CN110676565A - 应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线及其使用方法 - Google Patents

应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110676565A
CN110676565A CN201911018933.2A CN201911018933A CN110676565A CN 110676565 A CN110676565 A CN 110676565A CN 201911018933 A CN201911018933 A CN 201911018933A CN 110676565 A CN110676565 A CN 110676565A
Authority
CN
China
Prior art keywords
helical antenna
global positioning
slotted
helical
positioning satellite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911018933.2A
Other languages
English (en)
Inventor
刘金长
王勇
李朝阳
郭艳
景瑞瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Network Si Ji Shen Xiang Location Service (beijing) Co Ltd
State Grid Information and Telecommunication Co Ltd
National Network Information and Communication Industry Group Co Ltd
Original Assignee
National Network Si Ji Shen Xiang Location Service (beijing) Co Ltd
National Network Information and Communication Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Network Si Ji Shen Xiang Location Service (beijing) Co Ltd, National Network Information and Communication Industry Group Co Ltd filed Critical National Network Si Ji Shen Xiang Location Service (beijing) Co Ltd
Priority to CN201911018933.2A priority Critical patent/CN110676565A/zh
Publication of CN110676565A publication Critical patent/CN110676565A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本发明提供一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，包括呈弯折状的行波馈电网络和螺旋天线主体，所述螺旋天线主体通过一同轴线馈电，所述螺旋天线主体包括柔性FPC板和在柔性FPC板上开槽的若干组螺旋臂单元，每组螺旋臂单元均按同一个方向螺旋，若干组螺旋臂单元为若干个等距的螺旋槽。本发明采用金属开槽而不是传统的PQHAS作为辐射臂，利用弯折形的行波馈电网络，结构更简单，成本低且易于制造，具有实用性及创新性。

