螺旋天线是天线的一种,可以收发空间中旋转的偏振电磁信号。这种天线通常用在卫星通讯的地面站中。用非平衡馈线,比如同轴电缆来连接天线,电缆中心连接在天线的螺旋部分,电缆的外皮连接在反射器上。从外表看起来,螺旋天线就好像在一个平面的反射屏上安装了一个螺旋。螺旋部分的长度要等于或者稍大于一个波长。反射器呈圆形或方形,反射器的内部**大距离(直径或者边缘)至少要达到四分之三波长。螺旋部分的半径在八分之一到四分之一波长之间,同时还要保证四分之一到二分之一波长的倾斜角度。天线的**小尺度取决于所采用的低频信号频率大小。如果螺旋或反射器太小,那么天线的效率就会严重降低。在旋天线的轴心部分,电磁波的能量**大。螺旋天线通常是由多个螺旋部分和一个反射器组成。可以同时垂直或水平的挪动整组天线来跟踪某个卫星。如果卫星并没有在轨道上运行,可以通过计算机来调节天线的方位角,来跟踪卫星轨迹。 翊腾电子的四臂螺旋天线可用于卫星通信和雷达系统。广东放大器四臂螺旋天线测试板卡
随着现代无线通信事业的发展,卫星导航定位系统在人类社会生活中起着的作用已经越来越重要。全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)在民用及***领域内具有广泛的应用。近年来GPS定位技术在民用领域得到迅速发展,特别是在车辆导航和移动电话定位这两个方面。而研究卫星定位系统终端使用的天线具有重要的价值与意义,特别是天线的宽带化、小型化技术。在众多的天线形式当中,四臂螺旋天线由于具有良好的宽波束圆极化特性,满足卫星定位系统接收天线要求。广东放大器四臂螺旋天线测试板卡四臂螺旋天线在宽频段内具有良好的频率响应和较低的回波损耗。
螺旋天线的制作:螺旋线可用宜径。包线的粗细对螺旋天线的性能影响不大,螺旋之间由于电压不高,一般用低强度油基性漆包线即可。需注意的是,螺旋之间的间距应保持一致并等于设计值。当工作频率为,螺距S为3毫米,共绕80圈。绕制时,可先在一根直径为9毫米左右的金属杆上以间距为25毫米绕85圈,绕好后考虑螺旋线的回弹,基本上可以满足中心距离为3毫米的要求,再把多余的圈数剪掉。绕好的螺旋线用绝支棒住,如环、有机玻璃棒、空心电工塑科管或细竹杆等。螺旋线还可用直径相仿的铝丝绕制,不过铝丝较铜丝,同也大,开始绕制时,中心距宜取得更小些,如22毫米左右,绕好后通过整形达到3毫米,把**上面半圈螺旋旋向圆心处弯拆,靠支撑棒顶住,见图2。能用热塑套管或薄皮套管把制作好的天线套起来更好,以防螺旋线受外力而变形。螺旋天线应与整机匹配地工作,让能量全部发射出去,或把接收到的能量全部送进接收机。
四臂螺旋式天线(QuadrifilarHelixAntenna)一般由四条按特定规则弯曲的金属线条镶于圆柱形基材上,无需任何接地。它具备有2apper天线的特性,也具备有垂直天线的特性。此种巧妙的结构,使天线任何方向都有3dB的增益,方向图特性良好。四螺旋式天线拥有***向 360度的接收能力,因此在与pda 结合时,无论PDA的摆放位置如何,四臂螺旋式天线皆能接收,有别于使用平板GPS天线需要平放才能较好的接收的限制,使用此种天线,当卫星出现于地平面上10度时,即可收到卫星所传送的讯号。四臂螺旋天线的设计可以实现较高的天线效率和较低的波束宽度。
GPS系统由空间卫星系统、地面控制站及用户设备三部分组成。其中空间卫星系统由24颗工作卫星和3颗备用卫星组成。它们工作在6个等间距的轨道平面上,平分下来每个轨道面上有4颗工作卫星。轨道面与赤道之间的夹角为55度,卫星轨道的面接近圆形,轨道高度为,周期约12小时。这样的卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星。卫星中预存的导航信息还能在用一段时间内使用,但导航精度会逐渐降低。GPS卫星信号的构成如图。每颗卫星发射的载波频率有两个,分别是频率为(主频率)及频率为(次频率)。PRN码和数据码调制在载波上构成GPS信号。PRN码包含两种,一种是粗截获码C/A码,另一种是精密码P(Y)码。C/A码的结构对外公开,供全世界所有的用户**使用,P(Y)码实行对外保密,结构不公开。目前,在L1载波上调制有C/A码及P(Y)码,而在L2载波上只调制P(Y)码。当今的GPS信号服务有两种,一种是标准定位业务,**全世界各类民间使用:一种是精密定位业务,**军方和特许用户使用。美国的GPS三维定位精度P码目前己出16m提高到6m,C/A码目前己出25-100m提高到12m。 四臂螺旋天线的设计可以实现较高的频率选择性和较低的多径干扰。江苏授时四臂螺旋天线维护方法
四臂螺旋天线的结构紧凑,适合在移动通信设备中使用。广东放大器四臂螺旋天线测试板卡
制作介质加载四臂螺旋天线,首先要在陶瓷基体上镀适当厚度铜膜,然后通过激光刻蚀形成螺旋臂***安装馈电结构,为保证天线性能,应设法提高加工精度.对于铜膜的形成,传统印刷工艺不易在陶瓷表面形成金属层,而电镀不够环保,所以采用磁控溅射镀膜是较好的选择,为了使膜层均匀,要适当控制溅射速率并使基体匀速旋转.激光刻蚀工艺中,激光强了会损伤陶瓷基体,激光弱了会使金属在陶瓷表面残留皆影响天线性能,调整适当的激光强度比较困难,另外,采用激光直接刻蚀,加工速度慢,时间长,不利于生产,为解决上述问题,笔者采用抗蚀油墨,将其覆盖在铜膜上,先用激光刻蚀油墨,然后通过腐蚀工艺形成螺旋结构,这样,就能够解决刻蚀速度慢,基体损伤和金属残留三大问题.馈电结构是一段2/4同轴电缆,并具有天线阻抗匹配功能.天线馈电点阻抗约为2Q,为实现50Q阻抗,该同轴电缆特性阻抗选为10Q.广东放大器四臂螺旋天线测试板卡