The invention discloses a broadband and wide beam circularly polarized four arm spiral antenna, comprising a radiation body and feed network; radiation consists of four spiral arms in the flexible printing medium board; each spiral arm is composed of a main arm and a parasitic arm, and connected to the top of the main arm and the arm of each parasite in the spiral arms through sheet metal; each of the main arm are connected in sequence from the top of the sheet metal, the central metal plate and the bottom sheet metal component; the bottom of the top sheet metal and metal sheet of the same width and width than the central metal sheet. The invention has the advantages of flexible design, high gain in the wide-band range, good circular polarization performance, compact structure, light weight and easy processing, and is very suitable for portable terminals in the field of communication or navigation.
【技术实现步骤摘要】
一种宽带宽波束圆极化四臂螺旋天线
本专利技术涉及通信和导航领域的一种宽带宽波束圆极化四臂螺旋天线,特别适合用于移动卫星通信和导航领域的高性能便携天线的设计。
技术介绍
由于四臂螺旋天线具有较宽的波束宽度、良好的前后比、优良的宽角圆极化性能等优点,非常适合应用于卫星通信与导航领域。但是通信和导航天线通常要求双频或多频工作,而普通的四臂螺旋天线是谐振天线,带宽较窄,因此其应用范围较为受限。2006年,YoannLetestu在IEEETransactionsonAntennasandPropagation上发表文章BroadbandFoldedPrintedQuadrifilarHelicalAntenna,提出在四臂螺旋天线上加入寄生臂的设计,可以将其带宽展宽到30%。其结构示意图如图1所示,但是YoannLetestu的设计存在两方面的缺陷:一是天线的工作频带与其直径、高度和环绕圈数等息息相关,只有在某些特殊结构下,天线才具有较宽的工作频带;二是主臂与寄生臂由一小段连接线连接,该连接线细到一定程度,天线才具有较好的驻波,在1.2GHz-1.6GHz的工作频段内,连接线的宽度仅为0.5mm,如果工作频率升高,连接线可能过细导致加工工艺难以实现,或者在使用过程中很容易折断。YoannLetestu提出的宽带四臂螺旋天线虽然具有以上缺点,仍然非常适合作为通信及导航领域的宽频带宽波束便携终端。但是四臂螺旋天线需要四个输入端口(0°,90°,180°,270°)馈电,普通的馈电网络占用面积大,因此很难实现便携设计。MathieuCaillet等人于2010年在IEE ...
【技术保护点】
一种宽带宽波束圆极化四臂螺旋天线,包括辐射主体和馈电网络;所述辐射主体由印刷在柔性介质板(1‑1)上的四个螺旋臂组成;每个螺旋臂均由一条主臂(1‑2)和一条寄生臂(1‑3)组成,并且每个螺旋臂中的主臂与寄生臂的顶部通过金属片连接;其特征在于:每个主臂(1‑2)均由依次连接的顶部金属片(1‑2‑1)、中部金属片(1‑2‑2)和底部金属片(1‑2‑3)组成;其中,底部金属片(1‑2‑3)和顶部金属片(1‑2‑1)的宽度相同且均比中部金属片(1‑2‑2)宽。
【技术特征摘要】
1.一种宽带宽波束圆极化四臂螺旋天线,包括辐射主体和馈电网络;所述辐射主体由印刷在柔性介质板(1-1)上的四个螺旋臂组成;每个螺旋臂均由一条主臂(1-2)和一条寄生臂(1-3)组成,并且每个螺旋臂中的主臂与寄生臂的顶部通过金属片连接;其特征在于:每个主臂(1-2)均由依次连接的顶部金属片(1-2-1)、中部金属片(1-2-2)和底部金属片(1-2-3)组成;其中,底部金属片(1-2-3)和顶部金属片(1-2-1)的宽度相同且均比中部金属片(1-2-2)宽。2.根据权利要求1所述的一种宽带宽波束圆极化四臂螺旋天线,其特征在于:所述顶部金属片(1-2-1)的宽度与中部金属片(1-2-2)的宽度的比值大于8。3.根据权利要求1所述的一种宽带宽波束圆极化四臂螺旋天线,其特征在于:所述馈电网络包括上层介质板(3)和下层介质板(5);上层介质板(3)的顶面设有第一微带贴片层(2),并且上层介质板(3)的底面设有中间地板层(4);下层介质板(5)的底面设有第二微带贴片层(6);第一微带贴片层(2)和第二微带贴片层(6)通过金属探针进行连接,中间地板层(4)与第一微带贴片层(2)、第二微带贴片层(6)隔离;所述第二微带贴片层(6)上设有第二中心微带线(6-3)和上下两个90°功分器(6-1);上下两个90°功分器(6-1)相对于第二微带贴片层(6)的中心对称设置;90°功分器(6-1)为L形闭环状中空微带线,并且L形闭环状中空微带线的长柄部水平设置;第二中心微带线(6-3)包括设在第二微带贴片层(6)中心的第二竖直微带线,第二竖直微带线的顶端设有向左上方倾斜延伸的上延展微带线,第二竖直微带线的低端设有向右下方延伸的下延展微带线,并且上下两个延展微带线分别与上下两个L形闭环状中空微带线相连接。4.根据权利要求3所述的一种宽带宽波束圆极化四臂螺旋天线,其特征在于:所述第一微带贴片层(2)上设有第一中心微带线(2-2)和位于第一中心微带线(2-2)周边的四个L型微带线(2-1);其中,左右的两个L型微带线(2-1)相对于第一微带贴片层(2)的中心对称设置,并且左右的两个L型微带线(2-1)的两个短柄水平且端头相对设置;上下的两个L型微带线(2-1)相对于第一微带贴片层(2)的中心对称设置,并且上下的两个L型微带线(2-1)的两个长柄竖直且端头相对设置;第一中心微带线(2-2)包括设在第一微带贴片层(2)中心的第一竖直微带线,第一竖直微带线的顶端先沿着水平向左延伸一段微带线后,再竖直向下延展,最后再水平向左延展,第一竖直微带线的低端沿着水平方向向右延展一段微带线;中间地板层(4)的中心设有耦合缝隙(4-1);耦...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈晓洁,刘德庆,杜彪,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十四研究所,
类型:发明
国别省市:河北,13
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