一种小型化低成本电路加载螺旋天线制造技术

本实用新型专利技术涉及天线技术领域，尤其涉及一种小型化电路加载螺旋天线，通过于圆形PCB板上设置包括集总参数电路、2个3dB电桥、一个输入端和4个馈点的相移馈电网络，并将4条螺旋臂一一对应连接在4个馈点上，且每条螺旋臂均沿螺旋天线的高度方向朝向一个方向螺旋上升，以将输入端输入的电信号转换成幅值相等，相位依次相差90°的馈电信号输出至4条螺旋臂，从而在实现宽频带(1561MHz～1575MHz)工作的同时，改善了天线的其他性能指标，且体积小、重量轻，由集总参数电路代替传统的巴伦，降低了成本，在通信系统日益小型化的趋势下具有很高的实用价值。

A miniaturized low cost circuit loaded spiral antenna

【技术实现步骤摘要】
一种小型化低成本电路加载螺旋天线
本技术涉及天线
，尤其涉及一种小型化低成本电路加载螺旋天线。
技术介绍
随着现代无线通信事业的发展，卫星导航系统在国防工业中以及人们的日常生活中发挥了越来越大的作用。目前我国的北斗卫星导航系统也极具规模，作为卫星地面手持终端设备的电磁波接收与发射装置，天线扮演着举足轻重的角色，其性能的好坏直接决定了终端用户定位的精度及速度，其成本、体积及质量的大小将决定着设备的尺寸及价格，并将间接影响产品的市场前景。传统的四臂螺旋天线的辐射体都是采用金属条、金属管弯曲成型或缠绕在绝缘柱上，通过顶馈或底馈的方式与中心的金属平衡馈电巴伦相连，天线体积和重量较大，而且金属件加工成本较高，这严重影响了其在手持终端设备发展的应用范围。而采用柔性材料的四臂螺旋天线有效解决了尺寸和质量问题，印制在柔性板上的四条螺旋臂分别和底部的电路相连；电路部分一般采用一个巴伦和两个3dB电桥来实现相邻90度相位差；然而巴伦的价格较高，这对于需要控制成本的民用产品来说，价格是难以接受的，会影响产品的推广及客户群的开发，这些都是本领域技术人员所不期望见到的。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本技术公开了一种小型化电路加载螺旋天线，其中，包括：电路加载结构和4条螺旋臂；所述电路加载结构包括圆形PCB板和设置于所述圆形PCB板上的相移馈电网络，且所述相移馈电网络包括一个集总参数电路、2个3dB电桥、一个输入端和4个馈点；4个所述馈点均匀分布在所述圆形PCB板边沿并位于同一圆周上，4条所述螺旋臂分别一一对应连接在4个所述馈点上，且每条所述螺旋臂均沿所述螺旋天线的高度方向朝向一个方向螺旋上升；所述集总参数电路包括T型网络和π型网络，所述T型网络和所述π型网络均与所述输入端连接，所述T型网络通过一所述3dB电桥连接4个所述馈点中2个相邻的馈点，所述π型网络通过另一所述3dB电桥连接4个所述馈点中剩余的2个相邻的馈点以将所述输入端输入的电信号转换成幅值相等，相位依次相差90°的馈电信号输出。上述的小型化电路加载螺旋天线，其中，所述T型网络和所述π型网络中的电感均为三维螺旋结构。上述的小型化电路加载螺旋天线，其中，所述T型网络和所述π型网络中的电容均为垂直方向平行板叠层电容。上述的小型化电路加载螺旋天线，其中，所述螺旋臂为金属线。上述的小型化电路加载螺旋天线，其中，所述圆形PCB板的直径为11mm，厚度为1.6mm。上述的小型化电路加载螺旋天线，其中，所述3dB电桥为LTCC3dB电桥。上述技术具有如下优点或者有益效果：本技术公开了一种小型化电路加载螺旋天线，通过于圆形PCB板上设置包括集总参数电路、2个3dB电桥、一个输入端和4个馈点的相移馈电网络，并将4条螺旋臂一一对应连接在4个馈点上，且每条螺旋臂均沿螺旋天线的高度方向朝向一个方向螺旋上升，以将输入端输入的电信号转换成幅值相等，相位依次相差90°的馈电信号输出至4条螺旋臂，从而在实现宽频带(1561MHz～1575MHz)工作的同时，改善了天线的其他性能指标，且体积小、重量轻，由集总参数电路代替传统的巴伦，降低了成本，在通信系统日益小型化的趋势下具有很高的实用价值。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本技术的主旨。图1是本技术实施例中小型化电路加载螺旋天线的结构示意图；图2是本技术实施例中电路加载结构的示意图；图3是本技术实施例中T型网络的结构示意图；图4是本技术实施例中π型网络的结构示意图。具体实施方式3dB电桥也叫同频合路器，它能够沿传输线路某一确定方向上对传输功率连续取样，能将一个输入信号分为两个互为等幅且具有90°相位差的信号。主要用于多信号合路，提高输出信号的利用率，广泛应用室内覆盖系统中对基站信号的合路，在这种场所运用效果很好。为了实现相邻端口90度相位差，设计考虑节约成本，采用了包括2个匹配网络的集总参数电路代替一个巴伦，利用两个匹配网络形成左右两部分180度的相位差，例如π型网络相位落后于T型网络180度。