四臂螺旋天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于天线技术领域，具体涉及一种螺旋天线，尤其涉及一种四臂螺旋天线。
【背景技术】
[0002]随着卫星导航系统的发展，特别是随着我国北斗卫星导航系统的建设发展和日臻完善，基于北斗卫星的导航定位和移动通信在军事和民用领域获得了越来越多的应用，比如运输监控、水文监测、防洪抗汛，以及提供定位、通信和授时等综合服务，从而在人们的工作生活中起到了越来越重要的作用。
[0003]在卫星导航技术和卫星通信技术中，作为卫星信号的接收和发射天线，螺旋天线、特别是四臂螺旋天线(QuadrifiIar Helix Antenna，QHA)是一种具有圆极化和宽波束特性的天线，其辐射方向图呈心型，而且前后比优异，且不需要接地，因此被广泛应用于卫星通信和全球定位系统等无线电技术领域。
[0004]然而，现有的四臂螺旋天线属于窄带宽的谐振式天线，想要实现宽频或者两个以上频段的多频段工作是非常困难的，特别是现有的四臂螺旋天线无法实现频率相隔较远的两个以上频段的多频段工作，更无法实现调节四臂螺旋天线的输入阻抗，从而实现输入端口与馈电端口的阻抗匹配，以减小能量损失和提高天线整体增益。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种螺旋天线，该螺旋天线能够实现频率相隔较远的两个以上频段的多频段工作。根据本发明的螺旋天线还能够通过四臂螺旋天线的螺旋臂的结构调整来调节螺旋天线的输入阻抗，从而实现输入端口与馈电端口的阻抗匹配，以减小能量损失和提高天线整体增益。
[0006]本发明提供一种螺旋天线，包括螺旋臂，所述螺旋臂包括:第一螺旋臂部、至少一个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间隔设置。第一螺旋臂部的一端和第二螺旋臂部的一端与第三螺旋臂部的一端相连接。并且第三螺旋臂部的另一端与对螺旋臂馈电的螺旋臂馈电端相连接。
[0007]根据本发明的一个方面，第一螺旋臂部和第二螺旋臂部的螺旋半径相同，并且第一螺旋臂部和第二螺旋臂部的升角相同。
[0008]根据本发明的一个方面，在展开成平面状态下，第一螺旋臂部和第二螺旋臂部相平行。
[0009]根据本发明的一个方面，第一螺旋臂部和第二螺旋臂部与第三螺旋部一体形成。
[0010]根据本发明的一个方面，第一螺旋臂部的另一端为自由端。
[0011]根据本发明的一个方面，第二螺旋臂部的另一端为自由端。
[0012]根据本发明的一个方面，第一螺旋臂部的长度大于第二螺旋臂部的长度。
[0013]根据本发明的一个方面，第一螺旋臂部比第二螺旋臂部长5_-80_。
[0014]根据本发明的一个方面，第一螺旋臂部的长度范围为20mm-200mm。
[0015]根据本发明的一个方面，第一螺旋臂部的长度范围为30mm-l50mm。
[0016]根据本发明的一个方面，第一螺旋臂部的长度范围为40mm-lOOmm。
[0017]根据本发明的一个方面，第二螺旋臂部的长度范围为1mm-150mm。
[0018]根据本发明的一个方面，第二螺旋臂部的长度范围为20mm-100mm。
[0019]根据本发明的一个方面，第二螺旋臂部的长度范围为30mm-70mm。
[0020]根据本发明的一个方面，第三螺旋臂部的长度范围为3mm-l50mm。
[0021]根据本发明的一个方面，第三螺旋臂部的长度范围为IOmm-120mm。
[0022 ]根据本发明的一个方面，第三螺旋臂部的长度范围为30mm-l OOmm。
[0023]根据本发明的一个方面，该螺旋天线还包括柱状支撑体，螺旋臂设置于柱状支撑体的外周壁上，柱状支撑体由介电材料制成。
[0024]根据本发明的一个方面，柱状支撑体由柔性材料制成，螺旋臂通过印刷工艺印制于展开状态的柱状支撑体的表面上。
[0025]如此构造的螺旋天线结构紧凑，质量轻，体积小，并且易于加工。
[0026]根据本发明的一个方面，第一螺旋臂部的另一端延伸到柱状支撑体的顶端，第三螺旋臂部的另一端延伸到所述柱状支撑体的底端。
[0027]根据本发明的一个方面，该螺旋天线还包括馈电网络，馈电网络具有馈电单元和向螺旋臂馈电的螺旋臂馈电端。
[0028]根据本发明的一个方面，螺旋天线为四臂螺旋天线，该四臂螺旋天线包括四个所述螺旋臂。
[0029]根据本发明的螺旋天线，能够实现频率相隔较远的两个以上频段的多频段工作。根据本发明的螺旋天线还能够通过螺旋天线的螺旋臂的结构调整来调节螺旋天线的输入阻抗，从而实现输入端口与馈电端口的阻抗匹配，以减小能量损失和提高天线整体增益。而且，本发明的螺旋天线结构紧凑，质量轻，体积小，并且易于加工。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，并不能理解为其对本发明的构成任何限制。对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他实施例以及其他实施例相对应的附图。
[0031]图1是根据本发明的一个实施例的螺旋天线的示意性的立体图；
