CN205355247U - 螺旋天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋天线，包括载体，高频信号组件和低频信号组件，所述高频信号组件包括至少四条高频臂，所述低频信号组件包括至少四条低频臂，且四条所述高频臂和四条所述低频臂均沿所述载体的周向交替螺旋布置。上述螺旋天线采用四条所述高频臂和四条所述低频臂沿所述载体的周向螺旋布置的结构方式，使得其能够同时对高低仰角卫星信号实施全向有效接收，使螺旋天线的整体性能更加稳定可靠，且该螺旋天线结构轻小简单、可以满足可穿戴式、手持式、无人机等高精度导航定位终端模块或设备应用需求，以及不同环境下的多姿态灵活信号接收。

Description

螺旋天线

技术领域

本实用新型涉及通信多频螺旋天线技术，特别是一种螺旋天线。

背景技术

针对目前高精度多系统GNSS测量型天线的设计需求，在卫星信号接收性能上，不仅要保证天线具有定位精度高、性能稳定可靠的特点，同时又要充分利用我国自主知识产权的北斗核心技术资源，这也将是目前国内导航定位企业提高卫星导航、测量与定位精度的最佳解决方案之一。随着北斗导航定位模块的快速发展，为了能够满足兼容多系统多频点GNSS终端设备的应用需求，天线应具备较宽工作带宽、优异的圆极化性能和相位中心稳定度等，并且要求天线系统兼容性更强和结构设计更加紧凑、便携、轻小、兼容性强等特点。尤其是针对目前可穿戴式、手持式、无人机等分米级、厘米级、毫米级导航定位终端模块与设备配套天线应用需求，对天线的要求不仅要满足高性能、高效率、多姿态稳定接收，而且结构还要满足轻小、灵活、便携等设计需求。现有螺旋天线实现方案，多采用单臂单馈、双臂双馈、四臂单馈、四臂双馈、四臂四馈等技术实现，将接收到的卫星信号直接下馈到电路处理。大多设计仅满足低精度设备应用需求，对于高精度(分米级、厘米级、毫米级)天线应用需求较少，多是米级定位精度。

发明内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构轻小、简单，性能优良，使用可靠的螺旋天线。

其技术方案如下：

一种螺旋天线，包括载体，高频信号组件和低频信号组件，所述高频信号组件包括至少四条高频臂，所述低频信号组件包括至少四条低频臂，且四条所述高频臂和四条所述低频臂均沿所述载体的周向交替螺旋布置。

在其中一个实施例中，四条所述高频臂均沿所述载体的侧壁均匀倾斜布置，四条所述低频臂均沿所述载体的侧壁均匀倾斜布置。

在其中一个实施例中，所述高频臂和所述低频臂的倾斜角度的范围均为30～60度。

在其中一个实施例中，所述高频臂和所述低频臂之间具有耦合间隙，所述耦合间隙的范围为2～5mm。

在其中一个实施例中，还包括馈电机构，所述馈电机构包括靠近所述载体的底部、并沿其周向均匀布置的四个馈电点，且所述四个所述高频臂分别与四个所述馈电点一一对应且电性连接。

在其中一个实施例中，还包括调谐件，所述调谐件固定于所述载体的侧壁上并与所述馈电机构连接，且所述调谐件位于所述载体的顶部。

在其中一个实施例中，所述载体的底面还固定有电路板，所述电路板设有四个接地脚，四个所述低频臂分别与四个所述接地脚一一对应且电性连接。

在其中一个实施例中，所述载体的材料为陶瓷或塑料。

在其中一个实施例中，所述载体为空心柱体。

本实用新型的有益效果在于：

上述螺旋天线采用四条所述高频臂和四条所述低频臂沿所述载体的周向螺旋布置的结构方式，使得其能够同时对高低仰角卫星信号实施全向有效接收，使螺旋天线的整体性能更加稳定可靠，且该螺旋天线结构轻小简单、可以满足可穿戴式、手持式、无人机等高精度导航定位终端模块或设备应用需求，以及不同环境下的多姿态灵活信号接收。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的螺旋天线的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的螺旋天线的俯视图；

图3为本实用新型实施例所述的螺旋天线的仰视图；

图4为本实用新型实施例所述的A-A处的剖视图。

附图标记说明：

100、载体，200、高频信号组件，220、高频臂，300、低频信号组件，320、低频臂，400、耦合间隙，500、馈电机构，520、馈电点，600、调谐件，700、电路板，720、接地脚。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1、图4所示，一种螺旋天线，包括载体100，高频信号组件200和低频信号组件300，所述高频信号组件200包括至少四条高频臂220，所述低频信号组件300包括至少四条低频臂320，且四条所述高频臂220和四条所述低频臂320均沿所述载体100的周向交替螺旋布置。

其中，上述螺旋天线采用四条所述高频臂220和四条所述低频臂320沿所述载体100的周向螺旋布置的结构方式，使得其能够同时对高低仰角卫星信号实施全向有效接收，使螺旋天线的整体性能更加稳定可靠，且该螺旋天线结构轻小简单、可以满足可穿戴式、手持式、无人机等高精度导航定位终端模块或设备应用需求，以及不同环境下的多姿态灵活信号接收。