Description

应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线及其使用方法。
背景技术
圆极化天线由于其众多优点而广泛应用于卫星通信和导航系统，例如抗多径干扰和减少电离层引起的“法拉第旋转”效应。 如今，全球导航卫星系统（GNSS）在日常军事，民用和商业应用中发挥着重要作用，具有良好性能的圆极化天线是这些应用的关键。四臂螺旋天线因其优异的轴比和心形辐射模式而成为一个很好的选择。随着卫星通信和导航技术的快速发展，市场对于天线产品的要求越来越高；
另外，馈电网络对PQHA非常重要，因为每个辐射臂所获得的能量的幅度和相位直接决定了圆极化的纯度。通常，传统的PQHA必须配备复杂的馈电网络，这不利于天线的成本控制和小型化。所以，有必要提供一种新的螺旋天线技术，在保证带宽和增益的前提下，实现天线结构简单化，增益是表示定向天线辐射集中程度的参数，为定向天线和无方向天线在预定方向产生的电场强度平方之比。
发明内容
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，结构简单且性能良好。
本发明的具体实施方案是：提供一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，包括呈弯折状的行波馈电网络和螺旋天线主体，所述螺旋天线主体通过一同轴线馈电，所述螺旋天线主体包括柔性FPC板和在柔性FPC板上开槽的若干组螺旋臂单元，每组螺旋臂单元均按同一个方向螺旋，若干组螺旋臂单元为若干个等距的螺旋槽。
进一步的，所述螺旋天线主体厚度为0.254mm。
进一步的，所述螺旋臂单元均匀设在螺旋天线主体外表面。
进一步的，所述螺旋天线主体上设有采用金属开槽作为辐射臂的金属条。
进一步的，所述螺旋臂单元对应全球定位系统（GPS）L2接收频段。
进一步的，所述行波馈电网络为位于螺旋天线主体内表面的折叠型馈电网络，所述行波馈电网络弯折角度均相同。
进一步的，所述行波馈电网络输入端口与同轴线相连接，所述行波馈电网络的微带馈线末端经欧姆电阻与螺旋天线主体外表面相连接。
进一步的，所述螺旋臂单元和行波馈电网络均建立在印刷电路板上。
进一步的，一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线的使用方法，柔性EPC板围绕成螺旋天线主体，螺旋天线主体的螺旋臂单元按统一方向螺旋构成螺旋天线，馈电方式通过附着于螺旋天线主体介质内表面的呈弯折形的行波馈电网络，从而利用同轴线馈电；根据测试结果调节若干组螺旋臂单元的宽度，宽度较小时，天线辐射面积更大，增益更高；同时，通过调节螺旋臂单元的长度，使螺旋臂单元谐振于低频，对应全球定位系统（GPS）L2接收频段。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置设计合理，结构简单，有效实现宽频带，采用呈弯折形的行波馈电网络，与传统的螺旋天线相比，本装置的螺旋天线主体结构更加简单，辐射臂和馈电网络均建立在印刷柔性FPC板上，因此天线成本低且易于制造，性能良好，适合应用于移动导航终端设备中。
附图说明
图1为本发明实施例开槽螺旋天线的立体图；
图2为本发明实施例开槽螺旋天线的正视图；
图3为本发明实施例开槽螺旋天线的俯视图；
图4为图1的展开示意图；
图5为本发明实施例开槽螺旋天线的反射系数仿真结果图；
图6为本发明实施例开槽螺旋天线的圆极化轴比带宽仿真结果图；
图7为本发明实施例开槽螺旋天线在XOZ面方向图；
图8为本发明实施例开槽螺旋天线在YOZ面方向图。
图中：1-同轴线，2-行波馈电网络，3-螺旋天线主体，4-螺旋臂单元，5-柔性FPC板，6-欧姆电阻，7-空气层、41-馈电点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1：如图1~8所示，本实施例中，提供一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，包括呈连续弯折状的行波馈电网络2和螺旋天线主体3，所述螺旋天线主体通过一同轴线1馈电，所述螺旋天线3主体包括柔性FPC板5和在柔性FPC板上开槽的六组螺旋臂单元4，每组螺旋臂单元4均按同一个方向螺旋，螺旋臂单元为六个等距的螺旋槽。
本实施例中，六组螺旋臂单元4的宽度可以根据测试结果调节，宽度较小时，天线辐射面积更大，增益更高，具体情况根据实际需求而定；所述螺旋臂单元结构可以相同也可以不相同，螺旋臂沿水平向上倾斜的角度为40°。
本实施例中，所述螺旋天线主体3上的六组开槽螺旋臂单元结构相同且相互等间排列，所述螺旋天线主体上的六组螺旋臂单元围绕螺旋天线主体中心均匀分布。
本实施例中，同轴线1与行波馈电网络2连接，用于对螺旋天线主体进行馈电，行波馈电网络与柔性FPC板连接处设有馈电点41。
本实施例中，所述螺旋天线主体厚度为0.254mm，螺旋天线主体作为介质，其中间为空气层7。
本实施例中，所述螺旋臂单元4均匀设在螺旋天线主体3外表面。
本实施例中，所述螺旋天线主体3上设有采用金属开槽作为辐射臂的金属条。
本实施例中，通过调节螺旋臂单元的长度，螺旋臂单元谐振于低频，所述螺旋臂单元对应全球定位系统（GPS）L2接收频段。
本实施例中，所述行波馈电网络为位于螺旋天线主体内表面的折叠型馈电网络，所述行波馈电网络弯折角度均相同。
本实施例中，所述行波馈电网络2输入端口与同轴线1相连接，所述行波馈电网络末端接欧姆电阻6与螺旋天线主体3外表面相连接。
本实施例中，螺旋天线主体是由柔性FPC板围绕而成，柔性FPC板也可围合而成其它形状，可以是圆柱、六棱柱或其它多边棱柱。
本实施例中，所述行波馈电网络2通过调整弯折的长度来调节天线匹配， 相邻每个螺旋臂单元之间的馈线长度是相等的，弯折形馈线宽度均相等，可以为1mm，每个弯折点的弯折角度为90°，可激发圆极化波，实现天线的圆极化。
本实施例中，所述螺旋臂单元和行波馈电网络均建立在印刷电路板上。
实施例2：在实施例1的基础上，本实施例中，本装置具体尺寸有：柔性FPC板5的厚度为0.254mm，螺旋天线主体3的高度为85mm，螺旋天线主体3周长为92mm，六组螺旋臂单元4的长度为106mm，宽度为2.5mm，沿水平面向上倾斜的角度为40°，行波馈电网络2的宽度为1mm，向下弯折的长度为9mm，同轴线1的长度为3.5mm。
本实施例中，本装置采用六组结构相同的螺旋臂单元按同一方向螺旋构成螺旋天线，馈电方式采用位于螺旋天线主体内表面的行波馈电网络利用同轴线馈电，简单便捷，造价成本低，性能良好，适合应用于移动导航终端设备，具有实用性。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，其特征在于，包括呈弯折状的行波馈电网络和螺旋天线主体，所述螺旋天线主体通过一同轴线馈电，所述螺旋天线主体包括柔性FPC板和在柔性FPC板上开槽的若干组螺旋臂单元，每组螺旋臂单元均按同一个方向螺旋，若干组螺旋臂单元为若干个等距的螺旋槽。
2.根据权利要求1所述的一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，其特征在于，所述螺旋天线主体厚度为0.254mm。
3.根据权利要求1所述的一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，其特征在于，所述螺旋臂单元均匀设在螺旋天线主体外表面。
4.根据权利要求1所述的一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，其特征在于，所述螺旋天线主体上设有采用金属开槽作为辐射臂的金属条。
5.根据权利要求1所述的一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，其特征在于，所述螺旋臂单元对应全球定位系统（GPS）L2接收频段。
6.根据权利要求1所述的一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，其特征在于，所述行波馈电网络为位于螺旋天线主体内表面的折叠型馈电网络，所述行波馈电网络弯折角度均相同。
7.根据权利要求1所述的一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，其特征在于，所述行波馈电网络输入端口与同轴线相连接，所述行波馈电网络的微带馈线末端经欧姆电阻与螺旋天线主体外表面相连接。
8.根据权利要求1所述的一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线，其特征在于，所述螺旋臂单元和行波馈电网络均建立在印刷电路板上。
9.一种利用如权利要求1所述的应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线的使用方法，其特征在于，柔性EPC板围绕成螺旋天线主体，螺旋天线主体的螺旋臂单元按统一方向螺旋构成螺旋天线，馈电方式通过附着于螺旋天线主体介质内表面的呈弯折形的行波馈电网络，从而利用同轴线馈电；根据测试结果调节若干组螺旋臂单元的宽度，宽度较小时，天线辐射面积更大，增益更高；同时，通过调节螺旋臂单元的长度，使螺旋臂单元谐振于低频，对应全球定位系统（GPS）L2接收频段。
CN201911018933.2A 2019-10-24 2019-10-24 应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线及其使用方法 Pending CN110676565A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911018933.2A CN110676565A (zh) 2019-10-24 2019-10-24 应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线及其使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911018933.2A CN110676565A (zh) 2019-10-24 2019-10-24 应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线及其使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110676565A true CN110676565A (zh) 2020-01-10

