一种单向宽带平面螺旋天线的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种单向宽带平面螺旋天线。


背景技术：

2.平面螺旋天线是一种非频变天线，其带宽与其螺旋的口径尺寸相关，具有相位中心稳定、频带宽、波束宽带宽等优点；但是当天线工作频率较低时，所需的天线口径尺寸较大；目前平面螺旋天线小型化主要的研究方向包括将平面螺旋天线的口径面积小型化，以及降低平面螺旋天线的剖面高度，因此，如何通过这两个方向来实现平面螺旋天线的小型化，是目前需要考虑的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种单向宽带平面螺旋天线，解决了现有技术中存在的不足。
4.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种单向宽带平面螺旋天线，它包括介质基板、支撑柱、反射板和同轴线；所述介质基板底部的四角分别通过支撑柱粘接在反射板的四角上；在所述介质基板上表面蚀刻有矩形螺旋槽，矩形螺旋槽以介质基板的中心为定点向外圈螺旋，在介质基板上表面形成两条螺旋线，在第一条螺旋线的金属臂上蚀刻有第一通孔，在第二条螺旋线的金属臂上蚀刻有第二通孔；所述同轴线的内导体通过第一通孔与第一条螺旋线的金属臂相连，外导体通过第二通孔第两条螺旋线的金属臂相连。
5.在矩形螺旋槽的最外圈间隔加载有包括两个阻值r1和两个阻值r2的电阻，两个阻值r1的电阻分别加载在介质基板上下对称的对称轴与最外圈螺旋槽的交点位置处；两个阻值r2的电阻分别加载在距离最外圈螺旋槽末端距离n位置处。
6.阻值r1的电阻为100欧姆，阻值r2的电阻为50欧姆，所述同轴线包括50欧姆同轴线。
7.所述矩形螺旋槽的槽宽为1mm，槽间金属臂宽带为7mm。
8.所述介质基板的相对介电常数为4.4，厚度为1mm，尺寸为174mm
×
174mm；所述支撑柱为高度为27mm，半径为1mm的铜柱，支撑柱的一端粘接在介质基板底部距离四个角左右两边3.5mm位置处，另一端粘接在反射板上表面距离四个角左右两边3.5mm位置处。
9.两个阻值r2的电阻分别加载在距离最外圈螺旋槽末端距离33.45mm位置处。
10.本实用新型具有以下优点：一种单向宽带平面螺旋天线，该天线通过使用矩形螺旋替代传统螺旋来减小天线尺寸，在天线末端加载阻值不同的电阻来降低反射系数和轴比，并通过使用槽辐射来降低反射部件的高度，使用一个距离天线较近的反射板来满足天线的单向辐射，可以实现800mhz-1ghz的单向辐射的宽带平面螺旋天线，该天线装配简单，便于生产。
附图说明
11.图1 为本实用新型的结构示意图；
12.图2 为为本实用新型的俯视图；
13.图3是本申请的单向辐射的平面螺旋天线的反射系数曲线
14.图4是本申请的单向辐射的平面螺旋天线的轴比曲线
15.图5是本申请的单向辐射的平面螺旋天线的最大辐射方向右旋圆极化增益曲线
16.图6是本申请的单向辐射的平面螺旋天线在900mhz的方向图；
17.图中：1-介质基板，2-支撑柱，3-反射板，4-同轴线，5-第一通孔，6-第二通孔，7-矩形螺旋槽。
具体实施方式
18.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。
19.如图1和图2所示，本实用新型具体涉及一种待发射板的单向宽带平面螺旋天线，该设计结构简单，加工成本低，易于实现，减小了同频段传统平面螺旋天线的口径尺寸，并通过较低的剖面实现了单向辐射。
20.它包括介质基板1、支撑柱2、反射板3和同轴线4；所述介质基板1底部的四角分别通过支撑柱2粘接在反射板3的四角上；在所述介质基板1上表面蚀刻有矩形螺旋槽7，矩形螺旋槽7以介质基板1的中心为定点向外圈螺旋，在介质基板1上表面形成两条螺旋线，在第一条螺旋线的金属臂上蚀刻有第一通孔5，在第二条螺旋线的金属臂上蚀刻有第二通孔6；所述同轴线4的内导体通过第一通孔5与第一条螺旋线的金属臂相连，外导体通过第二通孔6第两条螺旋线的金属臂相连。
21.进一步地，在矩形螺旋槽7的最外圈间隔加载有包括两个阻值r1和两个阻值r2的电阻，两个阻值r1的电阻分别加载在介质基板1上下对称的对称轴与最外圈螺旋槽的交点位置处；两个阻值r2的电阻分别加载在距离最外圈螺旋槽末端距离33.45mm位置处。
22.进一步地，阻值r1的电阻为100欧姆，阻值r2的电阻为50欧姆，所述同轴线4包括50欧姆同轴线。矩形螺旋槽7的槽宽为1mm，槽间金属臂宽带为7mm。
23.进一步地，介质基板1采用的介质是fr4，其相对介电常数为4.4，厚度为1mm，尺寸为174mm
×
174mm；支撑柱2为高度为27mm，半径为1mm的铜柱，支撑柱2的一端粘接在介质基板1底部距离四个角左右两边3.5mm位置处，另一端粘接在反射板3上表面距离四个角左右两边3.5mm位置处。该平面螺旋天线在800mhz-1ghz频段上反射系数不超过-14db，轴比不超过3db，最大辐射方向上右旋圆极化增益大于4.19db，且沿着法向单向辐射。
24.基于图1和图2的单向宽带平面螺旋天线在800mhz-1000mhz频段上性能优良，反射
系数不超过-14db，轴比不超过3db，最大辐射方向上右旋圆极化增益大于4.19db，且沿着法向单向辐射。反射系数曲线如图3所示，轴比曲线如图4所示，法向辐射的增益曲线如图5所示，天线在900mhz处的方向图如图6所示。
25.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。


