平行。当然，该螺旋臂的连接臂103也可以不与所述介质柱4的横剖面平行。
[0044]当然，该螺旋臂的主辐射臂102与该螺旋臂的辅辐射臂104也可以不平行，而是有一个夹角。具体可以根据实际情况确定。
[0045]上述方案中，螺旋臂的主辐射臂102与辅辐射臂104平行，可以减小四臂螺旋天线的体积，同时由于螺旋臂的电长度和螺旋升角并没有发生改变，所以四臂螺旋天线的工作频率和性能几乎没有改变，从而达到了四臂螺旋天线小型化的目的。
[0046]在四臂螺旋天线体积变小的同时，每个螺旋臂中的接地单元101可以增加螺旋臂输入阻抗的感抗部分，通过调节接地单元101的第二端与该螺旋臂的主辐射臂102连接的位置，可以获得不同的输入阻抗。当接地单元101与主辐射臂的接入点离主辐射臂第一端较近的时候，天线的输入阻抗较高；当接地单元101与主辐射臂的接入点离主辐射臂第一端较远的时候，天线的输入阻抗较低。因此，可以根据该螺旋臂期望的输入阻抗确定该螺旋臂的接地单元的第二端与该螺旋臂的主辐射臂连接的位置。本发明实施例中，所述期望的输入阻抗可以为50欧姆。当然，期望的输入阻抗也可以为其他值。
[0047]优选的，每个螺旋臂中的辅辐射臂104的长度还可以根据螺旋臂的工作频率进行调整。
[0048]印刷板电路板2中包含的圆极化馈电网络可以有多种形式，为了提供等幅、相位相差90度的平衡馈电结构，本发明实施例中设计了一种宽带的平衡馈电结构。具体的如图3(a)至图3(b)所示。
[0049]如图3 (a)所示，为本发明实施例提供的一种圆极化馈电网络结构示意图。
[0050]图3(a)中，圆极化馈电网络包括馈电单元201 ;—根射频电路传输线202 ;四根螺旋臂传输线，分别为第一螺旋臂传输线203、第二螺旋臂传输线204、第三螺旋臂传输线205、第四螺旋臂传输线206。其中，所述四个螺旋臂馈电端口均匀分布在以第一阈值为半径的圆上，第一阈值可以根据实际情况选取，在此不再限定。
[0051]如图3(b)所示，为本发明实施例提供的一种圆极化馈电网络结构示意图。
[0052]图3(b)中，圆极化馈电网络还包括四个螺旋臂馈电端口，分别为第一螺旋臂馈电端口 207、第二螺旋臂馈电端口 208、第三螺旋臂馈电端口 209、第四螺旋臂馈电端口 210 ;四个接地端口，分别为第一接地端口 211、第二接地端口 212、第三接地端口 213、第四接地端口 214。其中，所述四个接地端口均匀分布在以第二阈值为半径的圆上，所述第二阈值可以根据实际情况选取，在此不再限定。
[0053]本发明实施例中，圆极化馈电网络中的射频电路传输线连接外部射频电路。每个螺旋臂传输线通过印刷板电路板2的过孔与一个螺旋臂馈电端口连接，每个螺旋臂馈电端口与一个螺旋臂连接，每个接地端口与一个螺旋臂中的接地单元连接；从而实现对四个螺旋臂进行依次为90°相位差的等幅馈电。
[0054]举例来说，结合图3(a)与图3(b)，第一螺旋臂传输线203可以与第一螺旋臂馈电端口 207通过过孔连接；第二螺旋臂传输线204可以与第二螺旋臂馈电端口 208通过过孔连接；第三螺旋臂传输线205可以与第三螺旋臂馈电端口 209通过过孔连接；第四螺旋臂传输线206可以与第四螺旋臂馈电端口 210通过过孔连接。
[0055]需要说明的是，只要保证每个螺旋臂传输线与一个螺旋臂馈电端口连接，每个螺旋臂馈电端口与一个螺旋臂传输线连接即可。
[0056]可选的，图3(b)中，制作四个接地端口的材料可以为金属铜，每个螺旋臂中的接地单元焊接于对应的金属铜之上。
[0057]综上所述，采用上述方案所产生的有益效果在于:
[0058]1.本发明实施例通过折叠每个螺旋臂，极大地缩小了四臂螺旋天线高度和减小了四臂螺旋天线体积，保证四臂螺旋天线工作在固定工作频率以及保证了四臂螺旋天线的性能；另外，采用的五端口圆极化馈电网络，既提供了依次为90°相位差的等幅馈电，也保证了天线的小型化设计。
[0059]2.本发明实施例在传统四臂螺旋天线的基础上，在每一个四臂螺旋天线上增加了一个接地单元。通过接地单元的引入，提高了输入阻抗的感抗部分，弥补由于四臂螺旋天线体积小、螺旋臂之间耦合增强而造成的辐射阻抗过小的问题，从而避免因输入端口的失配而造成的能量损失，进而提高了四臂螺旋天线的辐射效率和增益。
