CN207490094U - 一种多频双模导航接收机天线 - Google Patents

Abstract

一种多频双模导航接收机天线，包括天线辐射板、天线地板、馈电网络板、扼流环和底座，具有覆盖上半空间的半球波束，有足够的增益，使之实现捕获和稳定的跟踪GNSS卫星。其方向图具有圆对称分布，无论哪个方向进入的来波具有相同的响应。同时有高的滚降和前后比，以拒绝接收来自低仰角和水平方向以下的任何多径辐射；具有稳定的辐射相心以减少载波相位观测误差，保证载波相位测量精度；覆盖区内有良好的广角右旋圆极化，以减少一次多径影响和极化失配的增益损失；至少能覆盖北斗B1、B2、B3频段以及GPS L1、L2频段，不仅可降低系统误差和与信号传播有关的误差，同时可充分利用多元化的空间资源，以适应GNSS兼容接收机工作要求。

Description

一种多频双模导航接收机天线

技术领域

本实用新型涉及一种多频双模导航接收机天线。

背景技术

低轨遥感卫星具有大角度、快速机动的特点，这一特点会引起导航接收机天线电轴指向大角度、更快速、更频繁的变化。单一星座下，星况更加快速频繁的变化可能会导致可用导航星数不足4颗而无法定位的情况出现。若采用多模星座的导航信号，可用星数不足的概率就可大大降低，这就需要采用一款可以兼容多个导航星座信号的接收机和接收天线。另一方面，姿态的大角度机动也使得导航接收机不得不频繁使用天线低仰角接收导航星座的信号，如果天线低仰角的增益较低会导致导航接收机因链路余量不足而无法正常定位。某些低轨卫星还对导航接收机天线的相位中心稳定度提出较高要求。目前具有高增益、高稳定的相位中心的多频双模导航接收机天线还比较少见。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种具有高增益、高稳定相位中心和多径抑制能力的多频双模导航接收机天线，解决了星载导航接收机在卫星大角度、快速机动时对多模双频导航星座信号的接收问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种多频双模导航接收机天线，包括天线辐射板、天线地板、馈电网络板、扼流环和底座；天线地板为盒体，用于镶嵌馈电网络板；天线辐射板上伸出有插针穿过天线地板上的过孔，与馈电网络板上的馈点连接；天线辐射板与天线地板之间通过介质支撑板进行连接，介质支撑板与相邻结构件之间的接触面涂抹结构胶粘剂；扼流环包括扼流环上环、扼流环中环、扼流环下环；扼流环上环作为天线地板的底盖固定在天线地板上；扼流环上环、扼流环中环、扼流环下环与底座通过金属螺钉连接；所述多频双模导航接收机天线从上到下依次放置天线辐射板、介质支撑板、天线地板、扼流环上环、扼流环中环、扼流环下环和底座。

所述插针与天线地板上的过孔之间填充有电绝缘介质材料。

所述天线辐射体、天线地板均选用2A12铝合金材料。

所述馈电网络板上的馈点采用电连接器形式，电连接器材料为铜镀金。

所述电绝缘介质材料为聚四氟乙烯。

所述在天线辐射体与天线地板之间设置有介质支撑板，用于连接天线辐射体与天线地板，限制二者之间的相对位移，从而进一步限制插针与电连接器之间的轴向窜动。

所述介质支撑板选用聚酰亚胺材料。

所述多频双模导航接收机天线表面部分进行本色导电阳极化处理，局部喷热控白漆。

所述底座的材质为铝合金2A12，多频双模导航接收机天线通过底座安装在卫星结构板上，底座与卫星结构板进行隔热处理。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：采用了扼流环技术，在基本不增加径向尺寸，在维持天线的前向辐射性能基本不变的前提下，扼流环明显地使其滚降从9-11dB提高到15-19dB，前后比从20dB提高到26dB-29dB以上，有效地提高了天线的多径抑制能力；再加上天线有高的覆盖增益，稳定的相位中心和多频、宽带特性，天线装星后具有优良的辐射性能和稳定的相心，能达到预期的要求。

附图说明

图1为本实用新型天线构型图；

图2为本实用新型天线详细结构图。

具体实施方式

天线结构设计是天线理论模型的工程实现，通过适当的结构形式来实现天线电性能指标，同时为天线提供结构支撑与保护，使天线满足机械性能、空间环境适应性、热特性等其它指标要求。天线构型设计在最大程度上保留了电仿真模型中各功能模块的空间布局及相对位置关系，具有模块化、一体化、高度集成化的设计特点。

天线由天线辐射板1、带辐射叶片的天线地板2、馈电网络板3、扼流环4、底座5组成。天线地板设计为盒体，用于镶嵌单元馈电网络板；天线辐射板1伸出4个插针穿过天线地板与天线馈电网络中的4个馈点进行电气连接；插针与天线地板过孔之间填充介质材料进行电绝缘；天线辐射板与天线地板之间借助介质支撑板进行连接，介质支撑板对4个电连接部位起到一定的保护作用，根据天线电气设计需求，介质支撑与相邻结构件之间采用介质螺钉进行连接，接触面涂抹结构胶粘剂提高连接强度；扼流环下环作为天线地板的底盖固定在天线地板上；扼流环上环、中环、下环与底座通过金属螺钉连接。

