CN207183534U - 双频螺旋天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双频螺旋天线，包括N组双频辐射臂，所述双频辐射臂包括长臂和短臂，所述长臂和短臂的始端高度相同且末端高度也相同，所述长臂包括非直线的加长臂。本实用新型通过对长臂巧妙设置，使用加长臂，使得长臂和短臂高度相同，可实现对双频天线的末端短路或开路，因而天线有更多的设计空间；当天线末端短路时，采用八臂、四馈入，单输出的形式，可实现增益带宽宽、波束宽度宽的两个频段，并选择合适的辐射臂倾角，满足不同的低仰角指标。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线领域，尤其涉及一种双频螺旋天线。
背景技术
四臂螺旋天线由于拥有半球辐射特性、良好的低仰角性能、圆极化性能优异、结构稳定、不需要接地等特点，在卫星通信、移动通信等领域得到了广泛的应用。实施时，可以通过选择不同的直径和高度来达到不同的辐射方向图和低仰角指标以满足不同的空间需求。
然而现有的双频四臂螺旋天线其高频和低频臂长短不一，无法将其末端短路，以调节天线臂的长度和增益，满足天线使用的设计需求；而单频四臂螺旋天线其臂长短相同，末端可短路，但其频率覆盖范围不满足需求。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种双频螺旋天线，包括N组双频辐射臂，所述双频辐射臂包括长臂和短臂，所述长臂和短臂的始端高度相同且末端高度也相同，所述长臂包括非直线的加长臂，N为正整数。
进一步的，所述双频螺旋天线还包括设有馈电点的天线底座，所述双频辐射臂还包括始端短接臂；始端短接臂的两端分别连接同一双频辐射臂中长臂的始端和短臂的始端，中间与馈电点连接。
进一步的，所述双频螺旋天线还包括末端短路环，所述末端短路环与所有的长臂末端和短臂末端连接。
进一步的，所述长臂和短臂平行间隔设置。
进一步的，所述长臂和水平线的夹角、以及短臂和水平线的夹角均为30°-70°。
进一步的，所述加长臂的形状为1-4个周期的方波线段组成的。
进一步的，所述长臂的线宽与短臂的的线宽差异为0 mm -2mm。
进一步的，所述长臂的走线长度大于短臂的走线长度的2mm-30mm。
进一步的，所述双频辐射臂设有4组，所述双频螺旋天线还包括承载双频辐射臂的柔性介质，所述柔性介质与天线底座连接。
进一步的，所述长臂的频率和短臂的频率的差不超过中心频率的0.3倍。
本实用新型通过对长臂巧妙设置，使用加长臂，使得长臂和短臂高度相同，可实现对双频天线的末端短路或开路，因而天线有更多的设计空间；当天线末端短路时，采用八臂、四馈入，单输出的形式，可实现增益带宽宽、波束宽度宽的两个频段，并选择合适的辐射臂倾角，满足不同的低仰角指标。
附图说明
图1为本实用新型整体结构立体示意图；
图2为本实用新型的平面展开示意图；
图3为本实用新型实例3的回波损耗示意图；
图4为本实用新型实例3的低频辐射增益示意图；
图5为本实用新型实例3的高频辐射增益示意图。
其中，柔性介质为1，短臂为2，长臂为3，加长臂为31，短路环为4，始端短接臂为5，馈电点为6，地为7。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围作出更为清楚的界定。
实施例1：
本实施例中的双频螺旋天线如图1和图2所示。在圆柱形介质的侧边设有N（N为正整数）组双频辐射臂，每组双频辐射臂包括长臂和短臂，在同组双频辐射臂中，长臂和短臂的始端高度相同且末端高度也相同，在长臂上设有非直线的加长臂。
实施时，通过馈电网络输出相位差（360/N）度、幅度相同的N路信号到N组双频辐射臂上，使天线的N组双频辐射臂产生辐射相同、相位不同的N路信号，进而达到卫星移动通信的圆极化要求；在本发明的双频辐射臂中长臂产生低频谐振，短臂产生高频谐振，通过调整长臂和短臂的各自长度、两臂的倾角以及他们之间的相对距离，可以改变两臂的谐振频率，其中长臂的长度主要通过加长臂进行调节，加长臂的形状可为周期性方波线、正弦波、三角波或者其他规则或不规则的波形或其组合构成，在本实施例中，加长臂采用2个周期的方波线段组成；组内长、短臂之间的间距与组间长、短臂之间的间距可以不同；现有的谐振型螺旋天线的每根螺旋臂长度为Mλ/4（M 为正整数），螺旋臂一般绕成 N/4 圈（N＝1，2，3…），非馈电端开路时，M 为奇数，非馈电端短路时，M 为偶数。一般M越大，螺旋臂长度越长，越容易实现高增益，本实施例天线的长臂和短臂高度相同，可实现对天线的末端短路或开路，因而可根据需要灵活设置天线，并且由于加长臂的存在，减小了长臂的占用的空间长度，从而减小了天线的占用体积。
