CN214542532U - 一种基于分形设计的四臂螺旋天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于分形设计的四臂螺旋天线，包括介质方块和四条辐射臂，四条所述辐射臂呈螺旋状设置在介质方块四周外侧表面上，所述辐射臂按Koch分形曲线向前延伸，并且辐射臂各段均为“几”形结构。本实用新型通过Koch分形曲线设置天线的辐射臂，可在有限的空间内增加天线辐射臂的尺寸，提高天线的辐射能力，减小天线的体积，方便天线在空间局限的装置内设置；并且通过Koch分形曲线设置天线的辐射臂各段的相似性使得天线具有多频和宽频的特性。辐射臂各段均为“几”形结构，可以有效减少天线辐射臂的间距过近对性能的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种基于分形设计的四臂螺旋天线。
背景技术
随着无线通信技术的不断发展和移动通信终端设备的逐渐普及，尤其是近年来人们对小型化、多频带、集成化天线的迫切需求，使天线技术不管是从性能还是从外观都得到了有效而充分的进步。传统的天线在几何形状上大多基于欧几里德几何的设计其形状。即使经过人们的不断努力，天线技术在发展的过程中终于出现了微带天线，它具有低剖面、重量轻、成本低，可与各种载体共形，适合印刷电路板技术批量生产、易于实现圆极化、双极化、双频段工作等优点，但其致命的缺点是窄带性，从而限制了它的广泛应用。因此，迫切需要运用新的理论和方法，探索现代天线的设计，解决传统的天线设计中出现的问题和矛盾。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是针对微带天线窄带性的技术问题，提供一种可以解决的具有多频和宽频的特性的基于分形设计的四臂螺旋天线。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种基于分形设计的四臂螺旋天线，包括介质方块和四条辐射臂，四条所述辐射臂呈螺旋状设置在介质方块四周外侧表面上，所述辐射臂按Koch分形曲线向前延伸，并且辐射臂各段均为“几”形结构。
进一步的，所述辐射臂上设置有馈电端和接地枝节，所述馈电端和接地枝节设置在介质方块相邻的侧面上。
进一步的，还包括辐射地，所述辐射地设置在介质方块下侧，所述接地枝节电性连接在辐射地上。
进一步的，所述辐射地为PCB板，所述介质方块螺接固定或卡接固定在辐射地上。
进一步的，所述介质方块为塑料块。
进一步的，所述介质方块为特氟龙材料块。
进一步的，所述介质方块上设置有开孔。
进一步的，所述开孔为竖向通孔。
本实用新型实现的有益效果主要有以下几点：通过Koch分形曲线设置天线的辐射臂，可在有限的空间内增加天线辐射臂的尺寸，提高天线的辐射能力，减小天线的体积，方便天线在空间局限的装置内设置；并且通过Koch分形曲线设置天线的辐射臂各段的相似性使得天线具有多频和宽频的特性。辐射臂各段均为“几”形结构，可以有效减少天线辐射臂的间距过近对性能的影响。
附图说明
图1为本实用新型实施例一中基于分形设计的四臂螺旋天线的外形结构示意图；
图2为本实用新型实施例一中基于分形设计的四臂螺旋天线的四条辐射臂空间分布示意图；
图3为本实用新型实施例一中基于分形设计的四臂螺旋天线的介质方块的结构示意图。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。
实施例一
参阅图1～3，一种基于分形设计的四臂螺旋天线，包括介质方块1和四条辐射臂2，介质方块1是安装辐射臂2的结构，四条所述辐射臂2呈螺旋状设置在介质方块1四周外侧表面上，可以通过粘接固定的方式将四条所述辐射臂2贴附在介质方块1四周外侧表面上。所述辐射臂2按Koch分形曲线向前延伸，并且辐射臂2各段均为“几”形结构。通过Koch分形曲线设置天线的辐射臂，可在有限的空间内增加天线辐射臂的尺寸，提高天线的辐射能力，减小天线的体积，方便天线在空间局限的装置内设置；并且通过Koch分形曲线设置天线的辐射臂各段的相似性使得天线具有多频和宽频的特性。辐射臂2各段均为“几”形结构，可以有效减少天线辐射臂的间距过近对性能的影响。
