一種測控天線的阻抗匹配方法
2023-09-16 12:08:45 1
專利名稱：一種測控天線的阻抗匹配方法
技術領域：
本發明涉及一種測控天線的阻抗匹配方法，屬於星載測控天線領域。
背景技術：
四臂螺旋測控天線通常採用同軸饋電方式，要將螺旋天線阻抗與50Ω射頻輸入信號匹配，降低失配損耗，通常採用在饋管電壓最小點位置加匹配管的方式，通過調整匹配管的直徑和長度進行阻抗調節，使四臂螺旋測控天線電壓駐波比小於1.5。這種阻抗調節方法的局限性在於，匹配管套在內導體上，因此饋管的電壓最小點必須在內導體實際尺寸範圍內。由於四臂螺旋測控天線饋管長度較短，其電壓最小點已經超出了內導體的實際尺寸範圍，超過了饋管頂端，無法用四分之一波長阻抗匹配管進行駐波比調節。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的上述不足，提供一種測控天線的阻抗匹配方法，該方法通過採用在測控天線饋管頂端加調配帽的方法，改變饋管中的電場分布，調節電壓最小點的位置，使電壓最小點移動到饋管內部，然後再利用四分之一波長阻抗匹配管進行駐波比調節，使四臂螺旋測控天線駐波比小於1.2。本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的:一種測控天線的阻抗匹配方法，在測控天線的饋管頂端增加調配帽，改變饋管中的電場分布，使電壓最小點移動到饋管內部，然後調節測控天線中套在內導體上的匹配管的尺寸或位置，或者尺寸和位置同時調節，使測控天線駐波比小於1.2。在上述測控天線的阻抗匹配方法中，調配帽為聚醯亞胺、玻璃纖維復材或石英纖維復材製備得到。在上述測控天線的阻抗匹配方法中，調配帽為階梯狀，包括上端部與下端部，上端部的形狀、尺寸與饋管外徑的形狀、尺寸相匹配，下端部的形狀、尺寸與饋管內徑的形狀、尺寸相匹配。在上述測控天線的阻抗匹配方法中，調配帽的上端部為圓柱形狀，下端部為月牙形臺階。在上述測控天線的阻抗匹配方法中，調配帽的下端部的厚度為1.5-2.5mm。在上述測控天線的阻抗匹配方法中，調配帽的下端部有兩個凸臺，調配帽的下端部插入饋管頂端，兩個凸臺卡在饋管頂端的兩個凹槽處，上端部露在饋管外。在上述測控天線的阻抗匹配方法中，調配帽和饋管之間用環氧膠固定。在上述測控天線的阻抗匹配方法中，內導體深入饋管內，一端與饋管通過螺紋連接。在上述測控天線的阻抗匹配方法中，調節測控天線中套在內導體上的匹配管的尺寸包括調節匹配管的直徑和/或長度。
本發明與現有技術相比的優點在於:(I)、本發明創新設計了一種測控天線的阻抗匹配方法，在不改變測控天線原有結構尺寸的基礎上，僅增加了一個調配帽，改變了饋管中的電場分布，將電壓最小點的位置調整到饋管內部，滿足四分之一波長阻抗匹配需求；解決了四臂螺旋測控天線電壓最小點超出饋管頂端，無法用四分之一波長阻抗匹配管進行駐波比調節的問題；(2)、本發明對調配帽的結構進行巧妙設計，使調配帽與饋管頂端形成可靠連接，並對調配帽的材料進行了優化設計，使得的調配帽尺寸小、重量輕，對天線其它電性能及結構可靠性無影響；(3)、本發明通過大量試驗對調配帽的尺寸(包括直徑、厚度等)進行了進一步的優化設計，使得調配帽與饋管連接的可靠性達到最優，從而很好的滿足了四分之一波長阻抗匹配需求；(4)、本發明採用在測控天線饋管頂端加調配帽的方法，改變饋管中的電場分布，調節電壓最小點的位置，使電壓最小點移動到饋管內部，然後再利用四分之一波長阻抗匹配管進行駐波比調節，使四臂螺旋測控天線駐波比小於1.2。
圖1為本發明四臂螺旋測控天線結構示意圖；圖2為本發明調配帽結構示意圖；其中A為調配帽的主視圖；B為調配帽的左視圖；C為調配帽的俯視圖；圖3為本發明饋管結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述:如圖1為本發明四臂螺旋測控天線結構示意圖，由圖可知測控天線包括饋管1、內導體3、匹配管4和調配帽2，匹配管4套在內導體3上，匹配管4與內導體3位於饋管I內部，內導體3深入饋管I內，一端與饋管I通過螺紋連接，調配帽2與饋管I頂端連接。通過調整匹配管4的直徑、長度和位置調節天線駐波比，待駐波比調到1.2以下後，將調配帽4和饋管I用環氧膠固定。如圖2所示為本發明調配帽結構示意圖，其中A為調配帽的主視圖、B為調配帽的左視圖、C為調配帽的俯視圖，調配帽2為階梯狀，包括上端部5與下端部6，上端部5的形狀、尺寸與饋管I外徑的形狀、尺寸相匹配，例如形狀均為圓形，直徑相同。下端部6的形狀、尺寸與饋管I內徑的形狀、尺寸相匹配，保證調配帽2與饋管I可靠連接，調配帽2的下端部6的厚度為1.5-2.5mm。調配帽2為聚醯亞胺、玻璃纖維復材或石英纖維復材製備得到，本實施例中調配帽2採用聚醯亞胺。本實施例中調配帽2的上端部5為直徑IOmm (與饋管I外徑相同)，厚度Imm的圓柱形狀，下端部6為月牙形臺階，厚度2.5mm，直徑6.9mm與饋管I內徑相同，調配帽2上
