一种全向四臂螺旋天线装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种全向四臂螺旋天线装置，包括四臂螺旋辐射单元、反射板和移相馈电网络。所述的四臂螺旋辐射单元由柔性介质电路板上的四个螺旋辐射臂组成，四个螺旋辐射臂在底部通过一根匹配线相连接，四个螺旋辐射臂的输入端通过连接探针与底下的移相馈电网络相连。本实用新型具有高增益、优良圆极化性能，结构小巧，性能优良，实用性强，可以在较小体积内实现全向性的圆极化天线，能广泛应用于导航天线领域。
【专利说明】
一种全向四臂螺旋天线装置
技术领域
[0001]本实用新型涉天线领域，尤其涉及一种全向四臂螺旋天线装置。
【背景技术】
[0002]四臂螺旋天线由于具有良好的圆极化性能和较宽的波束宽度等优点，非常适用于导航天线领域，但是由于普通四臂螺旋天线的谐振主要与四个臂的长度有关，而1.5GHz的真空波长为200_，所以很难实现小型化，导致其应用范围受限。
[0003]由于四臂螺旋天线需要四个输入端口(相位为0°、90°、180°、270°)馈电，普通的微带馈电网络占用的面积较大。Mathieu Gaillet等人于2010年在IEEE Transact1ns onAntennas and Propagat1n上发表文章A Broadband Folded Printed QuadrifiIarHelical Antenna Employing a Novel Compact Planar Feeding Circuit，提出了四臂螺旋天线的小型化馈电网络设计方法，采用空缝隙耦合实现180°相移。该馈电网络设计使得四臂螺旋天线小型化应用成为可能，但也存在天线和馈电网络一体化设计难以实现的问题。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型公开了本实用新型公开了一种全向四臂螺旋天线装置，包括四臂螺旋辐射单元、反射板和移相馈电网络。所述的四臂螺旋辐射单元由柔性介质电路板上的四个螺旋辐射臂组成，四个螺旋辐射臂在底部通过一根匹配线相连接，四个螺旋辐射臂的输入端通过连接探针与底下的移相馈电网络相连。本实用新型具有高增益、优良圆极化性能，结构小巧，性能优良，实用性强，可以在较小体积内实现全向性的圆极化天线，能广泛应用于导航天线领域。
[0005]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]—种全向四臂螺旋天线装置，包括四臂螺旋辐射单元、反射板和移相馈电网络，其特征在于:所述的四臂螺旋辐射单元由柔性介质电路板上的四个螺旋辐射臂组成，四个螺旋辐射臂在底部通过一根匹配线与连接探针相连接，四个螺旋辐射臂的输入端通过连接探针与底下的移相馈电网络相连。
[0007]其中，所述的四个螺旋辐射臂的输入相位分别为0°、90°、180°、270°，所述的四个螺旋辐射臂之间的距离与四个螺旋辐射臂的宽度的比值大于5。
[0008]其中，所述的移相馈电网络包括上层金属层、中间介质层和底层金属层，上层金属层和底层金属层通过金属化的通孔连接;所述的上层金属层上设有两个90°移相功分器和一个180°移相功分器，两个90°移相功分器和一个180°移相功分器通过功分器微带线连接；所述的90°移相功分器设有两个90°移相功分器输入端、一个90°移相功分器输出端、一个90°移相功分器隔离端，180°移相功分器设有两个180°移相功分器输入端、一个180°移相功分器隔离端。
[0009]其中，所述的90°移相功分器体积不大于3.2mmX 1.6mmX 1mm，所述的180°移相功分器体积不大于13mmX 1mmX6.5mm。
[0010]其中，所述的90°移相功分器隔离端、180°移相功分器隔离端要连接匹配负载，两个90°移相功分器隔离端各装配一个50欧姆的匹配电阻，180°移相功分器隔离端装配一个50欧姆的匹配电阻。
[0011]实用新型的有益效果:本实用新型具有高增益、优良圆极化性能，结构小巧，性能优良，实用性强，可以在较小体积内实现全向性的圆极化天线，能广泛应用于导航天线领域。
【附图说明】
[0012]图1是一种全向四臂螺旋天线装置结构示意图；
[0013]图2是一种全向四臂螺旋天线装置的移相馈电网络连接示意图；
[0014]图3是一种全向四臂螺旋天线装置实施例的增益仿真结果；
[0015]图4是一种全向四臂螺旋天线装置实施例的圆极化轴比仿真结果；
[0016]图中1.移相馈电网络、11.180°移相功分器、12.90°移相功分器、13.微带线、14.180°移相功分器输入端、15.90°移相功分器输出端、16.90°移相功分器负载端、17.负载电阻、18.180°移相功分器负载端、19.90°移相功分器输出端、2.四臂螺旋辐射单元、21.柔性介质电路板、22.螺旋辐射臂、4.反射板、5.连接探针。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型的目的和技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型做进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以对本实用新型的解释，并不用于限定所述求的权利要求。
