3是本实用新型具有双频宽带功能的四臂螺旋天线的馈电网络的电路示意图；

图4是本实用新型具有双频宽带功能的四臂螺旋天线的馈电网络的S参数仿真结果示意图；

图5是本实用新型具有双频宽带功能的四臂螺旋天线的馈电网络的相位差仿真结果示意图。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，将在具体实施方式部分一并参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。