参阅图1和图2，所述辐射臂2上设置有馈电端21和接地枝节22，所述馈电端21和接地枝节22设置在介质方块1相邻的侧面上，馈电端21与馈线连接，通过馈线连接至信号源为天线馈电或将天线接收的信号输送至信号接收装置。另外，还设置辐射地3，所述辐射地3设置在介质方块1下侧，所述接地枝节22电性连接在辐射地3上。所述辐射地3可以采用PCB板，所述介质方块1螺接固定或卡接固定在辐射地3上，从而形成整体的天线结构；可以在PCB板背面设置金属箔层作为接地区域，在PCB板上穿孔将接地枝节22穿过PCB板电性连接到PCB背面设置的接地区域。
参阅图1和图3，作为进一步的优选方案，所述介质方块1为塑料块，采用塑料块作为介质方块方便加工，也满足天线的电性要求。介质方块1最好采用特氟龙材料块，特氟龙材料具有不粘性、耐热性、抗湿性、耐磨损和耐腐蚀性，采用特氟龙材料制作介质方块1使得介质方块1具有耐热、耐湿、耐磨损和耐腐蚀等性能，从而可以提高天线长期使用的稳定性。
参阅图1和图3，作为进一步的优选方案，所述介质方块1上设置有开孔11，介质方块1上设置开孔11可以方便天线的组装，组装时通过开孔11拿捏介质方块1与辐射地3组装。所述开孔11最好设置为竖向通孔，从而组装天线时拿捏介质方块1更方便，而且还可以在辐射地3设置凸起与介质方块1的通孔配合进行定位，使得两者安装的更准确。
实际中辐射地3可以设置为尺寸为Φ40mm的圆片；介质方块1设置为正方体块状结构，尺寸为20mm*20mm*20mm；天线频段为B3频段；天线总体结构为PIFA形式的天线，天线采用PIFA的形式，相对monopole天线具有较好的阻抗调节性，频带更宽、增益更高。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于分形设计的四臂螺旋天线，其特征在于：包括介质方块(1)和四条辐射臂(2)，四条所述辐射臂(2)呈螺旋状设置在介质方块(1)四周外侧表面上，所述辐射臂(2)按Koch分形曲线向前延伸，并且辐射臂(2)各段均为“几”形结构。
2.根据权利要求1所述的基于分形设计的四臂螺旋天线，其特征在于：所述辐射臂(2)上设置有馈电端(21)和接地枝节(22)，所述馈电端(21)和接地枝节(22)设置在介质方块(1)相邻的侧面上。
3.根据权利要求2所述的基于分形设计的四臂螺旋天线，其特征在于：还包括辐射地(3)，所述辐射地(3)设置在介质方块(1)下侧，所述接地枝节(22)电性连接在辐射地(3)上。
4.根据权利要求3所述的基于分形设计的四臂螺旋天线，其特征在于：所述辐射地(3)为PCB板，所述介质方块(1)螺接固定或卡接固定在辐射地(3)上。
5.根据权利要求4所述的基于分形设计的四臂螺旋天线，其特征在于：所述介质方块(1)为塑料块。
6.根据权利要求5所述的基于分形设计的四臂螺旋天线，其特征在于：所述介质方块(1)为特氟龙材料块。
7.根据权利要求6所述的基于分形设计的四臂螺旋天线，其特征在于：所述介质方块(1)上设置有开孔(11)。
8.根据权利要求7所述的基于分形设计的四臂螺旋天线，其特征在于：所述开孔(11)为竖向通孔。
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| US20220158338A1 (en) * | 2017-03-24 | 2022-05-19 | The Government Of The United States, As Represented By The Secretary Of The Army | Cosecant Squared Antenna Radiation Pattern |
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2021
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