一種新型雙臂螺旋天線的研究與設(shè)計(jì)

相關(guān)專題: 無線

隨著衛(wèi)星無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展,越來越多的國家開始發(fā)展自己的導(dǎo)航通信系統(tǒng)。由于各種導(dǎo)航通信系統(tǒng)的衛(wèi)星在空間的分布有限,因此在低信息速率、小容量的衛(wèi)星導(dǎo)航通信系統(tǒng)中,要求所用終端的天線具有體積小,損耗低,極化為圓極化,俯仰面要寬和方向圖為全向方位面。雖然單臂螺旋天線和四臂螺旋天線經(jīng)常被采用,然而單臂螺旋天線增益比雙臂螺旋天線低2 dB,四臂螺旋天線要求各線的饋電相位分別為0°,90°,180°,270°,這就勢必要求比較復(fù)雜的饋電網(wǎng)絡(luò),而雙臂螺旋天線正好彌補(bǔ)了它們的缺點(diǎn)。通過調(diào)節(jié)螺旋的物理參數(shù),能夠得到主瓣指向衛(wèi)星的賦形波束,所以在衛(wèi)星導(dǎo)航通信系統(tǒng)中雙臂螺旋天線成了一種適宜的選擇。

根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航通信系統(tǒng)要求,終端所用天線設(shè)計(jì)需要滿足以下幾點(diǎn):天線覆蓋范圍為方位O°~360°,天頂角為20°~58°,波瓣中心增益為5.5 dBi,波瓣中心點(diǎn)±19°處的增益為2.5 d Bi。除此之外,發(fā)射右旋圓極化波的軸比小于3 dB,要求在不到1 %的頻帶內(nèi)電壓駐波比小于1.5。由于特殊的用途要求,終端所用天線不同于傳統(tǒng)的法向和軸向螺旋天線。

1 天線模型的設(shè)計(jì)

采用的雙臂螺旋天線,使用平行雙線纏繞柱狀介質(zhì)棒而成,平行雙線是一種開放式的傳輸線,其電場向外部延伸。當(dāng)平行雙線扭曲變形時(shí)就會(huì)引起輻射,其饋電點(diǎn)相位差180°。由于采用同軸線給雙線饋電,匹配變得至關(guān)重要,也成為本天線設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn),在非對稱的同軸線與對稱螺旋線之間需要用到對稱轉(zhuǎn)換器(本文采用裂縫式對稱轉(zhuǎn)換器),其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

在柱坐標(biāo)中,螺旋線位于半徑為r0的支撐桿表面上,螺旋線可以定義為:

它在ψ和z向具有周期性,模型如圖2所示。

2 天線分析以及性能的研究

雙臂螺旋天線的雙臂上電流近似為:

式中,

令α為積分變量,則電場公式為:

其中一臂相位項(xiàng)為:

 

作者:王曉嵐,龐峰 中國科學(xué)院國家天文臺(tái)   來源:現(xiàn)代電子技術(shù)
微信掃描分享本文到朋友圈
掃碼關(guān)注5G通信官方公眾號(hào),免費(fèi)領(lǐng)取以下5G精品資料
  • 1、回復(fù)“YD5GAI”免費(fèi)領(lǐng)取《中國移動(dòng):5G網(wǎng)絡(luò)AI應(yīng)用典型場景技術(shù)解決方案白皮書
  • 2、回復(fù)“5G6G”免費(fèi)領(lǐng)取《5G_6G毫米波測試技術(shù)白皮書-2022_03-21
  • 3、回復(fù)“YD6G”免費(fèi)領(lǐng)取《中國移動(dòng):6G至簡無線接入網(wǎng)白皮書
  • 4、回復(fù)“LTBPS”免費(fèi)領(lǐng)取《《中國聯(lián)通5G終端白皮書》
  • 5、回復(fù)“ZGDX”免費(fèi)領(lǐng)取《中國電信5GNTN技術(shù)白皮書
  • 6、回復(fù)“TXSB”免費(fèi)領(lǐng)取《通信設(shè)備安裝工程施工工藝圖解
  • 7、回復(fù)“YDSL”免費(fèi)領(lǐng)取《中國移動(dòng)算力并網(wǎng)白皮書
  • 8、回復(fù)“5GX3”免費(fèi)領(lǐng)取《R1623501-g605G的系統(tǒng)架構(gòu)1
  • 本周熱點(diǎn)本月熱點(diǎn)

     

      最熱通信招聘

      最新招聘信息