四臂螺旋天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于天線技術領域，具體涉及一種螺旋天線，尤其涉及一種四臂螺旋天線。
【背景技術】
[0002]隨著衛星導航系統的發展，特別是隨著我國北斗衛星導航系統的建設發展和日臻完善，基于北斗衛星的導航定位和移動通信在軍事和民用領域獲得了越來越多的應用，比如運輸監控、水文監測、防洪抗汛，以及提供定位、通信和授時等綜合服務，從而在人們的工作生活中起到了越來越重要的作用。
[0003]在衛星導航技術和衛星通信技術中，作為衛星信號的接收和發射天線，螺旋天線、特別是四臂螺旋天線(QuadrifiIar Helix Antenna，QHA)是一種具有圓極化和寬波束特性的天線，其輻射方向圖呈心型，而且前后比優異，且不需要接地，因此被廣泛應用于衛星通信和全球定位系統等無線電技術領域。
[0004]然而，現有的四臂螺旋天線屬于窄帶寬的諧振式天線，想要實現寬頻或者兩個以上頻段的多頻段工作是非常困難的，特別是現有的四臂螺旋天線無法實現頻率相隔較遠的兩個以上頻段的多頻段工作，更無法實現調節四臂螺旋天線的輸入阻抗，從而實現輸入端口與饋電端口的阻抗匹配，以減小能量損失和提高天線整體增益。
【發明內容】
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供一種螺旋天線，該螺旋天線能夠實現頻率相隔較遠的兩個以上頻段的多頻段工作。根據本發明的螺旋天線還能夠通過四臂螺旋天線的螺旋臂的結構調整來調節螺旋天線的輸入阻抗，從而實現輸入端口與饋電端口的阻抗匹配，以減小能量損失和提高天線整體增益。
[0006]本發明提供一種螺旋天線，包括螺旋臂，所述螺旋臂包括:第一螺旋臂部、至少一個第二螺旋臂部和第三螺旋臂部。第一螺旋臂部和第二螺旋臂部間隔設置。第一螺旋臂部的一端和第二螺旋臂部的一端與第三螺旋臂部的一端相連接。并且第三螺旋臂部的另一端與對螺旋臂饋電的螺旋臂饋電端相連接。
[0007]根據本發明的一個方面，第一螺旋臂部和第二螺旋臂部的螺旋半徑相同，并且第一螺旋臂部和第二螺旋臂部的升角相同。
[0008]根據本發明的一個方面，在展開成平面狀態下，第一螺旋臂部和第二螺旋臂部相平行。
[0009]根據本發明的一個方面，第一螺旋臂部和第二螺旋臂部與第三螺旋部一體形成。
[0010]根據本發明的一個方面，第一螺旋臂部的另一端為自由端。
[0011]根據本發明的一個方面，第二螺旋臂部的另一端為自由端。
[0012]根據本發明的一個方面，第一螺旋臂部的長度大于第二螺旋臂部的長度。
[0013]根據本發明的一個方面，第一螺旋臂部比第二螺旋臂部長5_-80_。
[0014]根據本發明的一個方面，第一螺旋臂部的長度范圍為20mm-200mm。
[0015]根據本發明的一個方面，第一螺旋臂部的長度范圍為30mm-l50mm。
[0016]根據本發明的一個方面，第一螺旋臂部的長度范圍為40mm-lOOmm。
[0017]根據本發明的一個方面，第二螺旋臂部的長度范圍為1mm-150mm。
[0018]根據本發明的一個方面，第二螺旋臂部的長度范圍為20mm-100mm。
[0019]根據本發明的一個方面，第二螺旋臂部的長度范圍為30mm-70mm。
[0020]根據本發明的一個方面，第三螺旋臂部的長度范圍為3mm-l50mm。
[0021]根據本發明的一個方面，第三螺旋臂部的長度范圍為IOmm-120mm。
[0022 ]根據本發明的一個方面，第三螺旋臂部的長度范圍為30mm-l OOmm。
[0023]根據本發明的一個方面，該螺旋天線還包括柱狀支撐體，螺旋臂設置于柱狀支撐體的外周壁上，柱狀支撐體由介電材料制成。
[0024]根據本發明的一個方面，柱狀支撐體由柔性材料制成，螺旋臂通過印刷工藝印制于展開狀態的柱狀支撐體的表面上。
[0025]如此構造的螺旋天線結構緊湊，質量輕，體積小，并且易于加工。
[0026]根據本發明的一個方面，第一螺旋臂部的另一端延伸到柱狀支撐體的頂端，第三螺旋臂部的另一端延伸到所述柱狀支撐體的底端。
[0027]根據本發明的一個方面，該螺旋天線還包括饋電網絡，饋電網絡具有饋電單元和向螺旋臂饋電的螺旋臂饋電端。
[0028]根據本發明的一個方面，螺旋天線為四臂螺旋天線，該四臂螺旋天線包括四個所述螺旋臂。
[0029]根據本發明的螺旋天線，能夠實現頻率相隔較遠的兩個以上頻段的多頻段工作。根據本發明的螺旋天線還能夠通過螺旋天線的螺旋臂的結構調整來調節螺旋天線的輸入阻抗，從而實現輸入端口與饋電端口的阻抗匹配，以減小能量損失和提高天線整體增益。而且，本發明的螺旋天線結構緊湊，質量輕，體積小，并且易于加工。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，并不能理解為其對本發明的構成任何限制。對于本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他實施例以及其他實施例相對應的附圖。
[0031]圖1是根據本發明的一個實施例的螺旋天線的示意性的立體圖；
[0032]圖2是根據本發明的一個實施例的螺旋天線展開為平面狀態的示意性的視圖；
[0033]圖3是根據本發明的一個實施例的螺旋天線的饋電網絡的示意性的結構圖；
[0034]圖4是根據本發明的又一個實施例的螺旋天線的示意性的立體圖；
[0035]圖5是根據本發明的又一個實施例的螺旋天線展開為平面狀態的示意性的視圖；
[0036]圖6是根據本發明的實施例一個實例的螺旋天線的回波損耗示意圖；
[0037]圖7是根據本發明的實施例一個實例的螺旋天線的高頻增益輻射示意圖；
[0038]圖8是根據本發明的實施例一個實例的螺旋天線的低頻增益輻射示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面將結合附圖，對本發明的一個以上的實施例的技術方案進行描述。顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式。需要說明的是，基于本發明中的這些實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0040]根據本發明的實施例所提供的螺旋天線包括螺旋臂。螺旋臂包括第一螺旋臂部、至少一個第二螺旋臂部和第三螺旋臂部。第一螺旋臂部和第二螺旋臂部間隔設置。第一螺旋臂部的一端和第二螺旋臂部的一端與第三螺旋臂部的一端相連接。并且第三螺旋臂部的另一端與對螺旋臂饋電的螺旋臂饋電端相連接。
[0041]在下文所描述的本發明的實施例中，參照在衛星定位裝置和衛星通信裝置中常用的四臂螺旋天線對本發明進行說明，本領域的技術人員可以知道，這并不對本發明構成限制，本發明的概念、思想和構思可以運用到其他種類的螺旋天線。
[0042]圖1是根據本發明的一個實施例的四臂螺旋天線10的示意性的立體圖。圖2是根據本發明的第一實施例的四臂螺旋天線10展開為平面狀態的示意性的視圖。如圖1和2所示，四臂螺旋天線10包括螺旋臂11。螺旋臂11包括第一螺旋臂部111、第二螺旋臂部112和第三螺旋臂部113。如圖1和2所示，第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112間隔設置。第一螺旋臂部111的一端和第二螺旋臂部112的一端與第三螺旋臂部113的一端相連接。第三螺旋臂部113的另一端與對螺旋臂饋電的螺旋臂饋電端相連接。這里，如果沒有特殊說明，術語“連接”一般是指電連接。具體地說，四臂螺旋天線10包括4個螺旋臂U。由于4個螺旋臂11的結構是相似的，因此，為簡潔起見，在附圖中僅對一個螺旋臂11進行標記。
[0043]如圖1和2所示，第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112的螺旋半徑相同。第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112的升角相同。進一步地說，如圖2所示，在展開成平面狀態下，第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112相平行。進一步地說，第三螺旋臂部113與第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112的螺旋半徑相同。第三螺旋臂部113與第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112的升角相同。
[0044]進一步地說，如圖1和2所示，第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112與第三螺旋部113—體形成。
[0045]在該實施例中，如圖1和2所示，第一螺旋臂部111的另一端為自由端。第二螺旋臂部112的另一端為自由端。這里，自由端是指不與其他物體電連接的一端。
[0046]如圖1所示，四臂螺旋天線10還包括柱狀支撐體12，螺旋臂11設置于柱狀支撐體12的外周壁上。柱狀支撐體12可采用任何適合制作螺旋天線的形狀，比如圓柱形、圓筒形、管狀等。在一種【具體實施方式】中，柱狀支撐體12可用片材或薄膜卷制而成。柱狀支撐體12由介電材料制成，優選柱狀支撐體12材料是柔性介質薄膜。優選地，柱狀支撐體12采用高介電常數的材料制成，所述材料例如是、但不限于樹脂玻璃、塑料、陶瓷等。
[0047]進一步地說，4個螺旋臂11通過本領域常用的螺旋臂11成型工藝形成于柱狀支撐體12的外周壁上。比如當柱狀支撐體12由柔性材料制成時，4個螺旋臂11通過印刷工藝印制于展開狀態的柱狀支撐體12的表面上。然后，通過卷曲該柔性材料成柱狀從而獲得支撐著4個螺旋臂11的柱狀支撐體12。如此構造的四臂螺旋天線結構緊湊，質量輕，體積小，并且易于加工。
[0048]如圖1和2所示，第一螺旋臂部111的另一端延伸到柱狀支撐體12的頂端。第三螺旋臂部113的另一端延伸到柱狀支撐體12的底端。四臂螺旋天線10還包括底座13。柱狀支撐體12的底端與設置有饋電網絡的底座13固定連接。
[0049]在本實施例中，四臂螺旋天線10還包括饋電