技术特征：
1.一种单向宽带平面螺旋天线，其特征在于：它包括介质基板（1）、支撑柱（2）、反射板（3）和同轴线（4）；所述介质基板（1）底部的四角分别通过支撑柱（2）粘接在反射板（3）的四角上；在所述介质基板（1）上表面蚀刻有矩形螺旋槽（7），矩形螺旋槽（7）以介质基板（1）的中心为定点向外圈螺旋，在介质基板（1）上表面形成两条螺旋线，在第一条螺旋线的金属臂上蚀刻有第一通孔（5），在第二条螺旋线的金属臂上蚀刻有第二通孔（6）；所述同轴线（4）的内导体通过第一通孔（5）与第一条螺旋线的金属臂相连，外导体通过第二通孔（6）第两条螺旋线的金属臂相连。2.根据权利要求1所述的一种单向宽带平面螺旋天线，其特征在于：在矩形螺旋槽（7）的最外圈间隔加载有包括两个阻值r1和两个阻值r2的电阻，两个阻值r1的电阻分别加载在介质基板（1）上下对称的对称轴与最外圈螺旋槽的交点位置处；两个阻值r2的电阻分别加载在距离最外圈螺旋槽末端距离n位置处。3.根据权利要求2所述的一种单向宽带平面螺旋天线，其特征在于：阻值r1的电阻为100欧姆，阻值r2的电阻为50欧姆，所述同轴线（4）包括50欧姆同轴线。4.根据权利要求1所述的一种单向宽带平面螺旋天线，其特征在于：所述矩形螺旋槽（7）的槽宽为1mm，槽间金属臂宽带为7mm。5.根据权利要求1所述的一种单向宽带平面螺旋天线，其特征在于：所述介质基板（1）的相对介电常数为4.4，厚度为1mm，尺寸为174mm
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174mm；所述支撑柱（2）为高度为27mm，半径为1mm的铜柱，支撑柱（2）的一端粘接在介质基板（1）底部距离四个角左右两边3.5mm位置处，另一端粘接在反射板（3）上表面距离四个角左右两边3.5mm位置处。6.根据权利要求2所述的一种单向宽带平面螺旋天线，其特征在于：两个阻值r2的电阻分别加载在距离最外圈螺旋槽末端距离33.45mm位置处。

技术总结
本实用新型涉及一种单向宽带平面螺旋天线，它包括介质基板、支撑柱、反射板和同轴线；所述介质基板底部的四角分别通过支撑柱粘接在反射板的四角上；在所述介质基板上表面蚀刻有矩形螺旋槽，矩形螺旋槽以介质基板的中心为定点向外圈螺旋，在介质基板上表面形成两条螺旋线，在第一条螺旋线的金属臂上蚀刻有第一通孔，在第二条螺旋线的金属臂上蚀刻有第二通孔；所述同轴线分别通过第一通孔和第二通孔两条螺旋线的金属臂相连。本实用新型通过使用矩形螺旋替代传统螺旋来减小天线尺寸，在天线末端加载阻值不同的电阻来降低反射系数和轴比，并通过使用槽辐射来降低反射部件的高度，使用一个距离天线较近的反射板来满足天线的单向辐射。辐射。辐射。


技术研发人员：赵东升 李顺 王迎 李靖 曹虞杰 袁鸣 苏畅
受保护的技术使用者：成都德杉科技有限公司
技术研发日：2022.04.15
技术公布日：2022/7/19