CN106058472A - 一种双频四臂螺旋天线及其应用的手持机终端 - Google Patents

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孔芳玲
郭奇松
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Abstract

本发明公开了一种双频四臂螺旋天线及其应用的手持机终端，属于无线电通信天线领域。一种双频四臂螺旋天线包括同轴线、引线网络、底座，所述同轴线与所述引线网络连接，其特征在于：所述双频四臂螺旋天线还包括一螺旋天线主体，所述螺旋天线主体分别与所述引线网络和所述底座连接，所述螺旋天线主体由四组结构相同的螺旋臂单元按同一方向螺旋组成，每组螺旋臂单元均由两条螺旋臂交叉螺旋组合而成。本发明还提供一种应用双频四臂螺旋天线的手持机终端。通过本发明提供的一种双频四臂螺旋天线及其应用的手持机终端，可以解决在不增加天线体积的同时拓宽天线的带宽，提高增益带宽，以及提高天线的低仰角增益。

Description

一种双频四臂螺旋天线及其应用的手持机终端
技术领域
本发明涉及无线电通信天线领域，尤其涉及一种双频四臂螺旋天线及其应用的手持机终端。
背景技术
在无线电通信技术领域中，天线已经被广泛应用于GPS接收和低轨卫星通信领域，包括星载和地面使用，以及个人移动通信领域。在目前的无线电通信领域中，广泛使用四臂螺旋天线。在需要同时接收GPS和北斗卫星频率的情况下，即要求双频工作的情况下，需要使用双频四臂螺旋天线。
目前，传统的双频四臂螺旋天线包括采用两个单频四臂螺旋上下叠层或内外嵌套方式。通过两个单频螺旋天线上下叠层方式实现的双频四臂螺旋天线，这种实现方式不但增加天线的体积，同时调试难度加大，以及两频段间的相互影响较大，造成天线增益较低，带宽较窄。通过两个单频四臂螺旋内外嵌套方式实现的双频四臂螺旋天线，这种实现方式虽然天线的尺寸没有增加，但其辐射效果较差，且两频段间的相互影响较大，造成天线增益较低，带宽较窄。
所以，有必要提供一种新的双频四臂螺旋天线技术，在不增加天线体积的同时可以拓宽天线的带宽，提高增益。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种双频四臂螺旋天线及其应用的手持机终端，以解决在不增加天线体积的同时拓宽天线的带宽，提高增益带宽，以及提高天线的低仰角增益。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种双频四臂螺旋天线，所述双频四臂螺旋天线包括同轴线、引线网络、底座，所述同轴线与所述引线网络连接，所述双频四臂螺旋天线还包括螺旋天线主体，所述螺旋天线主体分别与所述引线网络和所述底座连接，所述螺旋天线主体由四组结构相同的螺旋臂单元按同一方向螺旋组成，每组螺旋臂单元均由两条螺旋臂交叉螺旋组合而成。
进一步地，所述螺旋臂是短路臂、开路臂，或短路臂和开路臂的组合。
进一步地，所述螺旋臂单元均由两条螺旋臂交叉螺旋组合而成是包括由短路臂和开路臂经由以下任意方式之一交叉螺旋组合而成：
螺旋臂单元由一条短路臂和一条开路臂交叉螺旋线合而成；
螺旋臂单元均由两条短路臂交叉螺旋组合而成；
螺旋臂单元均由两条开路臂交叉螺旋组合而成。
进一步地，所述短路臂和所述开路臂都具有一定形式的臂宽：短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈均匀形式；或者，短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈渐变形式；或者，短路臂臂宽呈渐变形式和开路臂臂宽呈均匀形式；或者，短路臂臂宽呈均匀形式和开路臂臂宽呈渐变形式。
进一步地，当短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈均匀形式时，所述短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；或者，所述短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽。
进一步地，当短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈渐变形式时，所述短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；或者，所述短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽。
进一步地，当短路臂臂宽呈渐变形式和开路臂臂宽呈均匀形式时，所述短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；或者，所述短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽。
进一步地，当短路臂臂宽呈均匀形式和开路臂臂宽呈渐变形式时，所述短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；或者，所述短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽。
