CN205282639U - 一种双频螺旋天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双频螺旋天线，其包括PCB板以及若干个安装于PCB板的用于承载天线辐射主体的螺旋臂，所述螺旋臂包括第一螺旋臂以及第二螺旋臂，所述第一螺旋臂的靠近PCB板端与所述第二螺旋臂的靠近PCB板端通过金属连接体连接；所述第一螺旋臂底部设置有用于与馈电网络连接的馈电探针，所述第二螺旋臂底部设置有用于与PCB板连接的短路针。本实用新型通过使两个螺旋臂的长度不同，使其可以同时承载两个不同频率的辐射，并且将承载低频辐射的螺旋臂通过短路针与PCB板连接，使得承载低频辐射的螺旋臂与PCB板之间形成短路，这样在低频段和高频段都达到很好的阻抗匹配，轴比性能好，天线增益高。同时，所述天线结构简单，体积小巧。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种双频螺旋天线。
背景技术
卫星通讯系统这些年已经得到广泛应用，比如，卫星广播系统或全球定位系统。圆极化天线能够降低由于电离层产生的法拉第炫光效应，如果应用线极化信号，法拉第炫光效应会产生大约3dB或者更严重的信号损耗，圆极化天线可以避免这些问题。对这些卫星通讯系统来说，圆极化天线非常适合于信道传输。更确切地说，对于全球定位系统，地面天线接收器与卫星之间的链路需要具有良好圆极化性能的半球形辐射方向图。
四臂螺旋天线由于具有较宽的圆极化辐射波束，可以在较低的仰角位置上保持较高的增益，且能通过选择适当的物理尺寸来形成不同的辐射方向图以满足不同空间应用的需要，还具有重量轻、尺寸小和不需要参考地的优点，得到了广泛的应用。
但是，目前使用的四臂螺旋天线由于其自身的结构特点，实现多频工作比较困难，当频率相隔较近时，双频四臂螺旋天线一般是通过采用两条谐振在不同频率的辐射臂代替单一辐射频率的辐射臂来实现多频工作，并通过馈电网络来实现四臂螺旋的90°相移，但是阻抗匹配和轴比性能差，增益低，尤其是在低频段。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种双频螺旋天线，以解决现有螺旋天线阻抗匹配和轴比性能差，增益低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种双频螺旋天线，其包括PCB板以及若干个安装于PCB板的用于承载天线辐射主体的螺旋臂，所述螺旋臂包括用于承载高频段辐射的第一螺旋臂以及用于承载低频段辐射的第二螺旋臂，所述第一螺旋臂靠近PCB板端与所述第二螺旋臂靠近PCB板端通过金属连接体连接；所述第一螺旋臂底部设置有用于与馈电网络连接的馈电探针，所述第二螺旋臂底部设置有用于与PCB板连接的短路针。
所述PCB板包括顶层和底层两部分，所述顶层用来做反射板用，全部覆铜，只留出馈电过孔和短路针过孔，底层用来放置馈电网络电路。
所述第一螺旋臂为主臂，第二螺旋臂为寄生臂，并且所述第一螺旋臂的长度小于第二螺旋臂长度。
所述用于承载天线辐射主体的螺旋臂为4个。
所述天线辐射主体的螺旋臂印刷在柔性介质板上，缠绕并固定在支撑体。
所述天线辐射主体的螺旋臂以金属丝的形式绕在介质柱上。
所述第一螺旋臂与第二螺旋臂位于同一圆柱面上。
所述第一螺旋臂与第二螺旋臂位于不同的圆柱面上。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供一种双频螺旋天线，其包括PCB板以及若干个安装于PCB板的用于承载天线辐射主体的螺旋臂，所述螺旋臂包括用于承载高频段辐射的第一螺旋臂以及用于承载低频段辐射的第二螺旋臂，所述第一螺旋臂的靠近PCB板端与所述第二螺旋臂的靠近PCB板端通过金属连接体连接；其特征在于，所述第一螺旋臂底部设置有用于与馈电网络连接的馈电探针，所述第二螺旋臂底部设置有用于与PCB板连接的短路针。本实用新型通过使两个螺旋臂的长度不同，使其可以同时承载两个不同频率的辐射，并且将承载低频辐射的螺旋臂通过短路针与PCB板连接，使得承载低频辐射的螺旋臂与PCB板之间形成短路，这样在低频段和高频段都达到很好的阻抗匹配，轴比性能好，天线增益高。同时，所述天线结构简单，体积小巧。
附图说明
图1为本实用新型提供双频螺旋天线的结构示意图。
图2为本实用新型提供双频螺旋天线的单个螺旋臂平面展开图。
具体实施方式
本实用新型提供一种双频螺旋天线，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参见图1，图1为本发明提供双频螺旋天线结构示意图。所述双频螺旋天线，其包括PCB板1、4个用于承载天线辐射主体的螺旋臂2以及馈电网络电路（图中未示出）；所述馈电网络电路（图中未示出）设置于PCB板1底部；馈电网络采用幅度相等且相位相差90度的一分四结构。所述螺旋臂2包括第一螺旋臂21和第二螺旋臂22，第一螺旋臂21与第二螺旋臂22通过金属连接体3连接。第一螺旋臂21底部设有馈电探针4，所述馈电探针4与馈电网络相连接，所述第二螺旋臂22底部设有短路针5，所述短路针5与PCB板1相连接。具体地，所述PCB板包括顶层和底层两部分，所述顶层用来做反射板用，全部覆铜，只留出馈电过孔和短路针过孔，底层用来放置馈电网络电路。
进一步，所述第一螺旋臂21为用于承载高频辐射的主臂，所述第二螺旋臂22为用于承载低频辐射的寄生臂。所述第一螺旋臂21的长度小于第二螺旋臂22长度，并且第二螺旋臂22长度与第一螺旋臂21长度差与第一螺旋臂21承载的高频辐射与第二螺旋臂22承载的低频辐射的频率差相关，也就是说第二螺旋臂22与第一螺旋臂21的长度差是根据第一螺旋臂21承载的高频辐射与第二螺旋臂22承载的低频辐射的频率差设定的，不同的频率差对应的长度差不同，这里对于其关系不做具体限制。
进一步，由于第二螺旋臂22长度与第一螺旋臂21长度差与第一螺旋臂21承载的高频辐射与第二螺旋臂22承载的低频辐射的频率差相关，为了适应不同频率辐射使用，可以将第一螺旋臂21或者第二螺旋臂22的长度设置为可调节的，这样可以根据使用辐射频率来调整第一螺旋臂21或者第二螺旋臂22长度，使得其适用于频率差不同的辐射，提高天线的适用范围。对于第一螺旋臂21、第二螺旋臂22或者第一螺旋臂21和第二螺旋臂22为长度可调节的。
进一步，所述金属连接体3的长度与位置可以设置为可调节的，这样当第一螺旋臂21与第二螺旋臂22的形状维持相似不变时，可以通过调节连接二者的金属连接体3的长度和位置来改变第一螺旋臂21和第二螺旋臂22之间的相互耦合，使第二螺旋臂22的谐振频率接近第一螺旋臂21，达到扩展四臂螺旋天线工作频带的目的。
进一步，所述天线辐射主体的螺旋臂可以印刷在柔性介质板上，将柔性介质板缠绕并固定在支撑体形成天线主体，所述支撑体可以为空心锥角结构，也可以为圆柱型结构，在本实施例中为圆柱型结构。这样使得天线的体积大幅度减小，而且工作频带宽和多频点的特性未发生改变。所述天线辐射主体的螺旋臂也可以采用金属丝的形式绕在介质柱上形成天线主体。所述第一螺旋臂与第二螺旋臂可以位于同一圆柱面上，其也可以位于不同的圆柱面上。
为了进一步理解所述双频螺旋天线，下面结合一个具体实施例作进一步说明。
一种双频螺旋天线，所述天线为应用于GPSL1：1575MHz和L2：1227MHz频段的双频螺旋天线，螺旋臂2绕在介电常数er=2.2，外半径为12mm，内半径为11mm，高度为40mm的介质柱上。PCB板的厚度为1.6mm；馈电探针5与短路针6的半径为0.4mm。所述螺旋臂印刷在柔性介质板上，缠绕并固定在支撑体，并且所述第一螺旋臂21与第二螺旋臂22位于同一圆柱面上。将螺旋臂展开成平面后，第一螺旋臂21和第二螺旋臂22的倾斜与竖直部分的宽都是3mm，第一螺旋臂21倾斜部分长度是40.3mm，第一螺旋臂21竖直部分高1mm，第二螺旋臂22倾斜部分长度为48.8mm，第二螺旋臂22竖直部分高1mm，金属连接体3的长度是5mm，高度是2.5mm，
本实用新型提供一种双频螺旋天线，其包括PCB板以及若干个用于承载天线辐射主体的螺旋臂，所述螺旋臂包括用于承载高频段辐射的第一螺旋臂以及用于承载低频段辐射的第二螺旋臂，所述第一螺旋臂的靠近PCB板端与所述第二螺旋臂的靠近PCB板端通过金属连接体连接；所述第一螺旋臂通过设置于其底部的馈电探针与馈电网络相连接，所述第二螺旋臂通过设置于其底部的短路针与PCB板相连接。本实用新型通过使两个螺旋臂的长度不同，使其可以同时承载两个不同频率的辐射，并且将承载低频辐射的螺旋臂通过短路针与PCB板连接，使得承载低频辐射的螺旋臂与PCB板之间形成短路，这样在低频段和高频段都达到很好的阻抗匹配，轴比性能好，天线增益高。同时，所述天线结构简单，体积小巧。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种双频螺旋天线，其包括PCB板以及若干个安装于PCB板的用于承载天线辐射主体的螺旋臂，所述螺旋臂包括用于承载高频段辐射的第一螺旋臂以及用于承载低频段辐射的第二螺旋臂，所述第一螺旋臂靠近PCB板端与所述第二螺旋臂靠近PCB板端通过金属连接体连接；其特征在于，所述第一螺旋臂底部设置有用于与馈电网络连接的馈电探针，所述第二螺旋臂底部设置有用于与PCB板连接的短路针。
2.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述PCB板包括用作反射板的顶层和用于放置馈电网络电路的底层，所述顶层全部覆铜仅留有馈电过孔及短路针过孔。
3.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述第一螺旋臂为主臂，第二螺旋臂为寄生臂，并且所述第一螺旋臂的长度小于第二螺旋臂长度。
4.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述安装于底座上用于承载天线辐射主体的螺旋臂为4个。
5.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述天线辐射主体的螺旋臂印刷在柔性介质板上，缠绕并固定在支撑体上。
6.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述天线辐射主体的螺旋臂以金属丝的形式绕在介质柱上。
7.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述第一螺旋臂与第二螺旋臂位于同一圆柱面上。
8.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述第一螺旋臂与第二螺旋臂位于不同的圆柱面上。
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