一種全向四臂螺旋天線裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種全向四臂螺旋天線裝置，包括四臂螺旋輻射單元、反射板和移相饋電網絡。所述的四臂螺旋輻射單元由柔性介質電路板上的四個螺旋輻射臂組成，四個螺旋輻射臂在底部通過一根匹配線相連接，四個螺旋輻射臂的輸入端通過連接探針與底下的移相饋電網絡相連。本實用新型具有高增益、優良圓極化性能，結構小巧，性能優良，實用性強，可以在較小體積內實現全向性的圓極化天線，能廣泛應用于導航天線領域。
【專利說明】
一種全向四臂螺旋天線裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉天線領域，尤其涉及一種全向四臂螺旋天線裝置。
【背景技術】
[0002]四臂螺旋天線由于具有良好的圓極化性能和較寬的波束寬度等優點，非常適用于導航天線領域，但是由于普通四臂螺旋天線的諧振主要與四個臂的長度有關，而1.5GHz的真空波長為200_，所以很難實現小型化，導致其應用范圍受限。
[0003]由于四臂螺旋天線需要四個輸入端口(相位為0°、90°、180°、270°)饋電，普通的微帶饋電網絡占用的面積較大。Mathieu Gaillet等人于2010年在IEEE Transact1ns onAntennas and Propagat1n上發表文章A Broadband Folded Printed QuadrifiIarHelical Antenna Employing a Novel Compact Planar Feeding Circuit，提出了四臂螺旋天線的小型化饋電網絡設計方法，采用空縫隙耦合實現180°相移。該饋電網絡設計使得四臂螺旋天線小型化應用成為可能，但也存在天線和饋電網絡一體化設計難以實現的問題。
【實用新型內容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型公開了本實用新型公開了一種全向四臂螺旋天線裝置，包括四臂螺旋輻射單元、反射板和移相饋電網絡。所述的四臂螺旋輻射單元由柔性介質電路板上的四個螺旋輻射臂組成，四個螺旋輻射臂在底部通過一根匹配線相連接，四個螺旋輻射臂的輸入端通過連接探針與底下的移相饋電網絡相連。本實用新型具有高增益、優良圓極化性能，結構小巧，性能優良，實用性強，可以在較小體積內實現全向性的圓極化天線，能廣泛應用于導航天線領域。
[0005]為達此目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]—種全向四臂螺旋天線裝置，包括四臂螺旋輻射單元、反射板和移相饋電網絡，其特征在于:所述的四臂螺旋輻射單元由柔性介質電路板上的四個螺旋輻射臂組成，四個螺旋輻射臂在底部通過一根匹配線與連接探針相連接，四個螺旋輻射臂的輸入端通過連接探針與底下的移相饋電網絡相連。
[0007]其中，所述的四個螺旋輻射臂的輸入相位分別為0°、90°、180°、270°，所述的四個螺旋輻射臂之間的距離與四個螺旋輻射臂的寬度的比值大于5。
[0008]其中，所述的移相饋電網絡包括上層金屬層、中間介質層和底層金屬層，上層金屬層和底層金屬層通過金屬化的通孔連接;所述的上層金屬層上設有兩個90°移相功分器和一個180°移相功分器，兩個90°移相功分器和一個180°移相功分器通過功分器微帶線連接；所述的90°移相功分器設有兩個90°移相功分器輸入端、一個90°移相功分器輸出端、一個90°移相功分器隔離端，180°移相功分器設有兩個180°移相功分器輸入端、一個180°移相功分器隔離端。
[0009]其中，所述的90°移相功分器體積不大于3.2mmX 1.6mmX 1mm，所述的180°移相功分器體積不大于13mmX 1mmX6.5mm。
[0010]其中，所述的90°移相功分器隔離端、180°移相功分器隔離端要連接匹配負載，兩個90°移相功分器隔離端各裝配一個50歐姆的匹配電阻，180°移相功分器隔離端裝配一個50歐姆的匹配電阻。
[0011]實用新型的有益效果:本實用新型具有高增益、優良圓極化性能，結構小巧，性能優良，實用性強，可以在較小體積內實現全向性的圓極化天線，能廣泛應用于導航天線領域。
【附圖說明】
[0012]圖1是一種全向四臂螺旋天線裝置結構示意圖；
[0013]圖2是一種全向四臂螺旋天線裝置的移相饋電網絡連接示意圖；
[0014]圖3是一種全向四臂螺旋天線裝置實施例的增益仿真結果；
[0015]圖4是一種全向四臂螺旋天線裝置實施例的圓極化軸比仿真結果；
[0016]圖中1.移相饋電網絡、11.180°移相功分器、12.90°移相功分器、13.微帶線、14.180°移相功分器輸入端、15.90°移相功分器輸出端、16.90°移相功分器負載端、17.負載電阻、18.180°移相功分器負載端、19.90°移相功分器輸出端、2.四臂螺旋輻射單元、21.柔性介質電路板、22.螺旋輻射臂、4.反射板、5.連接探針。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的和技術方案以及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型做進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以對本實用新型的解釋，并不用于限定所述求的權利要求。