进一步地，所述双频四臂螺旋天线还包括一天线罩，所述天线罩用于收纳所述螺旋天线主体，与所述底座匹配固定接触。
本发明解决上述技术问题还所采用的技术方案如下：
一种手持机终端，包括手持机终端壳体，所述手持机终端还包括双频四臂螺旋天线，所述双频四臂螺旋天线固定安装在所述手持机终端壳体。
与现有技术相比，本发明提供的一种双频四臂螺旋天线及其应用的手持机终端，采用四组结构均由一条短路臂和一条开路臂交叉螺旋组合而成的螺旋臂单元按同一方向螺旋组成螺旋臂天线，组成螺旋臂单元的短路臂臂宽和开路臂臂宽均采用对称渐变形式设计或共中一条螺旋臂采用对称渐变形式设计的结构方式，可以拓宽螺旋天线带宽，使得天线在带宽边频频点上的辐射性能提高，实现整个带内天线顶点增益都在5dB以上，即：短路臂用于激励高频，臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽，使对于高频段，整个带内增益可以达到＞5.0dB，且可以使该天线的低仰角增益较高；开路臂用于激励低频，臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽，使对于低频段，整个带内增益可以达到＞5.0dB，且可以使该天线的低仰角增益较高。所以，通过本发明提供的一种双频四臂螺旋天线及其应用的手持机终端，可以解决在不增加天线体积的同时可以拓宽天线的带宽，提高增益带宽，以及提高天线的低仰角增益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种双频四臂螺旋天线的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种双频四臂螺旋天线的螺旋天线主体的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种双频四臂螺旋天线应用于手持机终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1和图2。本发明实施例提供了一种双频四臂螺旋天线100，包括：同轴线10、底座20、引线网络30、螺旋天线主体40、天线罩50，其中：
该同轴线10与该引线网络30连接，用于对螺旋天线主体40进行馈电；
该引线网络30与螺旋天线主体40接触连接，用于实现四臂螺旋天线的圆极化性能；
该天线罩50用于收纳所述螺旋天线主体40，与底座20匹配固定接触；
该螺旋天线主体40与底座20固定接触，用于拓宽双频四臂螺旋天线带宽；其中：
该螺旋天线主体40由四组结构相同的螺旋臂单元按同一方向螺旋组成，每组螺旋臂单元均由两条螺旋臂交叉螺旋组合而成，每组螺旋臂单元的底部与该引线网络30接触；其中，螺旋臂可以是均为短路臂42、开路臂44，或短路臂42和开路臂44的组合。螺旋臂单元可以由短路臂42和开路臂44经由以下任意方式之一交叉螺旋组合而成：
螺旋臂单元由一条短路臂42和一条开路臂44交叉螺旋线合而成；
螺旋臂单元均由两条短路臂42交叉螺旋组合而成；
螺旋臂单元均由两条开路臂44交叉螺旋组合而成；
所述短路臂42和开路臂44的作用在于：
所述短路臂42用于激励高频，开路臂44用于激励低频；或者，短路臂42用于激励低频，开路臂44用于激励高频。
所述短路臂42和开路臂44均具有一定形式的臂宽：短路臂42臂宽和开路臂44臂宽均呈均匀形式；或者，短路臂42臂宽和开路臂44臂宽均呈渐变形式；或者，短路臂42臂宽呈渐变形式和开路臂44臂宽呈均匀形式；或者，短路臂42臂宽呈均匀形式和开路臂44臂宽呈渐变形式。
当短路臂42臂宽和开路臂44臂宽均呈均匀形式时：短路臂42被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽；开路臂44被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽。或者，短路臂42被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；开路臂44被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽。
当短路臂42臂宽和开路臂44臂宽均呈渐变形式时，短路臂42被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽；开路臂44被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽。或者，短路臂42被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；开路臂44被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽。
当短路臂42臂宽呈渐变形式和开路臂44臂宽呈均匀形式时，短路臂42被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽；开路臂44被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽。或者，短路臂42被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；开路臂44被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽。
