CN113193340B

CN113193340B - 基于fpc柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线

Info

Publication number: CN113193340B
Application number: CN202110381385.0A
Authority: CN
Inventors: 陈万通; 冯时; 梁译丹; 刘东泽; 廖子萱
Original assignee: Civil Aviation University of China
Current assignee: Beijing Tianhua Aerospace Technology Co ltd
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2041-04-09
Also published as: CN113193340A

Abstract

本发明公开了基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，包括外壳和底座机构，还包括介质支撑体、螺旋辐射体一、螺旋辐射体二、接地板、若干馈电机构，所述底座机构设置在介质支撑体的下部，所述接地板设置在介质支撑体上部，所述螺旋辐射体一、螺旋辐射体二设置在接地板的上部，所述馈电机构呈环形均匀分布在接地板周围，所述外壳底部与介质支撑体可拆卸连接。本发明设置有谐振高频率臂一和谐振高频率臂二，且其环绕成螺旋状，可以减少天线的体积，同时采用低介电常数的介质支撑体，提高了装置工作带宽和增益。

Description

基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体为基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线。

背景技术

随着北斗导航定位模块的快速发展，为了能够满足兼容多***多频点GNSS终端设备的应用需求，尤其是针对目前可穿戴式、手持式、无人机等分米级、厘米级、毫米级导航定位终端模块与设备配套天线应用需求，对天线的要求不仅要满足高性能、高效率、多姿态稳定接收，而且结构还要满足轻小、灵活、便携等设计需求。

现有螺旋天线在结构上，加工难度大，成本高，组装易变形，整体产品在抗震动性上极差，难以适应现代无线通信技术的迅速发展。在性能上，发射方向不够宽，精度差，稳定度差。

发明内容

本发明的目的在于提供基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，结构简单、组装简单、结构稳固和一致性良好，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，包括外壳和底座机构，还包括介质支撑体、螺旋辐射体一、螺旋辐射体二、接地板、若干馈电机构，所述底座机构设置在介质支撑体的下部，所述接地板设置在介质支撑体上部，所述螺旋辐射体一、螺旋辐射体二设置在接地板的上部，所述馈电机构呈环形均匀分布在接地板周围，所述外壳底部与介质支撑体可拆卸连接；所述馈电机构的数量为4组，所述馈电机构包括馈电孔、馈电匹配体一、馈电匹配体二和补强插板，所述馈电孔开设在接地板上，所述馈电匹配体一和馈电匹配体二分别与相应的馈电孔电性连接。

优选的，所述介质支撑板的底部开设有若干固定孔。

优选的，所述底座机构包括连接块和固定块，所述连接部与固定部底部连接，所述固定块的上部设置有与固定孔匹配的连接柱。

优选的，所述螺旋辐射体一包括若干谐振高频率臂一，所述螺旋辐射体二包括若干谐振高频率臂二，所述谐振高频率臂一和谐振高频率臂二分别螺旋分布在接地板上部。

优选的，所述介质支撑体为圆柱形结构，所述介质支撑体采用低介电常数材料。

优选的，所述谐振高频率臂一和谐振高频率臂二的数量分别为4个，所述谐振高频率臂一和谐振高频率臂二均采用FPC材料。

优选的，。

优选的，所述馈电匹配体一和馈电匹配体二均为电桥耦合器，所述馈电匹配体一和馈电匹配体二的型号均为RCP150Q03。

优选的，所述接地板上设置有4个连接点，所述连接电对称分布在两个相邻的馈电孔之间；4个所述谐振高频率臂一和4个所述谐振高频率臂二分别与相应的馈电孔和连接点连接。

优选的，所述接地板的底部设置有辐射线，方便与外部附加电抗元件连接，调整天线的谐振频率，保证装置的一致性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明设置有谐振高频率臂一和谐振高频率臂二，且其环绕成螺旋状，可以减少天线的体积，同时采用低介电常数的介质支撑体，提高了装置工作带宽和增益，通过采用柔性FPC柔性材料卷绕的方式设计，加工精度高；

2、本发明同时设置有补强插板，通过补强插板擦***到馈电孔内，在焊接固定，增加了馈电点的牢固性，提高了装置的抗振性以及加速和跌落时的可靠性。

附图说明

图1为本发明基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线整体结构剖视图；

图2为本发明基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线去除外壳后的俯视结构示意图；

图3为本发明接地板正面结构示意图；

图4为本发明接地板反面结构示意图；

图5为本发明电路连接图；

图6为本发明信号合路流程示意图。

图中：100、外壳；101、底座机构；1011、连接块；1012、固定块；102、介质支撑体；1021、固定孔；103、螺旋辐射体一；1031、谐振高频率臂一；1032、谐振高频率臂二；104、螺旋辐射体二；105、接地板；106、馈电机构；1061、馈电孔；1062、馈电匹配体一；1063、馈电匹配体二；1064、补强插板；107、连接点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，包括外壳100和底座机构101，还包括介质支撑体102、螺旋辐射体一103、螺旋辐射体二104、接地板105和若干馈电机构106，底座机构101设置在介质支撑体102的下部，接地板105设置在介质支撑体102上部，螺旋辐射体一103、螺旋辐射体二104设置在接地板105的上部，馈电机构106呈环形均匀分布在接地板105周围，外壳100底部与介质支撑体102通过螺栓连接。

