CN113300088A - 平面螺旋天线装置 - Google Patents

平面螺旋天线装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113300088A
CN113300088A CN202110448497.3A CN202110448497A CN113300088A CN 113300088 A CN113300088 A CN 113300088A CN 202110448497 A CN202110448497 A CN 202110448497A CN 113300088 A CN113300088 A CN 113300088A
Authority
CN
China
Prior art keywords
planar
antenna
antenna apparatus
feed
reflector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110448497.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113300088B (zh
Inventor
蒋俊成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Unistrong Science & Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Unistrong Science & Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Unistrong Science & Technology Co ltd filed Critical Beijing Unistrong Science & Technology Co ltd
Priority to CN202110448497.3A priority Critical patent/CN113300088B/zh
Publication of CN113300088A publication Critical patent/CN113300088A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113300088B publication Critical patent/CN113300088B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本公开实施例提供一种平面螺旋天线装置，包括：天线辐射体，包括至少两组正交的平面螺旋线；天线反射体，与天线辐射体相对间隔设置，天线反射体的底层设置有馈电网络；至少两个馈电探针，每个馈电探针对应一组平面螺旋线，馈电探针的第一端与对应的平面螺旋线的馈电端电连接，馈电探针的第二端与馈电网络电连接。通过在天线辐射体设置至少两组正交的平面螺旋线，并分别利用各馈电探针与各平面螺旋线的馈电端以及馈电网络电连接，实现天线馈电，不仅可以使得该平面螺旋天线装置的结构更加紧凑，还可以确保该平面螺旋天线装置覆盖GPS\BDS\GLONASS\Galileo等卫星导航频率以及L‑Band频率。

Description

平面螺旋天线装置
技术领域
本公开属于天线技术领域，具体涉及一种平面螺旋天线装置。
背景技术
随着北斗卫星定位系统的发展，全球卫星定位系统也越来越多，除了中国北斗导航系统、美国的GPS，俄罗斯的GLONASS外，欧洲的Galileo系统也都逐步实现全球覆盖，使得对全球卫星导航天线的频率带宽要求越来越宽。农业自动驾驶控制、高精度测量测绘，陆地和海洋高精度定位与导航等应用领域对天线的性能和成本要求越来越严苛，为了适应新的应用市场需求，需要发明一种全新的低成本宽频带全球卫星定位高精度天线来完成全球卫星导航系统信号的接收。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种平面螺旋天线装置。
本公开提供一种平面螺旋天线装置，所述平面螺旋天线装置包括：
天线辐射体，所述天线辐射体包括至少两组正交的平面螺旋线；
天线反射体，所述天线反射体与所述天线辐射体相对间隔设置，所述天线反射体的底层设置有馈电网络；
至少两个馈电探针，每个所述馈电探针对应一组所述平面螺旋线，所述馈电探针的第一端与对应的所述平面螺旋线的馈电端电连接，所述馈电探针的第二端与所述馈电网络电连接。
在一些实施方式中，所述平面螺旋天线装置还包括导电隔离件；
所述导电隔离件的第一端与所述天线辐射体相连，所述导电隔离件的第二端与所述天线反射体相连。
在一些实施方式中，所述导电隔离件位于所述平面螺旋天线装置的中央区域处；
所述至少两个馈电探针位于所述平面螺旋天线装置的中央区域处，且位于所述导电隔离件的外侧。
在一些实施方式中，所述至少两个馈电探针呈正交分布。
在一些实施方式中，所述平面螺旋天线装置还包括至少两个导电支撑件，每个所述导电支撑件对应一组所述平面螺旋线；
所述导电支撑件的第一端与所述天线辐射体相连，所述导电支撑件的第二端与所述天线反射体相连。
在一些实施方式中，所述至少两个导电支撑件位于所述平面螺旋天线装置的边缘区域处。
在一些实施方式中，所述平面螺旋线的参数满足下述至少一项：
所述平面螺旋线的起始直径范围为3mm～20mm，所述平面螺旋线的绕线匝数范围为1.5～1.7，所述平面螺旋线的宽度范围为1mm～3mm，所述平面螺旋线所在的平面与反射面的高度范围为10mm～40mm。
在一些实施方式中，所述天线辐射体和所述天线反射体之间的距离范围为10mm～40mm。
在一些实施方式中，所述馈电网络包括至少一个宽带90度移相电桥，以将所述至少两组正交的平面螺旋线的正交螺旋线信号合成一个右旋圆极化信号。
在一些实施方式中，所述天线辐射体采用单面PCB板，所述天线反射体采用双面PCB板。
本公开的平面螺旋天线装置，通过在天线辐射体设置至少两组正交的平面螺旋线，并分别利用各馈电探针与各平面螺旋线的馈电端以及馈电网络电连接，实现天线馈电，不仅可以使得该平面螺旋天线装置的结构更加紧凑，还可以确保该平面螺旋天线装置覆盖GPS\BDS\GLONASS\Galileo等卫星导航频率以及L-Band频率。
附图说明
图1为本公开一实施例的平面螺旋天线装置的结构示意图；
图2为图1中所示的平面螺旋天线装置的俯视图；
图3为图1中所示的平面螺旋天线装置的侧视图；
图4为本公开另一实施例的平面螺旋天线装置的GNSS主要频率的增益方向图；
图5为本公开另一实施例的平面螺旋天线装置的GNSS主要频率的极化轴比曲线图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
如图1至图3所示，本公开实施例涉及一种平面螺旋天线装置100，所述平面螺旋天线装置100包括天线辐射体110、天线反射体120和至少两个馈电探针130。所述天线辐射体110包括至少两组正交的平面螺旋线111。所述天线反射体120与所述天线辐射体110相对间隔设置，所述天线反射体120的底层设置有馈电网络(图中并未示出)。每个所述馈电探针130对应一组所述平面螺旋线111，所述馈电探针130的第一端与对应的所述平面螺旋线111的馈电端电连接，所述馈电探针130的第二端与所述馈电网络电连接。
具体地，如图1所示，天线辐射体110可以包括四组均匀正交分布的平面螺旋线111，相应的，该平面螺旋天线装置100包括四个馈电探针130，四个馈电探针130的第一端与四组平面螺旋线111的馈电端一一对应的电连接，当然，除此以外，本领域技术人员还可以根据实际需要，设计其他数量的平面螺旋线和馈电探针，本实施例对此并不限制。
需要说明的是，天线反射体120上除了设置馈电网络以外，还可以根据实际需要设计其他一些电路结构，例如，天线反射体120上还可以设置滤波器、低噪声放大器、双工合路器等电路结构，以实现对螺旋线信号进行相应的处理。
本实施例的平面螺旋天线装置，通过在天线辐射体设置至少两组正交的平面螺旋线，并分别利用各馈电探针与各平面螺旋线的馈电端以及馈电网络电连接，实现天线馈电，不仅可以使得该平面螺旋天线装置的结构更加紧凑，还可以确保该平面螺旋天线装置覆盖GPS\BDS\GLONASS\Galileo等卫星导航频率以及L-Band频率。
示例性的，如图1和图3所示，所述平面螺旋天线装置100还包括导电隔离件140。所述导电隔离件140的第一端与所述天线辐射体110相连，所述导电隔离件140的第二端与所述天线反射体120相连。所述导电隔离件140和馈电探针130可以均位于所述平面螺旋天线装置100的中央区域处，并且馈电探针130位于所述导电隔离件140的外侧，优选地，如图1和图2所示，馈电探针130呈正交分布。
本实施例的平面螺旋天线装置，通过在天线装置的中心使用一个导电隔离件和正交分布的四个馈电探针形成的馈电结构，可以进一步使得天线结构更加紧凑，降低天线制作成本。
示例性的，如图1和图3所示，所述平面螺旋天线装置100还包括至少两个导电支撑件150，每个所述导电支撑件150对应一组所述平面螺旋线111。所述导电支撑件150的第一端与所述天线辐射体110相连，所述导电支撑件150的第二端与所述天线反射体120相连。所述导电支撑件150优选地位于所述平面螺旋天线装置100的边缘区域处并呈正交分布。
本实施例的平面螺旋天线装置，通过在天线边缘区域设置导电支撑件，不仅可以有效支撑天线反射体，还可以起到信号扼流圈的作用，提高天线性能。
为了使得平面螺旋天线装置的结构更加紧凑，所述平面螺旋线111的起始直径范围为3mm～20mm，所述平面螺旋线111的绕线匝数范围为1.5～1.7，所述平面螺旋线111的宽度范围为1mm～3mm，所述平面螺旋线111所在的平面与反射面的高度范围为10mm～40mm。所述天线辐射体110和所述天线反射体120之间的距离范围为10mm～40mm。
示例性的，如图1所示，所述馈电网络包括至少一个宽带90度移相电桥，以将所述至少两组正交的平面螺旋线111的正交螺旋线信号合成一个右旋圆极化信号。在天线辐射体110包括四组正交分布的平面螺旋线111时，馈电网络包括三个移相电桥，该三个移相电桥共同作用将四组正交螺旋线信号合成一个右旋圆极化信号。
示例性的，为了使得平面螺旋天线装置的结构更加紧凑，所述天线辐射体110采用单面PCB板，所述天线反射体120采用双面PCB板。天线辐射体110背离天线反射体120的一侧设置有平面螺旋线111。天线反射体120背离天线辐射体110的一侧设置有馈电网络以及其他一些电路结构。
下文将结合附图对采用本公开实施例的平面螺旋天线装置的性能进行说明。
如图4所示，其为平面螺旋天线装置的GNSS主要频率的增益方向图。从图4不难看出，天线的最大增益超过5dBi，天线在20度低仰角增益超过-5dBi。
如图5所示，其为平面螺旋天线装置的GNSS主要频率的极化轴比曲线图。从图5不难看出，20度以上仰角轴比小于2dB，性能非常优秀。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种平面螺旋天线装置，其特征在于，所述平面螺旋天线装置包括：
天线辐射体，所述天线辐射体包括至少两组正交的平面螺旋线；
天线反射体，所述天线反射体与所述天线辐射体相对间隔设置，所述天线反射体的底层设置有馈电网络；
至少两个馈电探针，每个所述馈电探针对应一组所述平面螺旋线，所述馈电探针的第一端与对应的所述平面螺旋线的馈电端电连接，所述馈电探针的第二端与所述馈电网络电连接。
2.根据权利要求1所述的平面螺旋天线装置，其特征在于，所述平面螺旋天线装置还包括导电隔离件；
所述导电隔离件的第一端与所述天线辐射体相连，所述导电隔离件的第二端与所述天线反射体相连。
3.根据权利要求2所述的平面螺旋天线装置，其特征在于，所述导电隔离件位于所述平面螺旋天线装置的中央区域处；
所述至少两个馈电探针位于所述平面螺旋天线装置的中央区域处，且位于所述导电隔离件的外侧。
4.根据权利要求3所述的平面螺旋天线装置，其特征在于，所述至少两个馈电探针呈正交分布。
5.根据权利要求1所述的平面螺旋天线装置，其特征在于，所述平面螺旋天线装置还包括至少两个导电支撑件，每个所述导电支撑件对应一组所述平面螺旋线；
所述导电支撑件的第一端与所述天线辐射体相连，所述导电支撑件的第二端与所述天线反射体相连。
6.根据权利要求5所述的平面螺旋天线装置，其特征在于，所述至少两个导电支撑件位于所述平面螺旋天线装置的边缘区域处。
7.根据权利要求1至6任一项所述的平面螺旋天线装置，其特征在于，所述平面螺旋线的参数满足下述至少一项：
所述平面螺旋线的起始直径范围为3mm～20mm，所述平面螺旋线的绕线匝数范围为1.5～1.7，所述平面螺旋线的宽度范围为1mm～3mm，所述平面螺旋线所在的平面与反射面的高度范围为10mm～40mm。
8.根据权利要求1至6任一项所述的平面螺旋天线装置，其特征在于，所述天线辐射体和所述天线反射体之间的距离范围为10mm～40mm。
9.根据权利要求1至6任一项所述的平面螺旋天线装置，其特征在于，所述馈电网络包括至少一个宽带90度移相电桥，以将所述至少两组正交的平面螺旋线的正交螺旋线信号合成一个右旋圆极化信号。
10.根据权利要求1至6任一项所述的平面螺旋天线装置，其特征在于，所述天线辐射体采用单面PCB板，所述天线反射体采用双面PCB板。
CN202110448497.3A 2021-04-25 2021-04-25 平面螺旋天线装置 Active CN113300088B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110448497.3A CN113300088B (zh) 2021-04-25 2021-04-25 平面螺旋天线装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110448497.3A CN113300088B (zh) 2021-04-25 2021-04-25 平面螺旋天线装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113300088A true CN113300088A (zh) 2021-08-24
CN113300088B CN113300088B (zh) 2024-05-28

Family

ID=77320070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110448497.3A Active CN113300088B (zh) 2021-04-25 2021-04-25 平面螺旋天线装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113300088B (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040027308A1 (en) * 2002-06-10 2004-02-12 Lynch Jonathan J. Low profile, dual polarized/pattern antenna
CN101136503A (zh) * 2007-08-30 2008-03-05 北京航空航天大学 一种提高低仰角增益的环形卫星导航天线及其制备方法
CN102238765A (zh) * 2010-05-05 2011-11-09 乐金电子(天津)电器有限公司 磁控管的天线帽
CN202103162U (zh) * 2011-05-18 2012-01-04 陕西海通天线有限责任公司 多馈多臂平面宽带印刷螺旋天线
CN102509853A (zh) * 2011-09-29 2012-06-20 上海交通大学 无需巴伦带圆盘的双臂双激励螺旋天线
CN102738562A (zh) * 2011-03-30 2012-10-17 王光电公司 具有简单馈电器的超宽带共形低剖面四臂单向行波天线
CN202503105U (zh) * 2012-03-20 2012-10-24 广州市中海达测绘仪器有限公司 一种测量型gnss接收天线
KR20150066279A (ko) * 2013-12-06 2015-06-16 엘에스엠트론 주식회사 성능이 개선된 평면 스파이럴 안테나 및 이를 포함하는 무선통신 단말기
CN107394372A (zh) * 2017-06-13 2017-11-24 东南大学 一种制作在手表玻璃表盘上的平面四臂螺旋圆极化天线
CN107546475A (zh) * 2017-09-06 2018-01-05 哈尔滨工业大学 一种应用于5g通信的双频天线馈源
CN207602783U (zh) * 2017-12-23 2018-07-10 福建福大北斗通信科技有限公司 一种多臂平面缝隙螺旋天线
CN109346830A (zh) * 2018-09-29 2019-02-15 合肥工业大学 一种全金属四臂等角螺旋圆极化天线单元
CN109728413A (zh) * 2018-12-27 2019-05-07 维沃移动通信有限公司 天线结构及终端
CN110299585A (zh) * 2019-07-09 2019-10-01 合肥工业大学 基于八臂阿基米德螺旋天线的圆极化涡旋电磁波产生元件
CN111162375A (zh) * 2020-01-17 2020-05-15 深圳市华信天线技术有限公司 一种宽带圆极化贴片天线
CN111342226A (zh) * 2020-03-23 2020-06-26 华南理工大学 一种宽带全向圆极化天线及无线通信设备
CN111864359A (zh) * 2020-08-28 2020-10-30 西安电子科技大学 全球卫星导航系统中的四馈平面螺旋天线
CN111934088A (zh) * 2020-08-12 2020-11-13 北京合众思壮科技股份有限公司 平面宽频带天线装置
CN215184521U (zh) * 2021-04-25 2021-12-14 北京合众思壮科技股份有限公司 平面螺旋天线装置

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040027308A1 (en) * 2002-06-10 2004-02-12 Lynch Jonathan J. Low profile, dual polarized/pattern antenna
CN101136503A (zh) * 2007-08-30 2008-03-05 北京航空航天大学 一种提高低仰角增益的环形卫星导航天线及其制备方法
CN102238765A (zh) * 2010-05-05 2011-11-09 乐金电子(天津)电器有限公司 磁控管的天线帽
CN102738562A (zh) * 2011-03-30 2012-10-17 王光电公司 具有简单馈电器的超宽带共形低剖面四臂单向行波天线
CN202103162U (zh) * 2011-05-18 2012-01-04 陕西海通天线有限责任公司 多馈多臂平面宽带印刷螺旋天线
CN102509853A (zh) * 2011-09-29 2012-06-20 上海交通大学 无需巴伦带圆盘的双臂双激励螺旋天线
CN202503105U (zh) * 2012-03-20 2012-10-24 广州市中海达测绘仪器有限公司 一种测量型gnss接收天线
KR20150066279A (ko) * 2013-12-06 2015-06-16 엘에스엠트론 주식회사 성능이 개선된 평면 스파이럴 안테나 및 이를 포함하는 무선통신 단말기
CN107394372A (zh) * 2017-06-13 2017-11-24 东南大学 一种制作在手表玻璃表盘上的平面四臂螺旋圆极化天线
CN107546475A (zh) * 2017-09-06 2018-01-05 哈尔滨工业大学 一种应用于5g通信的双频天线馈源
CN207602783U (zh) * 2017-12-23 2018-07-10 福建福大北斗通信科技有限公司 一种多臂平面缝隙螺旋天线
CN109346830A (zh) * 2018-09-29 2019-02-15 合肥工业大学 一种全金属四臂等角螺旋圆极化天线单元
CN109728413A (zh) * 2018-12-27 2019-05-07 维沃移动通信有限公司 天线结构及终端
CN110299585A (zh) * 2019-07-09 2019-10-01 合肥工业大学 基于八臂阿基米德螺旋天线的圆极化涡旋电磁波产生元件
CN111162375A (zh) * 2020-01-17 2020-05-15 深圳市华信天线技术有限公司 一种宽带圆极化贴片天线
CN111342226A (zh) * 2020-03-23 2020-06-26 华南理工大学 一种宽带全向圆极化天线及无线通信设备
CN111934088A (zh) * 2020-08-12 2020-11-13 北京合众思壮科技股份有限公司 平面宽频带天线装置
CN111864359A (zh) * 2020-08-28 2020-10-30 西安电子科技大学 全球卫星导航系统中的四馈平面螺旋天线
CN215184521U (zh) * 2021-04-25 2021-12-14 北京合众思壮科技股份有限公司 平面螺旋天线装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELLIOTT R. BROWN; KERLOS ATIA ABDALMALAK; WEIDONG ZHANG: "《Effect of Metal Resistive Losses on the Gain of a THz Planar Spiral Antenna》", 《2020 14TH EUROPEAN CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION (EUCAP)》, 8 July 2020 (2020-07-08) *
褚庆昕;蔺炜;林伟鑫;杜述;: "具有紧凑馈电网络的宽带四臂螺旋天线", 电子学报, no. 04, 15 April 2013 (2013-04-15) *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113300088B (zh) 2024-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10199733B1 (en) Multiband multifilar antenna
US10483631B2 (en) Decoupled concentric helix antenna
Massa A dual frequency microstrip patch antenna for high-precision GPS applications
US8842045B2 (en) Compact multipath-resistant antenna system with integrated navigation receiver
US10424836B2 (en) Horizon nulling helix antenna
CN107181056B (zh) 一种微波衰减型gnss测量型天线及设备
CN103490159B (zh) Gnss多频卫星导航天线
AU2013363428B2 (en) Antenna for a satellite navigation receiver
US9246222B2 (en) Compact wideband patch antenna
JP2009533957A (ja) マルチバンド逆ｌ字状アンテナ
CN109037929B (zh) 一种测量型gnss天线
CN109037942B (zh) 基于介质埋藏的测量型gnss天线
WO2021046635A1 (en) Gnss antenna systems, elements and methods
CN113169456B (zh) 宽带gnss天线系统
WO2020062448A1 (zh) 螺旋天线
CN215184521U (zh) 平面螺旋天线装置
CN111864359A (zh) 全球卫星导航系统中的四馈平面螺旋天线
CN111934088B (zh) 平面宽频带天线装置
CN107611606B (zh) 天线结构和终端
JP2022054525A (ja) 全地球測位衛星システム用基板型アンテナ
CN113300088B (zh) 平面螺旋天线装置
US20160064809A1 (en) Antenna system with reduced multipath reception
CN219303947U (zh) 低成本全频段高精度多功能导航通信天线
CN116505249A (zh) 一种高精度全球导航卫星天线装置
CN218827815U (zh) 一种四臂螺旋天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant