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一种一体化双螺旋天线

阅读：2发布：2021-01-23

专利汇可以提供一种一体化双螺旋天线专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种一体化双螺旋天线，包括介质塔、螺旋天线、一体化馈电网络和辐射杯体，一端为公共口采用同轴射频接头实现外部射频连接，一体化馈电网络另外一端为功分口，两个同轴馈电金属柱与螺旋线连接，金属柱与螺旋线采用焊接方式，减少2个同轴射频连接器，避免了接触非线性，该连接方式PIM性能优良。，下面是一种一体化双螺旋天线专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种一体化双螺旋天线，其特征在于：包括介质塔(1)、螺旋天线(2)、一体化馈电网络(3)和辐射杯体(4)，
介质塔(1)安装于辐射杯体(4)内，沿辐射杯体(4)宽边对称；
螺旋天线(2)缠绕于介质塔(1)上，由一体化馈电网络(3)给两个螺旋天线(2)馈电；
一体化馈电网络(3)位于辐射杯体(4)下边、两个螺旋天线(2)中间的位置，与辐射杯体(4)进行结构一体加工；一体化馈电网络(3)下端为公共口，采用同轴射频接头实现与外部射频连接，上面两个金属柱为功分口，等分传输射频信号，通过两个金属柱与螺旋天线的下端进行焊接；一体化馈电网络(3)下端同轴射频接头的内导体通过变换段与外导体连通。
2.如权利要求1所述的一种一体化双螺旋天线,其特征在于：介质塔(1)为圆锥筒形状，数量为2个。
3.如权利要求1所述的一种一体化双螺旋天线,其特征在于：两个介质塔(1)和螺旋天线(2)沿一维排布。
4.如权利要求1所述的一种一体化双螺旋天线,其特征在于：辐射杯体(4)外形为椭圆形，杯体底部开有两个耦合孔，一体化馈电网络(3)两个同轴馈电金属柱从这两个耦合孔伸出。
5.如权利要求4所述的一种一体化双螺旋天线,其特征在于：耦合孔大小与金属柱阻抗匹配。
6.如权利要求4所述的一种一体化双螺旋天线,其特征在于：两个耦合孔结构沿辐射杯体(4)宽边对称，使两个螺旋天线(2)馈电相位一致。
7.如权利要求1所述的一种一体化双螺旋天线,其特征在于：一体化馈电网络(3)由同轴到微带线的等功分变换器构成。

说明书全文

一种一体化双螺旋天线

技术领域

[0001] 本发明涉及一种一体化双螺旋天线，属于天线技术领域。

背景技术

[0002] 低无源互调(PIM)技术是通信卫星系统的关键技术之一，也是当今国际宇航界共同关注的技术难题。我国空间卫星有效载荷系统向发射高功率、接收高灵敏度的方向发展，馈源功率越来越大，馈源阵规模越来越大，受平台的限制必须采用收发共用天线技术，无源互调问题已成为制约卫星大功率载荷研制的瓶颈。收发无源互调(PIM)作为一种时变非线性现象，影响因素多，星载产品无源互调性能与材料结构、安装连接、空间环境、载波功率等多种因素密切相关。

[0003] 通信卫星大功率收发共用馈源阵由于重量和通道数量的限制，一部分辐射单元需要采用双螺旋天线。采用双螺旋天线可以在不增加通道的情况下扩大服务区，在利用卫星平台现有能力的前提下有效满足了用户大服务区的要求。辐射单元在热交变情况下的PIM(无源互调)性能要求小于-145dBm，常规的双螺旋天线由两个螺旋天线和一个功分器组成，无法满足重量和PIM要求。

发明内容

[0004] 本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种一体化双螺旋天线，双螺旋天线与功分器一体化集成，利用同轴到微带线的等功分变换器给两个螺旋线馈电，PIM性能好，不存在过约束问题，热稳定性好。

[0005] 本发明的技术解决方案是：

[0006] 一种一体化双螺旋天线，包括介质塔、螺旋天线、一体化馈电网络和辐射杯体，[0007] 介质塔安装于辐射杯体内，沿辐射杯体宽边对称；

[0008] 螺旋天线缠绕于介质塔上，由一体化馈电网络给两个螺旋天线馈电；

[0009] 一体化馈电网络位于辐射杯体下边、两个螺旋天线中间的位置，与辐射杯体进行结构一体加工；一体化馈电网络下端为公共口，采用同轴射频接头实现与外部射频连接，上面两个金属柱为功分口，等分传输射频信号，通过两个金属柱与螺旋天线的下端进行焊接；一体化馈电网络下端同轴射频接头的内导体通过变换段与外导体连通；