介质支撑体102的底部开设有若干固定孔1021。

底座机构101包括连接块1011和固定块1012，连接块1011与固定块1012底部连接，固定块1012的上部设置有与固定孔1021匹配的连接柱。

螺旋辐射体一103包括若干谐振高频率臂一1031，螺旋辐射体二104包括若干谐振高频率臂二1032，谐振高频率臂一1031和谐振高频率臂二1032分别螺旋分布在接地板105上部。

介质支撑体102为圆柱形结构，介质支撑体102采用低介电常数的HOSP材料。

谐振高频率臂一1031和谐振高频率臂二1032的数量分别为4个，谐振高频率臂一1031和谐振高频率臂二1032均采用FPC材料。

馈电机构106的数量为4组，馈电机构106包括馈电孔1061、馈电匹配体一1062、馈电匹配体二1063和补强插板1064，馈电孔1061开设在接地板105上，馈电匹配体一1062和馈电匹配体二1063分别与相应的馈电孔1061电性连接。

馈电匹配体一1062和馈电匹配体二1063均为电桥耦合器，馈电匹配体一1062和馈电匹配体二1063的型号均为RCP150Q03。

接地板105上设置有4个连接点107，连接电对称分布在两个相邻的馈电孔1061之间，4个谐振高频率臂一1031和4个谐振高频率臂二1032分别与相应的馈电孔1061和连接点107连接。

实施例2

介质支撑体102的底部开设有若干固定孔1021。

接地板105的底部设置有辐射线，方便与外部附加电抗元件连接，调整天线的谐振频率，保证装置的一致性。

工作原理：使用时，由于设置有4个谐振高频率臂一1031和4个谐振高频率臂二1032，且其环绕成螺旋状，可以减少天线的体积，由于设置有补强插板1064，通过补强插板1064***到馈电孔1061内，在将谐振高频率臂一1031和谐振高频率臂二1032焊接在接地板105上，增加了连接块1011位的强度，提高了天线的抗震性和可靠性，由于设置有底座机构101，在固定块1012的上部设置有与固定孔1021匹配的连接柱，将连接柱***到连接孔内可以将介质支撑体102固定，外壳100通过螺栓与介质支撑体102连接，通过外壳100可以起到保护作用，避免外部的撞击损伤其内部的谐振高频率臂一1031和谐振高频率臂二1032。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，外壳（100）和底座机构（101），其特征在于：还包括介质支撑体（102）、螺旋辐射体一（103）、螺旋辐射体二（104）、接地板（105）和若干馈电机构（106），所述底座机构（101）设置在介质支撑体（102）的下部，所述接地板（105）设置在介质支撑体（102）上部，所述螺旋辐射体一（103）、螺旋辐射体二（104）设置在接地板（105）的上部，所述馈电机构（106）呈环形均匀分布在接地板（105）周围，所述外壳（100）底部与介质支撑体（102）可拆卸连接；

所述介质支撑体（102）的底部开设有若干固定孔（1021）；

所述底座机构（101）包括连接块（1011）和固定块（1012），所述连接块（1011）与固定块（1012）底部连接，所述固定块（1012）的上部设置有与固定孔（1021）匹配的连接柱；

所述馈电机构（106）的数量为4组，所述馈电机构（106）包括馈电孔（1061）、馈电匹配体一（1062）、馈电匹配体二（1063）和补强插板（1064），所述馈电孔（1061）开设在接地板（105）上，所述馈电匹配体一（1062）和馈电匹配体二（1063）分别与相应的馈电孔（1061）电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，其特征在于：所述螺旋辐射体一（103）包括若干谐振高频率臂一（1031），所述螺旋辐射体二（104）包括若干谐振高频率臂二（1032），所述谐振高频率臂一（1031）和谐振高频率臂二（1032）分别螺旋分布在接地板（105）上部。

3.根据权利要求1所述的基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，其特征在于：所述介质支撑体（102）为圆柱形结构，所述介质支撑体（102）采用低介电常数的HOSP材料。

4.根据权利要求2所述的基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，其特征在于：所述谐振高频率臂一（1031）和谐振高频率臂二（1032）的数量分别为4个，所述谐振高频率臂一（1031）和谐振高频率臂二（1032）均采用FPC材料。

5.根据权利要求1所述的基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，其特征在于：所述馈电匹配体一（1062）和馈电匹配体二（1063）均为电桥耦合器，所述馈电匹配体一（1062）和馈电匹配体二（1063）的型号均为RCP150Q03。

6.根据权利要求2所述的基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，其特征在于：所述接地板（105）上设置有4个连接点（107），所述连接电对称分布在两个相邻的馈电孔（1061）之间，4个所述谐振高频率臂一（1031）和4个所述谐振高频率臂二（1032）分别与相应的馈电孔（1061）和连接点（107）连接。

7.根据权利要求1所述的基于FPC柔性材料的北斗轻小型多臂测量型天线，其特征在于：所述接地板（105）的底部设置有辐射线，方便与外部附加电抗元件连接，调整天线的谐振频率，保证装置的一致性。