宇航天线要求结构的比强度大、比刚度好、重量轻、精度高、工艺性好，能适应各种空间环境条件，同时还必须满足天线电性能指标要求。因此合理地选择材料，以期满足各项结构性能要求，是天线结构设计中至关重要的一个环节。从设计和宇航天线实践经验的继承性方面来考虑，铝合金仍然是现阶段结构材料的重要选择。天线辐射体、单元地板选用2A12铝合金材料，介质环和介质螺钉选用聚酰亚胺材料。根据现有方案估算天线总重量约为1.25Kg。

天线单元内部电气连接主要指辐射体上4个插针与单元馈电网络中4个馈点的电气连接，单元馈电网络中的馈点采用电连接器形式。通过插针与电连接器实现电气连接。插针材料为铜，外露部分直径为0.9mm，辐射体与插针之间为螺纹连接。

单元馈电网络上的电连接器基体材料为铜镀金，介质材料为聚四氟乙烯，起到缓冲作用，电连接器与插针之间的连接长度为2.6mm，在振动环境条件下，插针与电连接器之间存在微量相对位移，可以使焊点避免应力集中。

在天线辐射体与单元地板之间增加介质环，用于连接辐射体与天线地板，限制二者之间的相对位移，从而进一步限制插针与电连接器之间的轴向窜动。

天线电接口为SMA-F插座。

天线工作温度范围为-90℃～+90℃，天线金属表面部分进行本色导电阳极化处理，局部喷热控白漆。

由于天线暴露于星体之外，与星内仪器设备相比，位于星体外的天线所处的空间环境更加恶劣，不仅要直接受到太阳辐射、地球红外及地球反照的影响，还要受到空间环境将近4K的低温环境影响，以及进出阴影区冷热交变的影响，外热流的变化相当剧烈，因此天线各部件温度的变化非常剧烈，增大了天线热设计、热分析的难度。天线底座的材质为铝合金2A12，导热率121.4W/(m·℃)，比热容为921J/(kg·K)，天线通过底座安装在卫星结构板上，底座与卫星结构板隔热处理；各零件之间直接采用螺钉连接，具有良好的热通路，避免局部温度太高。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种多频双模导航接收机天线，其特征在于：包括天线辐射板(1)、天线地板(2)、馈电网络板(3)、扼流环(4)和底座(5)；天线地板(2)为盒体，用于镶嵌馈电网络板(3)；天线辐射板(1)上伸出有插针穿过天线地板(2)上的过孔，与馈电网络板(3)上的馈点连接；天线辐射板(1)与天线地板(2)之间通过介质支撑板进行连接，介质支撑板与相邻结构件之间的接触面涂抹结构胶粘剂；扼流环(4)包括扼流环上环、扼流环中环、扼流环下环；扼流环上环作为天线地板(2)的底盖固定在天线地板(2)上；扼流环上环、扼流环中环、扼流环下环与底座(5)通过金属螺钉连接；所述多频双模导航接收机天线从上到下依次放置天线辐射板(1)、介质支撑板、天线地板(2)、扼流环上环、扼流环中环、扼流环下环和底座(5)。

2.根据权利要求1所述的一种多频双模导航接收机天线，其特征在于：所述插针与天线地板(2)上的过孔之间填充有电绝缘介质材料。

3.根据权利要求1所述的一种多频双模导航接收机天线，其特征在于：所述天线地板(2)为带辐射叶片的天线地板；天线辐射板(1)、天线地板(2)均选用2A12铝合金材料。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种多频双模导航接收机天线，其特征在于：所述馈电网络板(3)上的馈点采用电连接器形式，电连接器材料为铜镀金。

5.根据权利要求2所述的一种多频双模导航接收机天线，其特征在于：所述电绝缘介质材料为聚四氟乙烯。

6.根据权利要求4所述的一种多频双模导航接收机天线，其特征在于：所述在天线辐射板(1)与天线地板(2)之间设置有介质支撑板，用于连接天线辐射板(1)与天线地板(2)，限制二者之间的相对位移，从而进一步限制插针与电连接器之间的轴向窜动。

7.根据权利要求4所述的一种多频双模导航接收机天线，其特征在于：所述介质支撑板选用聚酰亚胺材料。

8.根据权利要求1所述的一种多频双模导航接收机天线，其特征在于：所述多频双模导航接收机天线表面部分进行本色导电阳极化处理，局部喷热控白漆。

9.根据权利要求1所述的一种多频双模导航接收机天线，其特征在于：所述底座(5)的材质为铝合金2A12，多频双模导航接收机天线通过底座(5)安装在卫星结构板上，底座(5)与卫星结构板进行隔热处理。