波紋調制超寬帶平面螺旋天線的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種波紋調制超寬帶平面螺旋天線，包括波紋調制螺旋面（1）、金屬反射腔（2）、吸波材料（3）、微帶巴倫（4）和饋電端口（5）；所述波紋調制螺旋面（1）的輻射體由兩條阿基米德螺旋曲線組成。本發明通過對螺旋線進行漸開式的波紋調制，同時，波紋調制螺旋面由阿基米德螺旋線和漸開式波紋調制螺旋線組成，波紋調制螺旋線使螺旋天線的電長度獲得了延長，同時減小了螺旋天線的外徑，保證了天線低頻段的指標要求，實現了螺旋天線的小型化設計。
【專利說明】波紋調制超寬帶平面螺旋天線
【技術領域】
[0001]本發明屬于天線【技術領域】，特別涉及一種超寬帶、小型化的被動測向天線。
【背景技術】
[0002]常規平面螺旋天線螺旋曲線方程一般為平面等角螺旋曲線或阿基米德平面螺旋曲線，螺旋天線的外徑尺寸由工作頻段的下限確定，要求天線外徑約為一個波長左右，即螺
旋天線的口徑尺寸為D = 螺旋天線的內徑由最高工作頻率確定，要求小于最短波長
π ?
的四分之一。在實際工程項目中，通常采用平面螺旋天線和錐螺旋天線復合的結構進行超寬帶螺旋天線的小型化，但天線外徑常常受到空間尺寸的限制，影響天線的低頻工作特性；天線內徑受到最高工作頻率的限制，影響天線的高頻工作特性，且該方法設計復雜，加工制作困難。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于:克服現有技術不足，提供一種適用于頻帶寬、尺寸小的波紋調制超寬帶平面螺旋天線。
[0004]本發明的技術解決方案是，波紋調制超寬帶平面螺旋天線，包括波紋調制螺旋面、金屬反射腔、吸波材料、微帶巴倫和饋電端口 ；所述金屬反射腔體呈圓柱形，位于波紋調制螺旋面背面；吸波材料安裝于金屬反射腔底部，使螺旋天線形成單向輻射波束；饋電端口安裝于金屬反射腔底部；微帶·巴倫一端與波紋調制螺旋面連接，一端通過饋電端口固定安裝于金屬反射腔底部；所述波紋調制螺旋面的輻射體由兩條阿基米德螺旋曲線組成，并對曲線進行漸開式正弦波紋調制。
[0005]所述波紋調制螺旋面的螺旋線共10~25圈。
[0006]所述微帶巴倫為線性漸變線形式，其長度經優化處理后小于螺旋天線最低工作頻率所對應的波長值。
[0007]所述金屬反射腔的內徑不小于螺旋面的外徑，深度小于螺旋天線最低工作頻率所對應的四分之一波長值。
[0008]所述饋電端口采用SMA型射頻接插件。
[0009]本發明與現有技術相比的有益效果是:
[0010](I)本發明通過對螺旋線進行漸開式的波紋調制，使天線實現超寬帶平面螺旋天線的小型化，使平面螺旋天線帶寬及其它技術指標滿足工程應用的需求。
[0011](2)本發明的波紋調制螺旋面由阿基米德螺旋線和漸開式波紋調制螺旋線組成，波紋調制螺旋線使螺旋天線的電長度獲得了延長，同時減小了螺旋天線的外徑，保證了天線低頻段的指標要求，實現了螺旋天線的小型化設計。
[0012](3)本發明的波紋調制螺旋面的螺旋線共10~25圈，將天線的終端效應進行了有效的抑制。[0013](4)本發明的微帶巴倫為線性漸變線形式，其長度經優化處理后小于螺旋天線最低工作頻率所對應的波長值，達到了減小螺旋天線體積尺寸的目的。波紋調制超寬帶螺旋天線結構簡單，加工制作容易，且可將天線口徑尺寸減小15 %。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為波紋調制超寬帶平面螺旋天線結構圖；
[0015]圖2為波紋調制超寬帶平面螺旋天線螺旋面；
[0016]圖3為波紋調制超寬帶平面螺旋天線螺旋面局部放大；
[0017]圖4為波紋調制超寬帶平面螺旋天線微帶巴倫；
[0018]圖5為波紋調制超寬帶平面螺旋天線微帶巴倫駐波分析圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
