专利名称：一种测控天线的阻抗匹配方法
技术领域：
本发明涉及一种测控天线的阻抗匹配方法，属于星载测控天线领域。
背景技术：
四臂螺旋测控天线通常采用同轴馈电方式，要将螺旋天线阻抗与50Ω射频输入信号匹配，降低失配损耗，通常采用在馈管电压最小点位置加匹配管的方式，通过调整匹配管的直径和长度进行阻抗调节，使四臂螺旋测控天线电压驻波比小于1.5。这种阻抗调节方法的局限性在于，匹配管套在内导体上，因此馈管的电压最小点必须在内导体实际尺寸范围内。由于四臂螺旋测控天线馈管长度较短，其电压最小点已经超出了内导体的实际尺寸范围，超过了馈管顶端，无法用四分之一波长阻抗匹配管进行驻波比调节。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种测控天线的阻抗匹配方法，该方法通过采用在测控天线馈管顶端加调配帽的方法，改变馈管中的电场分布，调节电压最小点的位置，使电压最小点移动到馈管内部，然后再利用四分之一波长阻抗匹配管进行驻波比调节，使四臂螺旋测控天线驻波比小于1.2。本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的:一种测控天线的阻抗匹配方法，在测控天线的馈管顶端增加调配帽，改变馈管中的电场分布，使电压最小点移动到馈管内部，然后调节测控天线中套在内导体上的匹配管的尺寸或位置，或者尺寸和位置同时调节，使测控天线驻波比小于1.2。在上述测控天线的阻抗匹配方法中，调配帽为聚酰亚胺、玻璃纤维复材或石英纤维复材制备得到。在上述测控天线的阻抗匹配方法中，调配帽为阶梯状，包括上端部与下端部，上端部的形状、尺寸与馈管外径的形状、尺寸相匹配，下端部的形状、尺寸与馈管内径的形状、尺寸相匹配。在上述测控天线的阻抗匹配方法中，调配帽的上端部为圆柱形状，下端部为月牙形台阶。在上述测控天线的阻抗匹配方法中，调配帽的下端部的厚度为1.5-2.5mm。在上述测控天线的阻抗匹配方法中，调配帽的下端部有两个凸台，调配帽的下端部插入馈管顶端，两个凸台卡在馈管顶端的两个凹槽处，上端部露在馈管外。在上述测控天线的阻抗匹配方法中，调配帽和馈管之间用环氧胶固定。在上述测控天线的阻抗匹配方法中，内导体深入馈管内，一端与馈管通过螺纹连接。在上述测控天线的阻抗匹配方法中，调节测控天线中套在内导体上的匹配管的尺寸包括调节匹配管的直径和/或长度。
本发明与现有技术相比的优点在于:(I)、本发明创新设计了一种测控天线的阻抗匹配方法，在不改变测控天线原有结构尺寸的基础上，仅增加了一个调配帽，改变了馈管中的电场分布，将电压最小点的位置调整到馈管内部，满足四分之一波长阻抗匹配需求；解决了四臂螺旋测控天线电压最小点超出馈管顶端，无法用四分之一波长阻抗匹配管进行驻波比调节的问题；(2)、本发明对调配帽的结构进行巧妙设计，使调配帽与馈管顶端形成可靠连接，并对调配帽的材料进行了优化设计，使得的调配帽尺寸小、重量轻，对天线其它电性能及结构可靠性无影响；(3)、本发明通过大量试验对调配帽的尺寸(包括直径、厚度等)进行了进一步的优化设计，使得调配帽与馈管连接的可靠性达到最优，从而很好的满足了四分之一波长阻抗匹配需求；(4)、本发明采用在测控天线馈管顶端加调配帽的方法，改变馈管中的电场分布，调节电压最小点的位置，使电压最小点移动到馈管内部，然后再利用四分之一波长阻抗匹配管进行驻波比调节，使四臂螺旋测控天线驻波比小于1.2。
图1为本发明四臂螺旋测控天线结构示意图；图2为本发明调配帽结构示意图；其中A为调配帽的主视图；B为调配帽的左视图；C为调配帽的俯视图；图3为本发明馈管结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述:如图1为本发明四臂螺旋测控天线结构示意图，由图可知测控天线包括馈管1、内导体3、匹配管4和调配帽2，匹配管4套在内导体3上，匹配管4与内导体3位于馈管I内部，内导体3深入馈管I内，一端与馈管I通过螺纹连接，调配帽2与馈管I顶端连接。通过调整匹配管4的直径、长度和位置调节天线驻波比，待驻波比调到1.2以下后，将调配帽4和馈管I用环氧胶固定。如图2所示为本发明调配帽结构示意图，其中A为调配帽的主视图、B为调配帽的左视图、C为调配帽的俯视图，调配帽2为阶梯状，包括上端部5与下端部6，上端部5的形状、尺寸与馈管I外径的形状、尺寸相匹配，例如形状均为圆形，直径相同。下端部6的形状、尺寸与馈管I内径的形状、尺寸相匹配，保证调配帽2与馈管I可靠连接，调配帽2的下端部6的厚度为1.5-2.5mm。调配帽2为聚酰亚胺、玻璃纤维复材或石英纤维复材制备得到，本实施例中调配帽2采用聚酰亚胺。本实施例中调配帽2的上端部5为直径IOmm (与馈管I外径相同)，厚度Imm的圆柱形状，下端部6为月牙形台阶，厚度2.5mm，直径6.9mm与馈管I内径相同，调配帽2上
