《電子技術(shù)應(yīng)用》
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S頻段阿基米德錐柱螺旋天線(xiàn)設(shè)計(jì)
電子技術(shù)應(yīng)用
黃振葵,邢斯瑞,沈晨陽(yáng),隋濤,安向東
長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司
摘要: 根據(jù)衛(wèi)星S頻段測(cè)控系統(tǒng)通信需求,設(shè)計(jì)了S頻段寬頻帶高增益圓極化的阿基米德錐柱螺旋天線(xiàn)。通過(guò)四分之一波長(zhǎng)同軸縫隙巴倫完成信號(hào)的平衡-不平衡轉(zhuǎn)化以及寬帶阻抗匹配。雙臂阿基米德天線(xiàn)可以很好地提供圓極化特性,作為錐臺(tái)的FR4材料除了為天線(xiàn)提供支撐,也有效地完成了增益與波束寬度的控制。實(shí)測(cè)天線(xiàn)在收發(fā)頻段內(nèi)駐波比小于1.5,±70°范圍內(nèi)增益大于0 dBi,軸比小于5 dB,可有效地實(shí)現(xiàn)測(cè)控天線(xiàn)的收發(fā)復(fù)用功能。
中圖分類(lèi)號(hào):TN82 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245097
中文引用格式: 黃振葵,邢斯瑞,沈晨陽(yáng),等. S頻段阿基米德錐柱螺旋天線(xiàn)設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2024,50(7):93-96.
英文引用格式: Huang Zhenkui,Xing Sirui,Shen Chenyang,et al. Design of S-band conical Archimedean spiral antenna[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(7):93-96.
Design of S-band conical Archimedean spiral antenna
Huang Zhenkui,Xing Sirui,Shen Chenyang,Sui Tao,An Xiangdong
Chang Guang Satellite Technology Co., Ltd.
Abstract: According to the communication requirements of the satellite S-band Tracking, Telemetry and Command system (TT&C), a conical Archimedean spiral antenna with wideband and high gain circular polarization is designed for the S-band. The quarter-wavelength coaxial slotted balun completes the balance-unbalance conversion of the signal and wideband impedance matching. The dual-arm Archimedean antenna can provide good circular polarization characteristics, and the FR4 material as a cone not only provides support for the antenna, but also effectively achieves the control of gain and beamwidth. The measured antenna has a Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) of less than 1.5, a gain of more than 0 dBi within ±70° and an axial ratio of less than 5 dB in the transceiver frequency band, which can effectively realize the transceiver multiplexing function of the TT&C antenna.
Key words : wideband;circular polarization;helical antenna;coaxial slotted balun

引言

近年來(lái),各國(guó)爭(zhēng)相搶占空間軌道與頻段資源,全球航天產(chǎn)業(yè)進(jìn)入變革新階段[1-6]。為了更迅速、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)星座組網(wǎng),衛(wèi)星小型化成為必然趨勢(shì)。測(cè)控天線(xiàn)作為衛(wèi)星射頻前端重要組成部分,其性能指標(biāo)很大程度上影響著衛(wèi)星的通信質(zhì)量與制造成本。

測(cè)控天線(xiàn)一般利用雙臂、四臂螺旋天線(xiàn)及陣子天線(xiàn)的寬波束特性保障星地通信的穩(wěn)定性[7]。雙臂阿基米德螺旋天線(xiàn)憑借自互補(bǔ)結(jié)構(gòu)及非頻變特性,展現(xiàn)出了寬波束、高增益以及圓極化的優(yōu)良性能,令其得到了廣泛研究與應(yīng)用[8-13]。但測(cè)控天線(xiàn)的設(shè)計(jì)不應(yīng)僅滿(mǎn)足于上述指標(biāo)的實(shí)現(xiàn),還需對(duì)其包絡(luò)與重量進(jìn)行限制。

本文設(shè)計(jì)了一種S頻段的阿基米德錐柱螺旋測(cè)控天線(xiàn),實(shí)現(xiàn)收發(fā)頻帶內(nèi)(21XX~22XX MHz)駐波比小于1.5的同時(shí),±70°范圍內(nèi)增益大于0 dBi且軸比小于5 dB,此外,天線(xiàn)包絡(luò)小于70 mm×70 mm×105 mm ,符合指標(biāo)要求,完成了天線(xiàn)的小型化設(shè)計(jì)。


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作者信息:

黃振葵,邢斯瑞,沈晨陽(yáng),隋濤,安向東

(長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司,吉林 長(zhǎng)春 130000)


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