[0060]3.采用的印刷工艺，加工精度高，质量轻，稳定性好；采用内部掏空的聚四氟乙烯介质柱，既大幅度降低四臂螺旋天线重量，又可防止四臂螺旋天线受外力发生变形，从而使四臂螺旋天线性能指标更加稳定可靠。
[0061]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0062]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种四臂螺旋天线，其特征在于，包括: 辐射主体以及圆极化馈电网络； 所述辐射主体包括四个螺旋臂；所述四个螺旋臂中的每个螺旋臂包括辐射臂以及接地单元; 针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，该螺旋臂的辐射臂通过折叠形成主辐射臂、连接臂、辅辐射臂；该螺旋臂的主辐射臂的第一端与所述圆极化馈电网络中的一个螺旋臂馈电端口连接，该螺旋臂的主辐射臂的第二端通过该螺旋臂的连接臂与该螺旋臂的辅辐射臂连接；该螺旋臂的接地单元的第一端与所述圆极化馈电网络中的一个接地端口连接，该螺旋臂的接地单元的第二端与该螺旋臂的主辐射臂连接。2.如权利要求1所述的四臂螺旋天线，其特征在于，所述四臂螺旋天线还包括: 介质柱，所述介质柱垂直于印刷板电路板，所述印刷板电路板中包含所述圆极化馈电网络； 位于所述介质柱表面的柔性印刷薄膜，所述辐射主体位于所述柔性印刷薄膜的表面。3.如权利要求1所述的四臂螺旋天线，其特征在于，针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，该螺旋臂的主辐射臂与该螺旋臂的辅辐射臂平行。4.如权利要求1所述的四臂螺旋天线，其特征在于，针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，该螺旋臂的主辐射臂的螺旋升角为预设角。5.如权利要求2所述的四臂螺旋天线，其特征在于，针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，该螺旋臂的连接臂平行于所述介质柱的横剖面。6.如权利要求1所述的四臂螺旋天线，其特征在于，针对所述四个螺旋臂中的任一个螺旋臂，根据该螺旋臂期望的输入阻抗确定该螺旋臂的接地单元的第二端与该螺旋臂的主辐射臂连接的位置。7.如权利要求6所述的四臂螺旋天线，其特征在于，所述期望的输入阻抗为50欧姆。8.如权利要求1至7中任一所述的四臂螺旋天线，其特征在于，所述圆极化馈电网络包括馈电单元、四根螺旋臂传输线、一根射频电路传输线，四个螺旋臂馈电端口、四个接地端P ; 所述射频电路传输线连接外部射频电路； 每个螺旋臂传输线与一个螺旋臂馈电端口连接，每个螺旋臂馈电端口与一个螺旋臂连接，每个接地端口与一个螺旋臂中的接地单元连接； 所述四个螺旋臂馈电端口均匀分布在以第一阈值为半径的圆上； 所述四个接地端口均匀分布在以第二阈值为半径的圆上。9.如权利要求2至7中任一所述的四臂螺旋天线，其特征在于，所述介质柱为中空的圆柱形，且由聚四氟乙烯构成。10.如权利要求2至7中任一所述的四臂螺旋天线，其特征在于，所述柔性印刷薄膜由相对介电常数为3.2、厚度为0.1mm的树脂玻璃构成。
【专利摘要】本发明公开了一种四臂螺旋天线，所述四臂螺旋天线通过保持辐射臂底部形状不变，将辐射臂顶部做平行折叠处理的方法，缩小四臂螺旋天线高度和体积的同时，维持了固定的工作频率和天线性能；四臂螺旋天线通过引入接地单元，提高了输入阻抗的感抗部分，弥补由于螺旋臂体积小、螺旋臂之间耦合增强而造成的辐射阻抗过小的问题，避免了因输入端口的失配而造成的能量损失，提高了四臂螺旋天线的辐射效率和增益；四臂螺旋天线印刷在柔性薄膜上，质量轻，稳定性好；采用将印刷薄膜绕制在介质柱的方法，防止了四臂螺旋天线因受外力发生的变形，从而使四臂螺旋天线性能指标更加稳定可靠。
【IPC分类】H01Q1/50, H01Q1/36
【公开号】CN105244606
【申请号】CN201510765654
【发明人】王冠君, 吕波, 陈林, 吉青
【申请人】上海海积信息科技股份有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月11日