[0032]图2是根据本发明的一个实施例的螺旋天线展开为平面状态的示意性的视图；
[0033]图3是根据本发明的一个实施例的螺旋天线的馈电网络的示意性的结构图；
[0034]图4是根据本发明的又一个实施例的螺旋天线的示意性的立体图；
[0035]图5是根据本发明的又一个实施例的螺旋天线展开为平面状态的示意性的视图；
[0036]图6是根据本发明的实施例一个实例的螺旋天线的回波损耗示意图；
[0037]图7是根据本发明的实施例一个实例的螺旋天线的高频增益辐射示意图；
[0038]图8是根据本发明的实施例一个实例的螺旋天线的低频增益辐射示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面将结合附图，对本发明的一个以上的实施例的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。需要说明的是，基于本发明中的这些实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0040]根据本发明的实施例所提供的螺旋天线包括螺旋臂。螺旋臂包括第一螺旋臂部、至少一个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间隔设置。第一螺旋臂部的一端和第二螺旋臂部的一端与第三螺旋臂部的一端相连接。并且第三螺旋臂部的另一端与对螺旋臂馈电的螺旋臂馈电端相连接。
[0041]在下文所描述的本发明的实施例中，参照在卫星定位装置和卫星通信装置中常用的四臂螺旋天线对本发明进行说明，本领域的技术人员可以知道，这并不对本发明构成限制，本发明的概念、思想和构思可以运用到其他种类的螺旋天线。
[0042]图1是根据本发明的一个实施例的四臂螺旋天线10的示意性的立体图。图2是根据本发明的第一实施例的四臂螺旋天线10展开为平面状态的示意性的视图。如图1和2所示，四臂螺旋天线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。如图1和2所示，第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112间隔设置。第一螺旋臂部111的一端和第二螺旋臂部112的一端与第三螺旋臂部113的一端相连接。第三螺旋臂部113的另一端与对螺旋臂馈电的螺旋臂馈电端相连接。这里，如果没有特殊说明，术语“连接”一般是指电连接。具体地说，四臂螺旋天线10包括4个螺旋臂U。由于4个螺旋臂11的结构是相似的，因此，为简洁起见，在附图中仅对一个螺旋臂11进行标记。
[0043]如图1和2所示，第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112的螺旋半径相同。第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112的升角相同。进一步地说，如图2所示，在展开成平面状态下，第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112相平行。进一步地说，第三螺旋臂部113与第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112的螺旋半径相同。第三螺旋臂部113与第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112的升角相同。
[0044]进一步地说，如图1和2所示，第一螺旋臂部111和第二螺旋臂部112与第三螺旋部113—体形成。
[0045]在该实施例中，如图1和2所示，第一螺旋臂部111的另一端为自由端。第二螺旋臂部112的另一端为自由端。这里，自由端是指不与其他物体电连接的一端。
[0046]如图1所示，四臂螺旋天线10还包括柱状支撑体12，螺旋臂11设置于柱状支撑体12的外周壁上。柱状支撑体12可采用任何适合制作螺旋天线的形状，比如圆柱形、圆筒形、管状等。在一种【具体实施方式】中，柱状支撑体12可用片材或薄膜卷制而成。柱状支撑体12由介电材料制成，优选柱状支撑体12材料是柔性介质薄膜。优选地，柱状支撑体12采用高介电常数的材料制成，所述材料例如是、但不限于树脂玻璃、塑料、陶瓷等。
[0047]进一步地说，4个螺旋臂11通过本领域常用的螺旋臂11成型工艺形成于柱状支撑体12的外周壁上。比如当柱状支撑体12由柔性材料制成时，4个螺旋臂11通过印刷工艺印制于展开状态的柱状支撑体12的表面上。然后，通过卷曲该柔性材料成柱状从而获得支撑着4个螺旋臂11的柱状支撑体12。如此构造的四臂螺旋天线结构紧凑，质量轻，体积小，并且易于加工。
[0048]如图1和2所示，第一螺旋臂部111的另一端延伸到柱状支撑体12的顶端。第三螺旋臂部113的另一端延伸到柱状支撑体12的底端。四臂螺旋天线10还包括底座13。柱状支撑体12的底端与设置有馈电网络的底座13固定连接。
[0049]在本实施例中，四臂螺旋天线10还包括馈电