此外，所述载体100为空心柱体。其中，所述载体100为空心柱体，可以减小天线的重量，具体的柱体壁厚及材料特性等会对天线工作频点、工作效率、波束带宽、辐射增益等产生影响的参数需在实际使用中综合考虑。另外，四条所述高频臂220均沿所述载体100的侧壁均匀倾斜布置，四条所述低频臂320均沿所述载体100的侧壁均匀倾斜布置。使四条所述高频臂220和所述低频臂320沿所述空心柱体的侧壁均匀交错且倾斜布置，可以实现便于调整它们的长度以改变工作频点等参数值，其中交错布置具体是指所述高频臂220和所述低频臂320交替布置的结构方式。此外，所述载体100的材料为陶瓷或塑料。将制造所述载体100的材料优选为陶瓷或塑料，首先可以避免采用金属材料会对接收到信号产生干扰，确保信号的稳定和正常，其次可以进一步降低天线的整体重量，使其更加轻小化。

所述高频臂220和所述低频臂320的倾斜角度的范围均为30～60度。其中，所述高频臂220和所述低频臂320沿所述载体100的侧壁倾斜布置的角度范围为30～60度，其中优选倾斜角度为45度，可以使他们的长度、宽度及耦合间隙更为优化，确保接收信号的稳定，且使得制造工艺更加简单。因为，所有上述高、低频臂均先印制在柔性PCB板上，之后将其环绕所述空心柱体的表面黏贴成型，或者采用镭雕技术将高、低频臂镭雕到所述空心柱体的表面上的。

所述高频臂220和所述低频臂320之间具有耦合间隙400，所述耦合间隙400的范围为2～5mm。其中，所述高频臂220和所述低频臂320之间的存在所述耦合间隙400，且其大小范围为2～5mm，由于所述高频臂220用于接收GNSS高频工作频段模式信号，所述低频臂320用于接收GNSS低频工作频段模式信号，低频卫星信号是通过间隙电磁耦合技术耦合到所述高频臂220上的，通过调整不同大小的所述耦合间隙400以及各自的臂长，能够有效地改善天线工作带宽和调整对应工作频点。

如图2所示，上述螺旋天线还包括馈电机构500，所述馈电机构500包括靠近所述载体100的底部、并沿其周向均匀布置的四个馈电点520，且所述四个所述高频臂220分别与四个所述馈电点520一一对应且电性连接。其中，所述馈电机构500包括的所述馈电点520是与所述高频臂220数量上一一对应地，且他们两者之间相互电性连接直接将电流信号输出给电路实现移相合路，可以实现将接收到的卫星信号及时反馈给相关装置进行相应动作。

如图3所示，所述载体100的底面还固定有电路板700，所述电路板700设有四个接地脚720，四个所述低频臂320分别与四个所述接地脚720一一对应且电性连接。所述电路板700包括的四个所述接地脚720用来作为整个螺旋天线单元的参考地，即四个所述低频臂320是与分别与四个所述接地脚720连接的，低频卫星信号则通过间隙电磁耦合技术耦合到高频臂，并同高频模式信号一同下馈到电路进行移相合路处理的。

上述螺旋天线还包括调谐件600，所述调谐件600固定于所述载体100的侧壁上并与所述馈电机构500连接，且所述调谐件600位于所述载体100的顶部。其中，固定于所述载体100靠近底部的侧壁上的所述调谐件可以用来调整和改善天线工作频点、辐射增益、工作带宽等性能参数，以符合实际工作的需要。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种螺旋天线，其特征在于，包括载体，高频信号组件和低频信号组件，所述高频信号组件包括至少四条高频臂，所述低频信号组件包括至少四条低频臂，且四条所述高频臂和四条所述低频臂均沿所述载体的周向交替螺旋布置。

2.根据权利要求1所述的螺旋天线，其特征在于，四条所述高频臂均沿所述载体的侧壁均匀倾斜布置，四条所述低频臂均沿所述载体的侧壁均匀倾斜布置。

3.根据权利要求2所述的螺旋天线，其特征在于，所述高频臂和所述低频臂的倾斜角度的范围均为30～60度。

4.根据权利要求3所述的螺旋天线，其特征在于，所述高频臂和所述低频臂之间具有耦合间隙，所述耦合间隙的范围为2～5mm。

5.根据权利要求1所述的螺旋天线，其特征在于，还包括馈电机构，所述馈电机构包括靠近所述载体的底部、并沿其周向均匀布置的四个馈电点，且所述四个所述高频臂分别与四个所述馈电点一一对应且电性连接。

6.根据权利要求5所述的螺旋天线，其特征在于，还包括调谐件，所述调谐件固定于所述载体的侧壁上并与所述馈电机构连接，且所述调谐件位于所述载体的顶部。

7.根据权利要求2所述的螺旋天线，其特征在于，所述载体的底面还固定有电路板，所述电路板设有四个接地脚，四个所述低频臂分别与四个所述接地脚一一对应且电性连接。

8.根据权利要求1所述的螺旋天线，其特征在于，所述载体的材料为陶瓷或塑料。

9.根据权利要求1所述的螺旋天线，其特征在于，所述载体为空心柱体。