【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本技術涉及一種衛(wèi)星天線，尤其涉及一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，屬于衛(wèi)星通信天線。
技術介紹
1、近年來，低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)由于在功耗、時延、成本等方面具有絕對優(yōu)勢，低軌衛(wèi)星相對于中高軌衛(wèi)星通信具有星地延遲小、路徑損耗小以及終端可小型化等優(yōu)點，低軌衛(wèi)星通信天線一般采用微帶天線、陶瓷天線或者四臂螺旋天線等。其中，微帶天線和陶瓷天線存在波束寬度窄、駐波帶寬窄以及低仰角增益較低等技術問題，在用于低軌衛(wèi)星通信時的整體性能較差；而四臂螺旋天線一般具有較寬的圓極化輻射波束，在低仰角也有一定的增益。因此，現(xiàn)有技術一般采用四臂螺旋天線進行低軌衛(wèi)星的通信。
2、但是，針對工作頻段在400mhz左右的低軌道衛(wèi)星天線，大部分為線極化天線，少部分為微帶介質(zhì)天線，鮮少有四臂螺旋天線。并且，線極化天線的天線方向圖都是朝向周圍輻射，由于頂部輻射的能量很少，因此不適合用于低軌道衛(wèi)星傳輸；微帶介質(zhì)天線為了滿足400mhz這一特別低的頻率，在做成圓極化天線后，不僅尺寸很大、重量很重，使用起來不方便，而且不能滿足低剖面的輻射特性，因此也不是較優(yōu)的選擇。
3、綜上，在保證較高性能指標的前提下，圓極化天線必須具備成本低廉、結(jié)構緊湊和體積小巧的特點，為此，亟待研發(fā)設計出一種全新的四臂螺旋天線，以適應頻率在400mhz附近的應用需求。
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)存的技術問題，本技術的技術目的在于提供一種圓極化、小型化、輕量化、波瓣寬的緊湊型低軌衛(wèi)星天線。
2、為實現(xiàn)上述目的，本技術提供一種緊湊型低軌衛(wèi)
3、所述四臂螺旋天線體卷繞成圓筒狀，包括第一介質(zhì)基材，以及加載在其外表面的四個輻射臂；所述四個輻射臂的形狀相同，并圍繞圓筒的軸心依次間隔90°排列；
4、其中，每個所述輻射臂的長度為四分之一的工作波長，并通過四次折彎卷繞成螺旋狀，從外向內(nèi)包括依次相連的第一金屬線路、第二金屬線路、第三金屬線路、第四金屬線路和第五金屬線路；所述第一金屬線路的底邊設有饋電柱和短路柱；
5、所述饋電pcb板包括第二介質(zhì)基材，以及加載在其頂面的饋電網(wǎng)絡；所述饋電網(wǎng)絡包括四個信號端口，以及四個接地端口；
6、并且，所述四個輻射臂通過各自的饋電柱依次連接所述饋電網(wǎng)絡的四個信號端口，并通過各自的短路柱依次連接所述饋電網(wǎng)絡的四個接地端口；
7、所述射頻輸出口連接饋電pcb板的底面，以向饋電pcb板輸出射頻信號。
8、本技術進一步的，所述第一金屬線路、第三金屬線路、第五金屬線路相互平行，并與第一介質(zhì)基材的底邊形成預設傾斜角度；所述第二金屬線路和第四金屬線路分別與第一介質(zhì)基材的底邊平行。
9、本技術進一步的，所述饋電網(wǎng)絡通過四個信號端口分別對四個輻射臂進行等幅激勵，并分別輸出相位為0°、90°、180°、270°的信號。
10、本技術更進一步的，所述相位按順時針依次滯后90°，形成左旋圓極化。
11、本技術更進一步的，所述饋電網(wǎng)絡還包括耦合器q1，耦合器q2和耦合器q3；每個耦合器均包括輸入腳、輸出腳、耦合腳和隔離腳；
12、其中，所述耦合器q1的輸出腳分別連接匹配電容c1和射頻輸出口，其耦合腳連接電阻r1，其輸入腳連接耦合器q3的輸出腳，其隔離腳經(jīng)長度為1/4工作波長的微帶線連接耦合器q2的輸出腳；
13、所述耦合器q2的耦合腳連接電阻r2；所述耦合器q3的耦合腳連接電阻r3；
14、所述耦合器q3的輸入腳和隔離腳，以及所述耦合器q2的輸入腳和隔離腳依次連接所述四個信號端口，并分別輸出相位為0°、90°、180°、270°的信號。
15、本技術進一步的，所述四臂螺旋天線體采用柔性印刷電路板。
16、本技術進一步的，所述第一介質(zhì)基材的一個側(cè)邊設有背膠區(qū)域，并通過背膠區(qū)域連接另一個側(cè)邊。
17、本技術更進一步的，所述四臂螺旋天線體卷繞成的圓筒狀的直徑為70mm，高度為64mm。
18、本技術進一步的，所述饋電pcb板采用羅杰斯高頻板材。
19、本技術更進一步的，所述天線的工作頻段為400mhz-403mhz，且在仰角≥30°時，增益≥-1dbi。
20、綜上，本技術提供的緊湊型低軌衛(wèi)星天線具有圓極化、小型化、輕量化、波瓣寬的特點，與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，具有如下技術優(yōu)勢：
21、1、現(xiàn)有的四臂螺旋天線的輻射臂一般折彎1-2次，本技術的輻射臂折彎了4次，并形成由五條金屬線路組成的螺旋型，在保證尺寸很緊湊的基礎上，性能也得到了提升。