[0018]见实施例图1、实施例图2所示，一种全向四臂螺旋天线装置，包括四臂螺旋辐射单元2、反射板4和移相馈电网络I。四臂螺旋辐射单元2由柔性介质电路板21上的四个螺旋辐射臂22组成，四个螺旋辐射臂22在底部通过一根匹配线与连接探针5相连接，四个螺旋辐射臂22的输入端通过连接探针5连接到螺旋臂微带线，螺旋臂微带线与底下的移相馈电网络I的90°移相功分器相连。
[0019]图中，四个螺旋辐射臂22的输入相位分别为0°、90°、180°、270°，所述的四个螺旋辐射臂22之间的距离与四个螺旋辐射臂22的宽度的比值大于5。
[0020]图中，移相馈电网络I包括上层金属层、中间介质层和底层金属层，上层金属层和底层金属层通过金属化的通孔连接，上层金属层上设有两个90°移相功分器12和一个180°移相功分器11，两个90°移相功分器12和一个180°移相功分器11通过功分器微带线连接13。90°移相功分器12设有两个90°移相功分器输入端15、一个90°移相功分器输出端19、一个90°移相功分器隔离端16，180°移相功分器设有两个180°移相功分器输入端14、一个180°移相功分器隔离端18。
[0021 ] 图中，90°移相功分器12体积不大于3.2mm X 1.6mm X lmm, 180°移相功分器11体积不大于13mmX 1mmX 6.5mm。90°移相功分器和180°移相功分器的体积可以做得很小，所以全向四臂螺旋天线装置的整体尺寸也可以做得很小，比如全向四臂螺旋天线装置的整体尺寸可以做到Φ 22 X 34_，占用空间小，能够安装在各种电子定位导航设备中。
[0022]图中，90°移相功分器隔离端16、180°移相功分器隔离端18要连接匹配负载，两个90°移相功分器隔离端16各装配一个50欧姆的匹配电阻17，180°移相功分器隔离端18装配一个50欧姆的匹配电阻17。
[0023]图3是一种全向四臂螺旋天线装置实施例的增益仿真结果，图4是一种全向四臂螺旋天线装置实施例的圆极化轴比仿真结果。如图3、图4所示，全向四臂螺旋天线装置的法相增益大于4dB，3dB宽度大于100°，全向四臂螺旋天线装置的圆极化轴比小于3dB。
[0024]本实用新型具有高增益、优良圆极化性能，结构小巧，性能优良，实用性强，可以在较小体积内实现全向性的圆极化天线，能广泛应用于导航天线领域。
[0025]尽管上述图文已经描述了本实用新型的优选实施例的说明，但本领域内的技术人员一旦得知了本创造性地概念，则可以对这些实施例做另外的变更和修改，所以，所附的权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更及修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种修改和变型而不脱离本实用新型的思想和范围，这样，尚若对本实用新型的这些修改和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术范围之内，则本实用新型意图包含这些改动和变形在内。
【主权项】
1.一种全向四臂螺旋天线装置，包括四臂螺旋辐射单元、反射板和移相馈电网络，其特征在于:所述的四臂螺旋辐射单元由柔性介质电路板上的四个螺旋辐射臂组成，四个螺旋辐射臂在底部通过一根匹配线与连接探针相连接，四个螺旋辐射臂的输入端通过连接探针与底下的移相馈电网络相连。2.根据权利要求1所述的一种全向四臂螺旋天线装置，其特征在于:所述的四个螺旋辐射臂的输入相位分别为0°、90°、180°、270°，所述的四个螺旋辐射臂之间的距离与四个螺旋辐射臂的宽度的比值大于5。3.根据权利要求1所述的一种全向四臂螺旋天线装置，其特征在于:所述的移相馈电网络包括上层金属层、中间介质层和底层金属层，上层金属层和底层金属层通过金属化的通孔连接;所述的上层金属层上设有两个90°移相功分器和一个180°移相功分器，两个90°移相功分器和一个180°移相功分器通过功分器微带线连接;所述的90°移相功分器设有两个90°移相功分器输入端、一个90°移相功分器输出端、一个90°移相功分器隔离端，180°移相功分器设有两个180°移相功分器输入端、一个180°移相功分器隔离端。4.根据权利要求3所述的一种全向四臂螺旋天线装置，其特征在于:所述的90°移相功分器体积不大于3.2mm X 1.6mm X 1mm，所述的180°移相功分器体积不大于13mm X 1 Omm X6.5mm ο5.根据权利要求3所述的一种全向四臂螺旋天线装置，其特征在于:所述的90°移相功分器隔离端口、180°移相功分器隔离端口要连接匹配负载，两个90°移相功分器隔离端各装配一个50欧姆的匹配电阻，180°移相功分器隔离端装配一个50欧姆的匹配电阻。
【文档编号】H01Q1/38GK205646139SQ201620032106
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年1月13日
【发明人】陈书辉, 黄武锦, 贾李川, 康建明, 蒙鑫, 唐影, 赵志坚
【申请人】深圳华天信通科技有限公司