3.5mm宽的凹槽10与馈管I顶端凸出部分尺寸相同，并且调配帽2的下端部6月牙形台阶两侧有两个2_宽的凸台7。如图3所示为本发明馈管结构示意图，图3中给出了馈管I顶端的局部放大图和剖面图，实际装配时，匹配管4套在内导体3上，内导体3深入馈管I内与馈管I顶端中心位置处通过螺纹连接。调配帽2的月牙形台阶部分插入馈管I顶端，两个凸台7卡在馈管I顶端两个2mm宽的凹槽8处,直径IOmm的圆柱部分露在馈管I外。通过调整匹配管4的直径、长度和位置调节天线驻波比，待驻波比调到1.2以下后，将调配帽2和馈管I用环氧胶固定。实际操作过程中可通过传输线阻抗匹配理论计算得到匹配管4的尺寸(包括直径、长度)和位置参数，并通过实际测试得到实际的驻波比，若不符合要求，再对匹配管4的直径、长度和位置参数进行微调，直至满足驻波比要求。以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
权利要求
1.一种测控天线的阻抗匹配方法，其特征在于:在测控天线的馈管(I)顶端增加调配帽(2)，改变馈管中的电场分布，使电压最小点移动到馈管(I)内部，然后调节测控天线中套在内导体(3)上的匹配管(4)的尺寸或位置，或者尺寸和位置同时调节，使测控天线驻波比小于1.2。
2.根据权利要求1所述的一种测控天线的阻抗匹配方法，其特征在于:所述调配帽(2)为聚酰亚胺、玻璃纤维复材或石英纤维复材制备得到。
3.根据权利要求1所述的一种测控天线的阻抗匹配方法，其特征在于:所述调配帽(2)为阶梯状，包括上端部(5)与下端部(6)，上端部(5)的形状、尺寸与馈管(I)外径的形状、尺寸相匹配，下端部(6)的形状、尺寸与馈管(I)内径的形状、尺寸相匹配。
4.根据权利要求3所述的一种测控天线的阻抗匹配方法，其特征在于:所述调配帽(2)的上端部(5)为圆柱形状，下端部(6)为月牙形台阶。
5.根据权利要求3或4所述的一种测控天线的阻抗匹配方法，其特征在于:所述调配帽(2)的下端部(6)的厚度为1.5-2.5_。
6.根据权利要求3或4所述的一种测控天线的阻抗匹配方法，其特征在于:所述调配帽(2)的下端部(6)有两个凸台(7)，调配帽(2)的下端部(6)插入馈管(2)顶端，两个凸台(7 )卡在馈管(I)顶端的两个凹槽(8 )处，上端部(5 )露在馈管(2 )外。
7.根据权利要求6所述的一种测控天线的阻抗匹配方法，其特征在于:所述调配帽(2)和馈管(I)之间用环氧胶固定。
8.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种测控天线的阻抗匹配方法，其特征在于:所述内导体(3 )深入馈管(I)内，一端与馈管(I)通过螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的一种测控天线的阻抗匹配方法，其特征在于:所述调节测控天线中套在内导体(3)上的匹配管(4)的尺寸包括调节匹配管(4)的直径和/或长度。
全文摘要
本发明涉及一种测控天线的阻抗匹配方法，采用在天线馈管顶端加调配帽的方法，改变馈管中的电场分布，调节电压最小点的位置，然后再利用四分之一波长阻抗匹配管进行驻波比调节，使四臂螺旋测控天线驻波比小于1.2，解决了四臂螺旋测控天线电压最小点超出馈管顶端，无法用四分之一波长阻抗匹配管进行驻波比调节的问题，此外本发明对调配帽的结构进行巧妙设计，使调配帽与馈管顶端形成可靠连接，并对调配帽的材料进行了优化设计，使得的调配帽尺寸小、重量轻，对天线其它电性能及结构可靠性无影响。
文档编号H01Q1/00GK103138038SQ20131005953
公开日2013年6月5日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者李鸿斌, 董楠, 高晓艳, 杨帆, 倪海权, 任顺, 罗强, 赵臻 申请人:北京空间飞行器总体设计部