[0010] 介质塔为圆锥筒形状，数量为2个。

[0011] 由于两个介质塔和螺旋天线沿一维排布。

[0012] 辐射杯体外形为椭圆形，杯体底部开有两个耦合孔，一体化馈电网络两个同轴馈电金属柱从这两个耦合孔伸出。

[0013] 耦合孔大小与金属柱阻抗匹配。

[0014] 两个耦合孔结构沿辐射杯体宽边对称，使两个螺旋天线馈电相位一致。

[0015] 一体化馈电网络由同轴到微带线的等功分变换器构成。

[0016] 本发明与现有技术相比的优点在于：

[0017] (1)常规方法采用双螺旋天线加功分器同轴连接设计，射频连接点多，存在接触非线性问题，大功率情况下PIM性能差，本发明采用一体化馈电网络，一端为公共口采用同轴射频接头实现外部射频连接，一体化馈电网络另外一端为功分口，两个同轴馈电金属柱与螺旋线连接，金属柱与螺旋线采用焊接方式，减少2个同轴射频连接器，避免了接触非线性，该连接方式PIM性能优良；

[0018] (2)本发明两个耦合孔结构沿辐射杯体宽边对称，保证两个螺旋天线馈电相位一致，解决了传统采用功分器实现的双螺旋天线结构庞大复杂、产品重量重的问题，该设计重量轻，结构简单，便于操作；

[0019] (3)本发明一体化馈电网络公共口的内导体通过变换段后与外导体直接连通，内导体上的热可以通过外导体传递出来，热稳定性好。附图说明

[0020] 图1为本发明结构图；

[0021] 图2为本发明一体化馈电网络结构图；

[0022] 图3为本发明辐射杯体耦合孔结构图；

[0023] 图4为本发明辐射杯体结构图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图对本发明进行详细描述。

[0025] 一种一体化双螺旋天线，如图1所示，包括介质塔1、螺旋天线2、一体化馈电网络3和辐射杯体4，

[0026] 介质塔1为圆锥筒形状，数量为2个；介质塔1分别通过3个螺钉安装于辐射杯体4内，沿辐射杯体4宽边对称；

[0027] 螺旋天线2缠绕于介质塔1上，由一体化馈电网络3给两个螺旋天线2馈电；

[0028] 如图2所示，一体化馈电网络3位于辐射杯体4下边、两个螺旋天线2中间的位置，与辐射杯体4进行结构一体加工；一体化馈电网络3下端为公共口，采用同轴射频接头实现与外部射频连接，上面两个金属柱为功分口，等分传输射频信号，通过两个金属柱与螺旋天线的下端进行焊接；一体化馈电网络3下端同轴射频接头的内导体通过变换段与外导体连通；

[0029] 由于两个介质塔1和螺旋天线2沿一维排布，且为了减少重量，辐射杯体4外形设计为椭圆形，如图4所示，杯体底部开有两个耦合孔，如图3所示，一体化馈电网络3两个同轴馈电金属柱从这两个耦合孔伸出，为了保证天线驻波等电参数，耦合孔大小与金属柱尺寸进行联合优化，实现天线的最佳电性能；两个耦合孔结构沿辐射杯体4宽边对称，保证两个螺旋天线2馈电相位一致。

[0030] 常规方法采用双螺旋天线加功分器同轴连接设计，射频连接点多，存在接触非线性问题，大功率情况下PIM性能差，为克服现有技术的不足，本发明采用一体化馈电网络，一端为公共口采用同轴射频接头实现外部射频连接，一体化馈电网络另外一端为功分口，两个同轴馈电金属柱与螺旋线连接，金属柱与螺旋线采用焊接方式，减少2个同轴射频连接器，避免了接触非线性。接触非线性是一个很重要的PIM源，存在接触非线性就会使产品PIM性能恶化，该连接方式PIM性能优良。

[0031] 本发明采用新型一体化小型低PIM馈电技术，结合辐射杯体一体化共形设计，杯体底部设计了两个耦合孔，耦合孔的位置位于一体化馈电网络两个同轴馈电金属柱的上方，两个同轴馈电金属柱从这两个耦合孔伸出，耦合孔大小与金属柱阻抗匹配。

[0032] 两个耦合孔结构沿辐射杯体宽边对称，保证两个螺旋天线馈电相位一致。解决了传统采用功分器实现的双螺旋天线结构庞大复杂、产品重量重的问题，该设计重量轻，结构简单，便于操作。

[0033] 常规方法采用双螺旋天线加功分器同轴连接设计，结构连接点多，存在结构过约束问题，在热交变的情况下PIM性能差，为克服现有技术的不足，本发明提出了双螺旋天线与功分器一体化集成技术，通过一体化馈电网络，将公共端同轴信号等功分到两个金属柱上，螺旋线再与金属柱连接，实现了同轴到微带线的等功分变换器给两个螺旋线馈电，该方案只有公共端有一个同轴连接，与两个螺旋天线是通过螺旋线与金属柱焊接来实现连接，不会由于连接接头非接触性而引入PIM问题，PIM性能好。

[0034] 本发明不同于常规双螺旋天线是通过支架和螺钉实现功分器、两个螺旋天线与馈源安装板硬连接，该方案一体化馈电网络与辐射杯体一体加工，与馈源安装板是通过辐射杯体上的螺钉连接，结构连接点少不存在过约束问题。

[0035] 另外，本发明的一体化馈电网络公共口的内导体通过变换段后与外导体直接连通，内导体上的热可以通过外导体传递出来，热稳定性好。

[0036] 本发明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。

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