22、2、本技術的饋電pcb板采用3個等幅90°移相的3db電橋，加上四分一工作波長的板端移相走線，合成出接近等幅、相位依次相差90°的饋電網(wǎng)絡，實現(xiàn)了分別對四個輻射臂12激勵等幅，并分別輸出相位為0°、90°、180°、270°的信號。
23、3、常規(guī)采用fr4的饋電pcb板損耗比較大，本技術的饋電pcb板采用羅杰斯高頻板材，降低了整個饋電網(wǎng)絡的損耗，提升了衛(wèi)星天線的效率和增益。
24、4、本技術的主體尺寸為φ70×64mm，減小了圓極化天線的延展尺寸，縮小了圓極化天線的整體大小，在保證較高性能指標的前提下，滿足了圓極化天線必須具備成本低廉、結(jié)構緊湊和體積小巧的應用需求。
25、5、本技術的頻率能覆蓋到400mhz-403mhz，并且滿足低軌衛(wèi)星對天線的性能需求，填補了工作頻段在400mhz左右的四臂螺旋天線的市場空缺。
26、6、本技術在theta?60°以上，能實現(xiàn)400mhz-403mhz增益最小值≥-1dbi，駐波≤1.8，保證了天線方向圖波瓣寬度，提高了低仰角增益，使天線在上半球方向能滿足衛(wèi)星天線的通訊要求。
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1.一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，包括四臂螺旋天線體，饋電PCB板和射頻輸出口；
2.根據(jù)權利要求1所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述第一金屬線路、第三金屬線路、第五金屬線路相互平行，并與第一介質(zhì)基材的底邊形成預設傾斜角度；所述第二金屬線路和第四金屬線路分別與第一介質(zhì)基材的底邊平行。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡通過四個信號端口分別對四個輻射臂進行等幅激勵，并分別輸出相位為0°、90°、180°、270°的信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述相位按順時針依次滯后90°，形成左旋圓極化。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡還包括耦合器Q1，耦合器Q2和耦合器Q3；每個耦合器均包括輸入腳、輸出腳、耦合腳和隔離腳；
6.根據(jù)權利要求1所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述四臂螺旋天線體采用柔性印刷電路板。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述
8.根據(jù)權利要求1或6或7所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述四臂螺旋天線體卷繞成的圓筒狀的直徑為70mm，高度為64mm。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述饋電PCB板采用羅杰斯高頻板材。
10.根據(jù)權利要求1、2、3、4、6、7、9任一項所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述天線的工作頻段為400Mhz-403Mhz，且在仰角≥30°時，增益≥-1dBi。
...【技術特征摘要】
1.一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，包括四臂螺旋天線體，饋電pcb板和射頻輸出口；
2.根據(jù)權利要求1所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述第一金屬線路、第三金屬線路、第五金屬線路相互平行，并與第一介質(zhì)基材的底邊形成預設傾斜角度；所述第二金屬線路和第四金屬線路分別與第一介質(zhì)基材的底邊平行。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡通過四個信號端口分別對四個輻射臂進行等幅激勵，并分別輸出相位為0°、90°、180°、270°的信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述相位按順時針依次滯后90°，形成左旋圓極化。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的一種緊湊型低軌衛(wèi)星天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡還包括耦合器q1，耦合器q2和耦合器q3；...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張燁，黃華，
申請(專利權)人：深圳市微星物聯(lián)科技有限公司，
類型：新型
國別省市：
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