当短路臂42臂宽呈均匀形式和开路臂44臂宽呈渐变形式时，短路臂42被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽；开路臂44被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽。或者，短路臂42被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；开路臂44被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽。
所述螺旋天线主体40外形为圆形，相应与其固定接触的所述底座20形状不限，可以是圆柱形，也可以是方形，也可以是其它形状，具体情况视实际需求而定，只要能实现所述螺旋天线主体40与所述底座20固定接触即可。
所述天线罩50的外形不限，可以是圆柱形，也可以是方形，也可以是其它形状，具体情况视实际需求而定，只要能实现所述天线罩50与所述底座20固定接触即可。
本发明实施例提供了一种双频四臂螺旋天线，采用四组结构均由一条短路臂和一条开路臂交叉螺旋组合而成的螺旋臂单元按同一方向螺旋构成螺旋天线，组成螺旋臂单元的短路臂臂宽和开路臂臂宽均采用对称渐变形式设计或共中一条螺旋臂采用对称渐变形式设计的结构方式，其中，所述短路臂用于激励高频，开路臂用于激励低频；或者，短路臂用于激励低频，开路臂用于激励高频。这样实现了天线的双频工作。
此外，本发明的对于螺旋臂宽度均匀的天线，由于螺旋臂上的电流分布是宽度均匀，造成电流路径是不变的，故带宽可保持不变。本发明的螺旋臂宽度采用对称渐变式设计，这样可以使得螺旋臂宽度是渐变且不均匀的，例如从下往上看，臂宽是由宽到窄再到宽，从而使得螺旋臂上的电流路径是多变的，即螺旋臂边缘电流路径与中心的电流路径就不一样，从而拓宽了带宽。
具体来说，本发明的短路臂臂宽和开路臂臂宽均采用对称渐变式设计，可以拓宽天线带宽，使得天线在带宽边频频点上的辐射性能提高，实现整个带内天线顶点增益都在5dB以上，即：短路臂用于激励高频，臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽，使对于高频段，整个带内增益可以达到＞5.0dB，且可以使该天线的低仰角增益较高；开路臂用于激励低频，臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽，使对于低频段，整个带内增益可以达到＞5.0dB且可以使该天线的低仰角增益较高。所以，通过本发明提供的一种双频四臂螺旋天线及其应用的手持机终端，可以解决在不增加天线体积的同时可以拓宽天线的带宽，提高增益带宽，以及提高天线的低仰角增益。
请参考图3。本发明实施例提供了一种手持机终端，包括如上所述的双频四臂螺旋天线100和手持机终端壳体200，其中，该双频四臂螺旋天线100固定安装在该手持机终端壳体200上，该双频四臂螺旋天线100包括：同轴线、引线网络、底座、螺旋天线主体、天线罩，其中：
该同轴线与该引线网络连接，用于对螺旋天线主体进行馈电；
该引线网络与螺旋天线主体接触连接，用于实现四臂螺旋天线的圆极化性能；
该天线罩用于收纳所述螺旋天线主体，与底座匹配固定接触；
该螺旋天线主体与底座固定接触，用于拓宽双频四臂螺旋天线带宽；其中：
该螺旋天线主体由四组结构相同的螺旋臂单元按同一方向螺旋组成，每组螺旋臂单元均由两条螺旋臂交叉螺旋组合而成，每组螺旋臂单元的底部与该引线网络30接触；其中，螺旋臂可以是均为短路臂、开路臂，或短路臂和开路臂的组合。螺旋臂单元可以由短路臂和开路臂经由以下任意方式之一交叉螺旋组合而成：
螺旋臂单元由一条短路臂和一条开路臂交叉螺旋线合而成；
螺旋臂单元均由两条短路臂交叉螺旋组合而成；
螺旋臂单元均由两条开路臂交叉螺旋组合而成；
所述短路臂和开路臂的作用在于：
所述短路臂用于激励高频，开路臂用于激励低频；或者，短路臂用于激励低频，开路臂用于激励高频。
所述短路臂和开路臂均具有一定形式的臂宽：短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈均匀形式；或者，短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈渐变形式；或者，短路臂臂宽呈渐变形式和开路臂臂宽呈均匀形式；或者，短路臂臂宽呈均匀形式和开路臂臂宽呈渐变形式。
当短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈均匀形式时：短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽；开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽。或者，短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽。
当短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈渐变形式时，短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽；开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽。或者，短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽。
当短路臂臂宽呈渐变形式和开路臂臂宽呈均匀形式时，短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽；开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽。或者，短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽。
当短路臂臂宽呈均匀形式和开路臂臂宽呈渐变形式时，短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽；开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽。或者，短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽。
所述螺旋天线主体外形为圆形，相应与其固定接触的所述底座形状不限，可以是圆柱形，也可以是方形，也可以是其它形状，具体情况视实际需求而定，只要能实现所述螺旋天线主体与所述底座固定接触即可。
所述天线罩的外形不限，可以是圆柱形，也可以是方形，也可以是其它形状，具体情况视实际需求而定，只要能实现所述天线罩与所述底座固定接触即可。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种双频四臂螺旋天线，所述双频四臂螺旋天线包括同轴线、引线网络、底座，所述同轴线与所述引线网络连接，其特征在于：所述双频四臂螺旋天线还包括螺旋天线主体，所述螺旋天线主体分别与所述引线网络和所述底座连接，所述螺旋天线主体由四组结构相同的螺旋臂单元按同一方向螺旋组成，每组螺旋臂单元均由两条螺旋臂交叉螺旋组合而成。
2.根据权利要求1所述的双频四臂螺旋天线，其特征在于，所述螺旋臂是短路臂、开路臂，或短路臂和开路臂的组合。
3.根据权利要求2所述的双频四臂螺旋天线，其特征在于，所述螺旋臂单元均由两条螺旋臂交叉螺旋组合而成是包括由短路臂和开路臂经由以下任意方式之一交叉螺旋组合而成：
螺旋臂单元由一条短路臂和一条开路臂交叉螺旋线合而成；
螺旋臂单元均由两条短路臂交叉螺旋组合而成；
螺旋臂单元均由两条开路臂交叉螺旋组合而成。
4.根据权利要求2所述的双频四臂螺旋天线，其特征在于，所述短路臂和所述开路臂都具有一定形式的臂宽：短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈均匀形式；或者，短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈渐变形式；或者，短路臂臂宽呈渐变形式和开路臂臂宽呈均匀形式；或者，短路臂臂宽呈均匀形式和开路臂臂宽呈渐变形式。
5.根据权利要求4所述的双频四臂螺旋天线，其特征在于，当短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈均匀形式时，所述短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；或者，
所述短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽。
6.根据权利要求4所述的双频四臂螺旋天线，其特征在于，当短路臂臂宽和开路臂臂宽均呈渐变形式时，所述短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；或者，
所述短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽。
7.根据权利要求4所述的双频四臂螺旋天线，其特征在于，当短路臂臂宽呈渐变形式和开路臂臂宽呈均匀形式时，所述短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；或者，
所述短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽。
8.根据权利要求4所述的双频四臂螺旋天线，其特征在于，当短路臂臂宽呈均匀形式和开路臂臂宽呈渐变形式时，所述短路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称均匀方式可保持高频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称渐变方式可拓宽低频的增益带宽；或者，
所述短路臂被设计用于激励低频，其臂宽对称均匀方式可保持低频的增益带宽；所述开路臂被设计用于激励高频，其臂宽对称渐变方式可拓宽高频的增益带宽。
9.根据权利要求1至8任一项所述的双频四臂螺旋天线，其特征在于，所述双频四臂螺旋天线还包括一天线罩，所述天线罩用于收纳所述螺旋天线主体，与所述底座匹配固定接触。
10.一种手持机终端，包括手持机终端壳体，其特征在于：所述手持机终端还包括如权利要求1至9任一项所述的双频四臂螺旋天线，所述双频四臂螺旋天线固定安装在所述手持机终端壳体。
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