[0020]如附圖1所示，本發明的波紋調制超寬帶平面螺旋天線包括:波紋調制螺旋面1、金屬反射腔2、吸波材料3、微帶巴倫4和饋電端口 5。其中:波紋調制螺旋面I由阿基米德螺旋線和波紋調制螺旋線加載組成；金屬反射腔2呈圓柱形，位于波紋調制螺旋面I的背面；吸波材料3安裝于金屬反射腔2底部，使螺旋天線形成單向輻射波束；饋電端口 5安裝于金屬反射腔2底部；微帶巴倫4 一端與波紋調制螺旋面I連接，另一端通過饋電端口 5固定安裝于金屬反射腔2底部。
[0021 ] 本實施例中，饋電端口 5為SMA型射頻接插件饋電端口。
[0022]如附圖2所示，波紋調制螺旋面I的螺旋面中心部分為阿基米德螺旋線，螺旋面外部為漸開式波紋調制螺旋線，螺旋線共20.25圈。波紋調制螺旋線用于延長螺旋臂的電長度，拓展天線低頻段帶寬，改善天線低頻段的性能，即達到使螺旋天線小型化的目的。螺旋面金屬微帶線寬度與微帶線間距相等，為互補結構。螺旋面所用微波板材為普通的Rogers微波板材，厚度為0.5?1.0mm。圖3為波紋調制螺旋面I的局部放大。
[0023]為實現波紋調制超寬帶螺旋天線的單向輻射性能，在波紋調制螺旋面I的背面安裝有金屬反射腔2，金屬反射腔2為圓柱形，深度與微帶巴倫4長度相同，為使金屬反射腔2的反射范圍覆蓋整個螺旋面，金屬反射腔2的內徑尺寸大于或等于波紋調制螺旋面I的外徑尺寸，在金屬反射腔2底部放置吸波材料3，吸波材料3為普通的蜂窩狀微波吸收材料，在最低工作頻率時的微波單向衰減在7dB以上。
[0024]圖4所示微帶巴倫4，該巴倫為線性漸變線形式，其長度值小于螺旋天線最低工作頻率所對應波長的四分之一，巴倫長度優化后為74mm，以減小螺旋天線的縱向體積尺寸。
[0025]附圖5所示為微帶巴倫4在全帶寬內的駐波分析數據，微帶巴倫4在全帶寬內的駐波小于1.6。微帶巴倫4所用微波板材為普通的Rogers微波板材,厚度為0.5?1.0mm。
[0026]本發明的結構特征不局限于附圖所示螺旋天線，本領域技術人員在本應用領域內，依據本發明所展示的技術內容所做的等效變化，均應屬于本發明的保護范疇。
[0027]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.波紋調制超寬帶平面螺旋天線，其特征在于:包括波紋調制螺旋面(I)、金屬反射腔(2)、吸波材料(3)、微帶巴倫(4)和饋電端口(5);所述金屬反射腔體(2)呈圓柱形，位于波紋調制螺旋面(I)背面；吸波材料(3)安裝于金屬反射腔(2)底部，使螺旋天線形成單向輻射波束；饋電端口(5)安裝于金屬反射腔(2)底部；微帶巴倫(4) 一端與波紋調制螺旋面(I)連接，一端通過饋電端口(5)固定安裝于金屬反射腔(2)底部；所述波紋調制螺旋面(I)的輻射體由兩條阿基米德螺旋曲線組成，并對曲線進行漸開式正弦波紋調制。
2.根據權利要求1的波紋調制超寬帶平面螺旋天線，其特征在于:所述波紋調制螺旋面(I)的螺旋線共10?25圈。
3.根據權利要求1的波紋調制超寬帶平面螺旋天線，其特征在于:所述微帶巴倫(4)為線性漸變線形式，其長度經優化處理后小于螺旋天線最低工作頻率所對應的波長值。
4.根據權利要求1的波紋調制超寬帶平面螺旋天線，其特征在于:所述金屬反射腔(2)的內徑不小于螺旋面的外徑，深度小于螺旋天線最低工作頻率所對應的四分之一波長值。
5.根據權利要求1的波紋調制超寬帶平面螺旋天線，其特征在于:所述饋電端口(5)采用SMA型射頻接插件。
【文檔編號】H01Q19/10GK103715515SQ201310525153
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月30日 優先權日:2013年10月30日
【發明者】王道康 申請人:中國航天科技集團公司燎原無線電廠