Family

ID=69084277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911018933.2A Pending CN110676565A (zh) 2019-10-24 2019-10-24 应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线及其使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110676565A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104701622A (zh) * 2015-03-14 2015-06-10 西安电子科技大学 宽波束多臂缝隙螺旋天线
CN107611590A (zh) * 2017-10-16 2018-01-19 福建福大北斗通信科技有限公司 小型化双频卫星通信手持终端天线及其使用方法
US20180090829A1 (en) * 2016-09-26 2018-03-29 The Mitre Corporation Decoupled concentric helix antenna
CN110212291A (zh) * 2019-07-17 2019-09-06 福州大学 一种应用于卫星导航终端的方形六臂缝隙螺旋天线
CN210866474U (zh) * 2019-10-24 2020-06-26 国网思极神往位置服务（北京）有限公司 一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104701622A (zh) * 2015-03-14 2015-06-10 西安电子科技大学 宽波束多臂缝隙螺旋天线
US20180090829A1 (en) * 2016-09-26 2018-03-29 The Mitre Corporation Decoupled concentric helix antenna
CN107611590A (zh) * 2017-10-16 2018-01-19 福建福大北斗通信科技有限公司 小型化双频卫星通信手持终端天线及其使用方法
CN110212291A (zh) * 2019-07-17 2019-09-06 福州大学 一种应用于卫星导航终端的方形六臂缝隙螺旋天线
CN210866474U (zh) * 2019-10-24 2020-06-26 国网思极神往位置服务（北京）有限公司 一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6653987B1 (en) Dual-band quadrifilar helix antenna
CN109378577A (zh) 一种小型化宽频带交叉偶极子天线
US20060284780A1 (en) Dual-band dipole antenna
KR101289265B1 (ko) 대수 주기 안테나
CN102800927A (zh) 通过多模行波（tw）的微型化超宽带多功能天线
US20030020662A1 (en) Diversity slot antenna
CN105048074A (zh) 一种卫星导航圆极化微带天线
CN210866474U (zh) 一种应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线
CN105789917A (zh) 一种多频多模手持机导航型天线
CN107611606A (zh) 天线结构和终端
KR100643543B1 (ko) 다중 대역 모노폴 안테나
US20200266545A1 (en) Broad band dipole antenna
CN110676565A (zh) 应用于全球定位卫星应用的开槽螺旋天线及其使用方法
CN110265779A (zh) 一种双十字形宽频带高低仰角增益卫星导航终端天线
CN107104280A (zh) 一种新型螺旋天线
CN112635986A (zh) 一种圆极化天线单元和圆极化天线
CN207098057U (zh) 天线结构和终端
US7990322B1 (en) Shortened HF and VHF antennas made with concentric ceramic cylinders
CN111883920A (zh) 一种八臂螺旋天线
JP4108246B2 (ja) ループアンテナ
JP2911088B2 (ja) ヘリカルアンテナ
CN218827815U (zh) 一种四臂螺旋天线
CN216288943U (zh) 一种适用于中型无人机通信的宽带共形贴片天线
CN206864630U (zh) 一种新型螺旋天线
CN213071364U (zh) 准平面宽带对数周期天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination