CN205282644U - 一种小型化四臂螺旋天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种小型化四臂螺旋天线，其包括一PCB板，所述PCB板上设置有一圆柱形的支撑体、以及贴附在所述支撑体上的柔性介质板；所述柔性介质板上等距印刷有四个具有导电性能的折叠型螺旋臂：第一螺旋臂、第二螺旋臂、第三螺旋臂和第四螺旋臂；所述四个螺旋臂相邻之间的相位差为90°。本实用新型所述小型化四臂螺旋天线结构简单易实现，其不仅可以实现天线小型化，而且还可以实现多频带，可以满足天线通讯的需求，具有极高的实用性。

Description

一种小型化四臂螺旋天线

技术领域

本实用新型涉及微波技术与天线领域，尤其涉及一种小型化四臂螺旋天线。

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。

为了满足空间限制，必须降低天线的尺寸。现有的降低四臂螺旋天线轴长的方法包括采用集成馈电网络，在螺旋臂内引入介质杆，螺旋臂采用变化的螺旋角，折叠螺旋臂等等。但是这些天线的主要限制是阻抗带宽较窄，不能满足新的天线通讯应用的需求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种小型化四臂螺旋天线，旨在解决现有技术中螺旋天线尺寸大，阻抗带宽较窄，不能满足新的天线通讯应用需求的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种小型化四臂螺旋天线，其中，包括一PCB板，所述PCB板上设置有一圆柱形的支撑体、以及贴附在所述支撑体上的柔性介质板；所述柔性介质板上等距印刷有四个具有导电性能的折叠型螺旋臂：第一螺旋臂、第二螺旋臂、第三螺旋臂和第四螺旋臂；所述四个折叠型螺旋臂相邻之间的相位差为90°。

所述小型化四臂螺旋天线，其中，所述PCB板包括顶层和底层；所述顶层为表面覆盖有铜的反射板，所述反射板上设置有四个馈电过孔。

所述小型化四臂螺旋天线，其中，所述底层中设置有馈电网络电路。

所述小型化四臂螺旋天线，其中，所述第一螺旋臂、第二螺旋臂、第三螺旋臂和第四螺旋臂的底部分别设置有一通过所述馈电过孔、并与所述馈电网络电路连接的馈电探针。

所述小型化四臂螺旋天线，其中，所述馈电探针为圆柱形。

有益效果：本实用新型一种小型化四臂螺旋天线，其包括有一PCB板以及若干个设置在PCB板上、并用于承载天线辐射主体的四个折叠型螺旋臂，所述四个折叠型螺旋臂缠绕，形成一圆柱形螺旋，并且每个螺旋臂的底部均设置有用于与馈电网络连接的馈电探针。本实用新型所述小型化四臂螺旋天线结构简单易实现，其不仅可以实现天线小型化，而且还可以实现多频带，可以满足新的天线通讯的需求，具有极高的实用性。

附图说明

图1为本实用新型所述小型化四臂螺旋天线的透视图。

图2为本实用新型所述小型化四臂螺旋天线的侧面图。

图3为本实用新型较佳实施例中所述折叠型螺旋臂的平面展开图。

具体实施方式

本实用新型提供一种小型化四臂螺旋天线，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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种小型化四臂螺旋天线，其不仅可以实现天线小型化，而且还可以实现多频带，可以满足新的天线通讯的需求。具体地，如图1-3所示，本实用新型所述小型化四臂螺旋天线包括一PCB板10，所述PCB板10可以为正方形，也可以为圆形等中心对称结构，本实施例中优选为圆形。所述PCB板10上设置有一圆柱形的支撑体20，进一步地，所述支撑体20设置在所述PCB板10的正中间位置上，例如当所述PCB板10为圆形时，所述支撑体20的中心轴线垂直穿过PCB板的圆心。具体地，所述支撑体20是采用介质材料所制成的介质柱，其主要作用在于为所述柔性介质板30提供支撑。较佳实施例中，所述支撑体的外半径为18mm、厚度为0.5mm、高度为2.3mm。

本实用新型中所述小型化四臂螺旋天线还包括有一贴附在所述支撑体20上的柔性介质板30，所述柔性介质板30采用的是可弯曲变形的柔性介质材料，较佳实施例中，所述柔性介质板30的介电常数为2.2，厚度为0.1mm。

优选地，如图3所示，所述柔性介质板30平摊开来，其形状为一平行四边形结构。请参见图3，该平行四边形结构相邻两边不垂直，所述四个折叠型螺旋臂与柔性介质板中作为上下两边的对边成一夹角，与柔性介质板中作为左右两边的对边平行；换言之，所述四个折叠型螺旋臂均与所述柔性介质板不垂直，并且，所述四个折叠型螺旋臂相邻之间均相互平行。采用上述形状设计是为了保证所述柔性介质板在卷成圆柱形贴附于支撑板上时，所述柔性介质板上的四个折叠型螺旋臂能形成螺旋结构，即盘绕在支撑体上。

另外，所述柔性介质30的上方等距印刷有四个具有导电性能的折叠型螺旋臂：第一螺旋臂31、第二螺旋臂32、第三螺旋臂33和第四螺旋臂34，当所述柔性介质30卷成圆筒状时，所述作为天线辐射主体的折叠型螺旋臂绕在圆柱形介质柱（即柔性介质板卷成圆筒状形成介质柱）上形成折叠型螺旋臂（外表为圆柱形结构）。需要说明的是，所述四个折叠型螺旋臂的形状和大小均相同，并且每个折叠形螺旋臂自身也是一个螺旋状的结构。柔性介质板30为平行四边形，且邻边不垂直，所述折叠型螺旋臂与柔性介质板中作为上表面周长和下表面周长的上下两边均不垂直，这样卷起来后所述四个螺旋臂才会形成螺旋结构。所述小型化四臂螺旋天线中的螺旋结构为垂直向上延伸，当柔性介质板贴附在支撑体上时，其没有印刷折叠型螺旋臂的一面向里与支撑体直接粘合，而印刷有四个折叠型螺旋臂的一面向外，使四个折叠型螺旋臂形成相邻之间间距为90°的螺旋结构，所制得的小型化四臂螺旋天线工作在3λ/4(λ为自由空间波长)，采用折叠型螺旋臂减小了天线尺寸，且可以实现多频带通讯，结构简单易实现。

进一步地，所述PCB板10其具体包括有两层结构：顶层和底层（图中未标出）；所述顶层为表面覆盖有铜的反射板，所述反射板上设置有四个馈电过孔。即所述顶层除了四个馈电过孔外，其它部分均覆盖上一层铜，而所述馈电过孔的位置正与所述四个螺旋臂的底部相对应。另外，所述底层中设置有馈电网络电路。优选地，所述PCB板的厚度为1.6mm。

较佳实施例中，如图3所示，所述第一螺旋臂31、第二螺旋臂32、第三螺旋臂33和第四螺旋臂34的底部分别设置有一通过所述馈电过孔、并与所述馈电网络电路连接的馈电探针，即所述第一螺旋臂31底部设置有第一馈电探针311，所述第二螺旋臂32的底部设置有第二馈电探针321，所述第三螺旋臂33的底部设置有第三馈电探针331，所述第四螺旋臂34的底部设置有第四馈电探针341。当将柔性介质板贴附在支撑板上时，四个折叠型螺旋臂的底部也固定在所述PCB板上，并且所述折叠型螺旋臂底部的馈电探针可以通过PCB板上的馈电过孔直接穿过所述PCB板，与PCB板底层上的馈电网络电路连接。优选地，所述馈电探针为圆柱形，其半径为0.45mm。因此，所述馈电过孔的尺寸应与所述馈电探针的尺寸一样或者略大于所述馈电探针尺寸，这样才能保证馈电探针顺利通过所述馈电过孔。

综上所述，本实用新型一种小型化四臂螺旋天线，其包括有一PCB板以及设置在PCB板、并用于承载天线辐射主体的四个折叠型螺旋臂，所述四个折叠型螺旋臂缠绕，形成一圆柱形螺旋，并且每个螺旋臂的底部均设置有用于与馈电网络连接的馈电探针。本实用新型所述小型化四臂螺旋天线结构简单易实现，其不仅可以实现天线小型化，而且还可以实现多频带，可以满足新的天线通讯的需求，具有极高的实用性。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种小型化四臂螺旋天线，其特征在于，包括一PCB板，所述PCB板上设置有一圆柱形的支撑体、以及贴附在所述支撑体上的柔性介质板；所述柔性介质板上等距印刷有四个具有导电性能的折叠型螺旋臂：第一螺旋臂、第二螺旋臂、第三螺旋臂和第四螺旋臂；所述四个折叠型螺旋臂相邻之间的相位差为90°。

2.根据权利要求1所述小型化四臂螺旋天线，其特征在于，所述PCB板包括顶层和底层；所述顶层为表面覆盖有铜的反射板，所述反射板上设置有四个馈电过孔。

3.根据权利要求2所述小型化四臂螺旋天线，其特征在于，所述底层中设置有馈电网络电路。

4.根据权利要求3所述小型化四臂螺旋天线，其特征在于，所述第一螺旋臂、第二螺旋臂、第三螺旋臂和第四螺旋臂的底部分别设置有一通过所述馈电过孔、并与所述馈电网络电路连接的馈电探针。

5.根据权利要求4所述小型化四臂螺旋天线，其特征在于，所述馈电探针为圆柱形。