專利名稱：一種四臂螺旋天線的功分相移阻抗變換饋電網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星移動(dòng)通訊系統(tǒng)，特別涉及一種四臂螺旋天線的功分相移阻抗變換饋電網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
近年來，四臂螺旋天線以其具有的心型方向圖、良好的前后比和優(yōu)良的廣角圓極化等特性在衛(wèi)星通訊領(lǐng)域中的到了廣泛的應(yīng)用。在衛(wèi)星移動(dòng)通訊系統(tǒng)中，天線設(shè)計(jì)一直是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。由于四臂螺旋天線具有圓極化、寬波束、低仰角等優(yōu)點(diǎn)，所以在衛(wèi)星與個(gè)人通訊領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)圓極化四臂螺旋天線通過自相移產(chǎn)生90°相位差，存在帶寬窄、不方便調(diào)節(jié)校正和加工要求高的問題，同時(shí)由于不平衡饋電還需要進(jìn)行巴倫設(shè)計(jì)。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種四臂螺旋天線的功分相移阻抗變換饋電網(wǎng)絡(luò)。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種四臂螺旋天線的功分相移阻抗變換饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括上層微帶介質(zhì)板、下層微帶介質(zhì)板以及由上層微帶介質(zhì)板和下層微帶介質(zhì)板相接觸的一面形成的中間共地板；所述下層微帶介質(zhì)板背向輻射天線的一面上設(shè)有功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)；所述上層微帶介質(zhì)板朝向輻射天線的一面上設(shè)有直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)；功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)通過第一過孔、第二過孔、第三過孔及第四過孔進(jìn)行連接。本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果是通過一種新型的功分相移阻抗變換饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)四臂螺旋天線進(jìn)行加載，使天線具有結(jié)構(gòu)緊湊、加工容忍度大、天線性能容易調(diào)節(jié)、不需要巴倫設(shè)計(jì)及圓極化帶寬較寬等特點(diǎn)。同時(shí)，饋電網(wǎng)絡(luò)采用了漸變線阻抗變換，在較大的帶寬內(nèi)保證和天線的阻抗匹配，解決了螺旋天線的低阻抗同功分相移器的高阻抗之間的匹配問題，提高了饋電網(wǎng)絡(luò)的集成度。

圖1是本實(shí)用新型與四臂螺旋天線整體結(jié)構(gòu)立體圖。圖2是本實(shí)用新型與四臂螺旋天線整體結(jié)構(gòu)主視圖。圖3是本實(shí)用新型功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)示意圖。圖4是圖3中功分器輸入端口和輸出端口局部放大示意圖。圖5是本實(shí)用新型直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5，一種四臂螺旋天線的功分相移阻抗變換饋電網(wǎng)絡(luò)包括上層微帶介質(zhì)板1、下層微帶介質(zhì)板2以及由上層微帶介質(zhì)板1和下層微帶介質(zhì)板2相接觸的一面形成中間共地板3 ；下層微帶介質(zhì)板2背向輻射天線4的一面上設(shè)有功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)5 ；上層微帶介質(zhì)板1朝向輻射天線4的一面上設(shè)有直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)6 ；功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)5和直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)6通過第一過孔14、第二過孔15、第三過孔16及第四過孔17進(jìn)行連接。如圖3所示，功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)5包括三個(gè)Wilkinson (威爾金森)功分器， 分別為第一 Wilkinson功分器7、第二 Wilkinson功分器8及第三Wilkinson功分器9，三個(gè)Wilkinson功分器的輸入端口 10、第一輸出端口 11及第二輸出端口 12的傳輸線特性阻抗為50歐姆，第一輸出端口 11及第二輸出端口 12之間采用100歐姆的隔離電阻13 (如圖4所示);第一 Wilkinson功分器7的第一輸出端口 11及第二輸出端口 12經(jīng)過180°相移后分別連接第二 Wilkinson功分器8及第三Wilkinson功分器9的輸入端口 10 ；第二 Wilkinson功分器8及第三Wilkinson功分器9的第一輸出端口 11及第二輸出端口 12經(jīng)過90°相移后通過傳輸線連接至第一過孔14、第二過孔15、第三過孔16及第四過孔17，傳輸線通過第一過孔14、第二過孔15、第三過孔16及第四過孔17分別連接直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)6的第一漸變阻抗傳輸線18、第二漸變阻抗傳輸線19、第三漸變阻抗傳輸線20及第四漸變阻抗傳輸線21 (如圖5所示)，第一漸變阻抗傳輸線18、第二漸變阻抗傳輸線19、 第三漸變阻抗傳輸線20及第四漸變阻抗傳輸線21分別連接輻射天線4的四個(gè)螺旋臂，分別為第一螺旋臂22、第二螺旋臂23、第三螺旋臂M及第四螺旋臂25 (如圖1所示)。本實(shí)用新型的工作過程是這樣的信號(hào)由第一 Wilkinson功分器7的輸入端口 10 饋入，通過輸出端口 11和輸出端口 12輸出的是等幅同相的兩個(gè)信號(hào)，其中第一輸出端口 11輸出的信號(hào)再經(jīng)過180°相移，等幅同相的兩個(gè)信號(hào)變成了等幅反相的兩個(gè)信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)分別經(jīng)第二 Wilkinson功分器8和第三Wilkinson功分器9，再經(jīng)過90°相移之后，就得到了幅度相等、相位依次差90°的四路信號(hào)，四路信號(hào)通過第一過孔14、第二過孔15、第三過孔16及第四過孔17，分別連接至直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)6的第一漸變阻抗傳輸線 18、第二漸變阻抗傳輸線19、第三漸變阻抗傳輸線20及第四漸變阻抗傳輸線21，上述第一 Wilkinson功分器7、第二 Wilkinson功分器8及第三Wilkinson功分器9的輸入輸出都為 50 Ω，所以四路信號(hào)的輸出阻抗也為50 Ω，直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)6將四路信號(hào)的50 Ω 輸出阻抗?jié)u變成和介質(zhì)加載螺旋天線4匹配的低阻抗(本實(shí)施例中為3Ω )，第一漸變阻抗傳輸線18、第二漸變阻抗傳輸線19、第三漸變阻抗傳輸線20及第四漸變阻抗傳輸線21的遠(yuǎn)離第一過孔14、第二過孔15、第三過孔16及第四過孔17的一端分別和介質(zhì)加載螺旋天線4的第一螺旋臂22、第二螺旋臂23、第三螺旋臂M及第四螺旋臂25相連，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)介質(zhì)加載螺旋天線4的四個(gè)螺旋臂的低阻抗匹配、等幅、依次相差90°的饋電。等幅、依次相差90°的饋電可以保證天線的圓極化性能，同四個(gè)螺旋臂低阻抗的匹配可以得到較好的天線增益。
權(quán)利要求1.一種四臂螺旋天線的功分相移阻抗變換饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括上層微帶介質(zhì)板(1)、下層微帶介質(zhì)板( 以及由上層微帶介質(zhì)板(1)和下層微帶介質(zhì)板( 相接觸的一面形成的中間共地板(3)；所述下層微帶介質(zhì)板( 背向輻射天線的一面上設(shè)有功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)(5)；所述上層微帶介質(zhì)板(1)朝向輻射天線的一面上設(shè)有直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)(6)；功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)(5)和直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)(6)通過第一過孔(14)、第二過孔(15)、第三過孔(16)及第四過孔(17)進(jìn)行連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種四臂螺旋天線的功分相移阻抗變換饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)(5)包括三個(gè)Wilkinson功分器，分別為第一 Wilkinson 功分器(7)、第二 Wilkinson功分器(8)及第三Wilkinson功分器(9)，三個(gè)Wilkinson功分器的輸入端口(10)、第一輸出端口(11)及第二輸出端口(12)的傳輸線特性阻抗為50 歐姆，第一輸出端口(11)及第二輸出端口(12)之間采用100歐姆的隔離電阻(13)；第一 Wilkinson功分器(7)的第一輸出端口(11)及第二輸出端口(1 經(jīng)過180°相移后分別連接第二 Wilkinson功分器(8)及第三Wilkinson功分器(9)的輸入端口(10)；第二 Wilkinson功分器(8)及第三Wilkinson功分器(9)的第一輸出端口(11)及第二輸出端口 (12)經(jīng)過90°相移后通過傳輸線連接至第一過孔(14)、第二過孔(15)、第三過孔(16)及第四過孔(17)，傳輸線通過第一過孔(14)、第二過孔(15)、第三過孔(16)及第四過孔(17) 分別連接直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)(6)的第一漸變阻抗傳輸線(18)、第二漸變阻抗傳輸線 (19)、第三漸變阻抗傳輸線00)及第四漸變阻抗傳輸線(21)，第一漸變阻抗傳輸線(18)、 第二漸變阻抗傳輸線(19)、第三漸變阻抗傳輸線00)及第四漸變阻抗傳輸線分別連接輻射天線的四個(gè)螺旋臂。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種四臂螺旋天線的功分相移阻抗變換饋電網(wǎng)絡(luò)。本饋電網(wǎng)絡(luò)包括上層微帶介質(zhì)板、下層微帶介質(zhì)板以及由上層微帶介質(zhì)板和下層微帶介質(zhì)板相接觸的一面形成的中間共地板；下層微帶介質(zhì)板背向輻射天線的一面上設(shè)有功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)；上層微帶介質(zhì)板朝向輻射天線的一面上設(shè)有直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)；功分相移阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和直線漸變型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)通過過孔進(jìn)行連接。本實(shí)用新型使天線具有結(jié)構(gòu)緊湊、加工容忍度大、天線性能容易調(diào)節(jié)、不需要巴倫設(shè)計(jì)及圓極化帶寬較寬等特點(diǎn)。同時(shí)，饋電網(wǎng)絡(luò)采用了漸變線阻抗變換，在較大的帶寬內(nèi)保證和天線的阻抗匹配，解決了螺旋天線的低阻抗同功分相移器的高阻抗之間的匹配問題，提高了饋電網(wǎng)絡(luò)的集成度。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK202205895SQ201120363078
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者劉志鋒, 李學(xué)功, 李鴻儒, 王云靈, 王健 申請(qǐng)人:北京華龍通科技有限公司, 天津七一二通信廣播有限公司