[0018]見實施例圖1、實施例圖2所示，一種全向四臂螺旋天線裝置，包括四臂螺旋輻射單元2、反射板4和移相饋電網絡I。四臂螺旋輻射單元2由柔性介質電路板21上的四個螺旋輻射臂22組成，四個螺旋輻射臂22在底部通過一根匹配線與連接探針5相連接，四個螺旋輻射臂22的輸入端通過連接探針5連接到螺旋臂微帶線，螺旋臂微帶線與底下的移相饋電網絡I的90°移相功分器相連。
[0019]圖中，四個螺旋輻射臂22的輸入相位分別為0°、90°、180°、270°，所述的四個螺旋輻射臂22之間的距離與四個螺旋輻射臂22的寬度的比值大于5。
[0020]圖中，移相饋電網絡I包括上層金屬層、中間介質層和底層金屬層，上層金屬層和底層金屬層通過金屬化的通孔連接，上層金屬層上設有兩個90°移相功分器12和一個180°移相功分器11，兩個90°移相功分器12和一個180°移相功分器11通過功分器微帶線連接13。90°移相功分器12設有兩個90°移相功分器輸入端15、一個90°移相功分器輸出端19、一個90°移相功分器隔離端16，180°移相功分器設有兩個180°移相功分器輸入端14、一個180°移相功分器隔離端18。
[0021 ] 圖中，90°移相功分器12體積不大于3.2mm X 1.6mm X lmm, 180°移相功分器11體積不大于13mmX 1mmX 6.5mm。90°移相功分器和180°移相功分器的體積可以做得很小，所以全向四臂螺旋天線裝置的整體尺寸也可以做得很小，比如全向四臂螺旋天線裝置的整體尺寸可以做到Φ 22 X 34_，占用空間小，能夠安裝在各種電子定位導航設備中。
[0022]圖中，90°移相功分器隔離端16、180°移相功分器隔離端18要連接匹配負載，兩個90°移相功分器隔離端16各裝配一個50歐姆的匹配電阻17，180°移相功分器隔離端18裝配一個50歐姆的匹配電阻17。
[0023]圖3是一種全向四臂螺旋天線裝置實施例的增益仿真結果，圖4是一種全向四臂螺旋天線裝置實施例的圓極化軸比仿真結果。如圖3、圖4所示，全向四臂螺旋天線裝置的法相增益大于4dB，3dB寬度大于100°，全向四臂螺旋天線裝置的圓極化軸比小于3dB。
[0024]本實用新型具有高增益、優良圓極化性能，結構小巧，性能優良，實用性強，可以在較小體積內實現全向性的圓極化天線，能廣泛應用于導航天線領域。
[0025]盡管上述圖文已經描述了本實用新型的優選實施例的說明，但本領域內的技術人員一旦得知了本創造性地概念，則可以對這些實施例做另外的變更和修改，所以，所附的權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更及修改。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種修改和變型而不脫離本實用新型的思想和范圍，這樣，尚若對本實用新型的這些修改和變形屬于本實用新型權利要求及其等同技術范圍之內，則本實用新型意圖包含這些改動和變形在內。
【主權項】
1.一種全向四臂螺旋天線裝置，包括四臂螺旋輻射單元、反射板和移相饋電網絡，其特征在于:所述的四臂螺旋輻射單元由柔性介質電路板上的四個螺旋輻射臂組成，四個螺旋輻射臂在底部通過一根匹配線與連接探針相連接，四個螺旋輻射臂的輸入端通過連接探針與底下的移相饋電網絡相連。2.根據權利要求1所述的一種全向四臂螺旋天線裝置，其特征在于:所述的四個螺旋輻射臂的輸入相位分別為0°、90°、180°、270°，所述的四個螺旋輻射臂之間的距離與四個螺旋輻射臂的寬度的比值大于5。3.根據權利要求1所述的一種全向四臂螺旋天線裝置，其特征在于:所述的移相饋電網絡包括上層金屬層、中間介質層和底層金屬層，上層金屬層和底層金屬層通過金屬化的通孔連接;所述的上層金屬層上設有兩個90°移相功分器和一個180°移相功分器，兩個90°移相功分器和一個180°移相功分器通過功分器微帶線連接;所述的90°移相功分器設有兩個90°移相功分器輸入端、一個90°移相功分器輸出端、一個90°移相功分器隔離端，180°移相功分器設有兩個180°移相功分器輸入端、一個180°移相功分器隔離端。4.根據權利要求3所述的一種全向四臂螺旋天線裝置，其特征在于:所述的90°移相功分器體積不大于3.2mm X 1.6mm X 1mm，所述的180°移相功分器體積不大于13mm X 1 Omm X6.5mm ο5.根據權利要求3所述的一種全向四臂螺旋天線裝置，其特征在于:所述的90°移相功分器隔離端口、180°移相功分器隔離端口要連接匹配負載，兩個90°移相功分器隔離端各裝配一個50歐姆的匹配電阻，180°移相功分器隔離端裝配一個50歐姆的匹配電阻。
【文檔編號】H01Q1/38GK205646139SQ201620032106
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年1月13日
【發明人】陳書輝, 黃武錦, 賈李川, 康建明, 蒙鑫, 唐影, 趙志堅
【申請人】深圳華天信通科技有限公司