两个网络的输出端口分别与电桥相连，可以形成4个依次相差90度相位的端口，满足四臂螺旋天线的相位要求。四臂螺旋天线作为一种GPS天线,一般是由四根金属线按特定的规则在柱面陶瓷基板上弯曲而成，无需接地。该结构的巧妙之处在于它能使天线在所有方向都有同等高度的增益,且具有良好的方向性特征。全方位接收也是四臂螺旋天线能力之一。它具有心形方向图、良好的前后比及优异的宽波束圆极化特性，十分适合用作卫星定位系统的接收天线。下面结合附图和具体的实施例对本技术作进一步的说明，但是不作为本技术的限定。如图1和2所示，本实施例涉及一种小型化电路加载螺旋天线，该螺旋天线采用底部馈电的方式；具体的，该小型化电路加载螺旋天线包括：电路加载结构1和4条螺旋臂2；该电路加载结构1包括圆形PCB板15和设置于圆形PCB板15上的相移馈电网络，且该相移馈电网络包括一个集总参数电路、2个3dB电桥、一个输入端和4个馈点11、12、13、14；4个馈点11、12、13、14均匀分布在圆形PCB板15边沿并位于同一圆周上(即4个馈点11、12、13、14位于圆形PCB板边缘，对称十字放置)，4条螺旋臂2分别一一对应连接在4个馈点上11、12、13、14，且每条螺旋臂2均沿螺旋天线的高度方向朝向一个方向(左旋或右旋)螺旋上升(4条螺旋臂2旋转方向一致)；集总参数电路包括T型网络和π型网络，该T型网络和π型网络均与输入端连接，该T型网络通过一3dB电桥连接4个馈点中2个相邻的馈点11、12，该π型网络通过另一3dB电桥连接4个馈点中剩余的2个相邻的馈点13、14以将输入端输入的电信号转换成幅值相等，相位依次相差90°的馈电信号输出，功率等分；当然也可以是π型网络通过一3dB电桥连接4个馈点中2个相邻的馈点11、12，该T型网络通过另一3dB电桥连接4个馈点中剩余的2个相邻的馈点13、14以将输入端输入的电信号转换成幅值相等，相位依次相差90°的馈电信号输出，功率等分，这对本技术并无影响，只要通过调整网络中电感电容及电阻的大小，能够一方面满足了相位要求，另一方面还实现了阻抗匹配即可；该4个馈点相位分别为0°，90°，180°和270°；其中馈点11的相位为270°，馈点12的相位为180°、馈点13的相位为90°，馈点14的相位为0°；该四条螺旋臂2相位为0°、90°、180°、270°分别与馈点14、13、12、11一一对应，从而实现了北斗导航系统和、GPS导航系统和GLONASS导航系统频率；由于集总参数电路成本低廉，因此降低了该小型化电路加载螺旋天线的成本。在本技术的实施例中，如图3所示，上述π型网络包括2个接地电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化电路加载螺旋天线，其特征在于，包括：电路加载结构和4条螺旋臂；/n所述电路加载结构包括圆形PCB板和设置于所述圆形PCB板上的相移馈电网络，且所述相移馈电网络包括一个集总参数电路、2个3dB电桥、一个输入端和4个馈点；/n4个所述馈点均匀分布在所述圆形PCB板边沿并位于同一圆周上，4条所述螺旋臂分别一一对应连接在4个所述馈点上，且每条所述螺旋臂均沿所述螺旋天线的高度方向朝向一个方向螺旋上升；/n所述集总参数电路包括T型网络和π型网络，所述T型网络和所述π型网络均与所述输入端连接，所述T型网络通过一所述3dB电桥连接4个所述馈点中2个相邻的馈点，所述π型网络通过另一所述3dB电桥连接4个所述馈点中剩余的2个相邻的馈点以将所述输入端输入的电信号转换成幅值相等，相位依次相差90°的馈电信号输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种小型化电路加载螺旋天线，其特征在于，包括：电路加载结构和4条螺旋臂；
所述电路加载结构包括圆形PCB板和设置于所述圆形PCB板上的相移馈电网络，且所述相移馈电网络包括一个集总参数电路、2个3dB电桥、一个输入端和4个馈点；
4个所述馈点均匀分布在所述圆形PCB板边沿并位于同一圆周上，4条所述螺旋臂分别一一对应连接在4个所述馈点上，且每条所述螺旋臂均沿所述螺旋天线的高度方向朝向一个方向螺旋上升；
所述集总参数电路包括T型网络和π型网络，所述T型网络和所述π型网络均与所述输入端连接，所述T型网络通过一所述3dB电桥连接4个所述馈点中2个相邻的馈点，所述π型网络通过另一所述3dB电桥连接4个所述馈点中剩余的2个相邻的馈点以将所述输入端输入的电信号转换成幅值相等，相位依次相差90°的馈电信号输出。

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，姚凤薇，周春龙，刘平，
申请(专利权)人：上海旦迪通信技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31