3.5mm寬的凹槽10與饋管I頂端凸出部分尺寸相同，並且調配帽2的下端部6月牙形臺階兩側有兩個2_寬的凸臺7。如圖3所示為本發明饋管結構示意圖，圖3中給出了饋管I頂端的局部放大圖和剖面圖，實際裝配時，匹配管4套在內導體3上，內導體3深入饋管I內與饋管I頂端中心位置處通過螺紋連接。調配帽2的月牙形臺階部分插入饋管I頂端，兩個凸臺7卡在饋管I頂端兩個2mm寬的凹槽8處,直徑IOmm的圓柱部分露在饋管I外。通過調整匹配管4的直徑、長度和位置調節天線駐波比，待駐波比調到1.2以下後，將調配帽2和饋管I用環氧膠固定。實際操作過程中可通過傳輸線阻抗匹配理論計算得到匹配管4的尺寸(包括直徑、長度)和位置參數，並通過實際測試得到實際的駐波比，若不符合要求，再對匹配管4的直徑、長度和位置參數進行微調，直至滿足駐波比要求。以上所述，僅為本發明最佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。本發明說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員的公知技術。
權利要求
1.一種測控天線的阻抗匹配方法，其特徵在於:在測控天線的饋管(I)頂端增加調配帽(2)，改變饋管中的電場分布，使電壓最小點移動到饋管(I)內部，然後調節測控天線中套在內導體(3)上的匹配管(4)的尺寸或位置，或者尺寸和位置同時調節，使測控天線駐波比小於1.2。
2.根據權利要求1所述的一種測控天線的阻抗匹配方法，其特徵在於:所述調配帽(2)為聚醯亞胺、玻璃纖維復材或石英纖維復材製備得到。
3.根據權利要求1所述的一種測控天線的阻抗匹配方法，其特徵在於:所述調配帽(2)為階梯狀，包括上端部(5)與下端部(6)，上端部(5)的形狀、尺寸與饋管(I)外徑的形狀、尺寸相匹配，下端部(6)的形狀、尺寸與饋管(I)內徑的形狀、尺寸相匹配。
4.根據權利要求3所述的一種測控天線的阻抗匹配方法，其特徵在於:所述調配帽(2)的上端部(5)為圓柱形狀，下端部(6)為月牙形臺階。
5.根據權利要求3或4所述的一種測控天線的阻抗匹配方法，其特徵在於:所述調配帽(2)的下端部(6)的厚度為1.5-2.5_。
6.根據權利要求3或4所述的一種測控天線的阻抗匹配方法，其特徵在於:所述調配帽(2)的下端部(6)有兩個凸臺(7)，調配帽(2)的下端部(6)插入饋管(2)頂端，兩個凸臺(7 )卡在饋管(I)頂端的兩個凹槽(8 )處，上端部(5 )露在饋管(2 )外。
7.根據權利要求6所述的一種測控天線的阻抗匹配方法，其特徵在於:所述調配帽(2)和饋管(I)之間用環氧膠固定。
8.根據權利要求1-4任一權利要求所述的一種測控天線的阻抗匹配方法，其特徵在於:所述內導體(3 )深入饋管(I)內，一端與饋管(I)通過螺紋連接。
9.根據權利要求1所述的一種測控天線的阻抗匹配方法，其特徵在於:所述調節測控天線中套在內導體(3)上的匹配管(4)的尺寸包括調節匹配管(4)的直徑和/或長度。
全文摘要
本發明涉及一種測控天線的阻抗匹配方法，採用在天線饋管頂端加調配帽的方法，改變饋管中的電場分布，調節電壓最小點的位置，然後再利用四分之一波長阻抗匹配管進行駐波比調節，使四臂螺旋測控天線駐波比小於1.2，解決了四臂螺旋測控天線電壓最小點超出饋管頂端，無法用四分之一波長阻抗匹配管進行駐波比調節的問題，此外本發明對調配帽的結構進行巧妙設計，使調配帽與饋管頂端形成可靠連接，並對調配帽的材料進行了優化設計，使得的調配帽尺寸小、重量輕，對天線其它電性能及結構可靠性無影響。
文檔編號H01Q1/00GK103138038SQ20131005953
公開日2013年6月5日 申請日期2013年2月26日 優先權日2013年2月26日
發明者李鴻斌, 董楠, 高曉豔, 楊帆, 倪海權, 任順, 羅強, 趙臻 申請人:北京空間飛行器總體設計部