[发明专利]一种小型化VHF测控振子天线

说明书

本发明的一种小型化VHF测控振子天线，包括：振子、外筒、盖罩、振子连接器、插芯、套筒、压块和天线底座；所述振子为螺旋状金属物；所述外筒为内部空心的非金属筒状物，其上端、中端、下端均为圆柱体，上端圆柱体顶端内径有部分螺旋凹槽；所述盖罩通过环氧胶固定于所述外筒的顶端，共同构成完整的外罩结构；所述振子连接器上端与所述振子下端通过螺纹紧配，下端与所述插芯插入进行焊接，三者连接共同构成完整的辐射体结构；所述辐射体结构从所述套筒顶部插入其内部，下端齐平，二者一起置于天线底座内部；所述压块穿过天线外罩，通过螺钉固定于天线底座上方形成完整的VHF测控振子天线结构。

技术领域

本发明属于天线领域，尤其涉及一种适用于低轨微小卫星VHF波段测控射频信号传输的振子天线。

背景技术

低轨微小卫星具有重量轻、体积小、功耗低、集成度高、可靠性高、成本低、研制周期短等特点，可广泛用于远程通信、气象学、环境监测及科学实验等任务，已成为全球研究热点之一。低轨微小卫星作为一个完整的微型机电系统，包括多个功能子系统，而星载测控系统是其中最重要的子系统之一。S频段测控系统是卫星常用的测控系统之一，但S频段频率资源紧张，多数已被占用，这不仅使得S频段易发生干扰，同时频率申请的难度也增加。基于各个方面的权衡，低轨微小卫星更倾向于选用低功耗、低成本的UHF/VHF测控系统。

低轨微小卫星对体积、重量、能源等方面有严格的设计控制，如何在保证链路预算充裕的情况以尽可能减小天线的重量和体积已成为亟待解决的问题。基于UHF/VHF测控系统工作频率低，天线尺寸大，如何设计出小型化、轻量化、高可靠性的UHF/VHF测控天线已成为需要攻克的技术难点，尤其对于工作频率更低VHF测控天线而言。

VHF测控天线一般采用振子天线形式实现，其位于卫星结构上，通过辐射“面包圈”形波束实现全向波束覆盖以满足测控需求。采用传统VHF振子天线的辐射体尺寸至少需达到四分之一波长，从而导致天线体积太大，重量过高，不满足低轨微小卫星对天线轻量化的使用要求。可展开式卷尺天线也是常用的VHF测控天线形式之一，该天线虽然重量轻、体积小，但其结构设计较为复杂，并且在卫星入轨后需测控系统为其提供一个脉冲信号使天线展开后才可正常使用，从而降低了测控系统的可靠性。

发明内容

本发明的技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提供了一种安装于低轨微小卫星平台的小型化VHF测控振子天线，用于传输VHF波段测控信号。

本发明所述一种小型化VHF测控振子天线，包括：振子、外筒、盖罩、振子连接器、插芯、套筒、压块和天线底座；所述振子为螺旋状金属物；所述外筒为内部空心的非金属筒状物，其上端、中端、下端均为圆柱体，上端圆柱体顶端内径有部分螺旋凹槽；所述盖罩通过环氧胶固定于所述外筒的顶端，共同构成完整的外罩结构；所述振子连接器上端与所述振子下端通过螺纹紧配，下端与所述插芯插入进行焊接，三者连接共同构成完整的辐射体结构；所述辐射体结构从所述套筒顶部插入其内部，下端齐平，二者一起置于天线底座内部；辐射体结构上端金属螺旋线通过天线外罩内部的螺纹旋入天线罩内，直至天线外罩底部触碰到所属天线底座的金属圆盘上；所述压块穿过天线外罩，通过螺钉固定于天线底座上方形成完整的VHF测控振子天线结构。

本发明所述的VHF测控振子天线是螺旋状的单极子天线，辐射垂直线极化波，因此其方向图为全向波瓣图，满足低轨微小卫星VHF波段测控系统对天线方向图的要求。

本发明所述的VHF测控振子天线对振子结构进行螺旋处理，通过合理设计，使天线工作于VHF波段的同时尺寸、重量大幅度缩减，实现了小型化设计，满足低轨微小卫星平台对天线体积小、重量轻的使用要求，可用于VHF波段测控通信系统的信号传输。

小型化VHF测控振子天线与传统振子天线、卷尺天线相比，在满足系统链路的基础上，具有安装结构简单、尺寸小、重量轻，可靠性高等特点。该天线的体积减小至传统振子天线的四分之一；该天线在卫星入轨后可直接工作，其可靠性更优于可展开式卷尺天线。