实施例2：
基于实施例1，在本实施例中双频螺旋天线还包括设有地和馈电点的天线底座，双频辐射臂有4组，均设置在可以卷曲形成圆筒的柔性介质上，柔性介质卷曲成圆筒形后与天线底座固定连接，此时，设置在柔性介质上的长臂和短臂与水平线均形成一个夹角，该夹角的范围可为30°-70°，在本实施例中为45°；长臂和短臂平行间隔设置；双频辐射臂还包括始端短接臂，其两端用于分别连接同一双频辐射臂中长臂的始端和短臂的始端，其中间与馈电点连接，馈电点与馈电网络连接以完成天线的馈电过程。采用介电常数高、损耗低的柔性介质作为天线走线的载体，可降低加工工艺的难度，并且其整体形状可调、稳定。在其他实施例中，双频辐射臂也可单独存在，不设置在载体上。
本实施例的双频螺旋天线的长臂和短臂是间隔分开，每组之间距离都是相同，在每组的长臂和短臂的底端通过金属相连，共同组成一组辐射臂，然后均匀的分布在圆柱体上。在天线的顶端，八条臂通过短路环相连，四组辐射臂的底端分别给予幅度相同、相位相差90°的信号，从而使得天线的四组臂产生辐射相同、相位不同的四路信号，进而达到卫星移动通信的圆极化要求。
实施例3：
基于实施例2，在本实施例中双频螺旋天线还包括末端短路环，所述末端短路环与所有的长臂末端和短臂末端连接；长臂中的加长臂可设置在长臂始端、末端或中间位置，长臂的线宽与短臂的的线宽差异为0 mm -2mm，长臂的走线长度大于短臂的走线长度的2mm-30mm，并且长臂的频率和短臂的频率差不超过中心频率的0.3倍，参照图3-5，图3为本实例的回波损耗示意图；图4为本实例的低频辐射增益示意图；图5为本实例的高频辐射增益示意图。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种双频螺旋天线，包括N组双频辐射臂，所述双频辐射臂包括长臂和短臂，其特征在于，所述长臂和短臂的始端高度相同且末端高度也相同，所述长臂包括非直线的加长臂，N为正整数。
2.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述双频螺旋天线还包括设有馈电点的天线底座，所述双频辐射臂还包括始端短接臂；始端短接臂的两端分别连接同一双频辐射臂中长臂的始端和短臂的始端，中间与馈电点连接。
3.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述双频螺旋天线还包括末端短路环，所述末端短路环与所有的长臂末端和短臂末端连接。
4.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述长臂和短臂平行间隔设置。
5.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述长臂和水平线的夹角、以及短臂和水平线的夹角均为30°-70°。
6.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述加长臂的形状为1-4个周期的方波线段组成的。
7.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述长臂的线宽与短臂的线宽差异为0 mm -2mm。
8.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述长臂的走线长度大于短臂的走线长度的2mm-30mm。
9.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述双频辐射臂设有4组，所述双频螺旋天线还包括承载双频辐射臂的柔性介质，所述柔性介质与天线底座连接。
10.根据权利要求1所述的双频螺旋天线，其特征在于，所述长臂的频率和短臂的频率的差不超过中心频率的0.3倍。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110635237A (zh) * | 2019-10-22 | 2019-12-31 | 上海旦迪通信技术有限公司 | 一种小型化双频电路加载螺旋天线 |
| WO2020073321A1 (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 华为技术有限公司 | 一种天线及无线设备 |
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