[实用新型]复合加载的平面螺旋天线

说明书

所属领域

本实用新型涉及一种天线，特别是涉及一种复合加载的平面螺旋天线。

背景技术

现有的平面螺旋天线的螺旋曲线方程一般为平面等角螺旋曲线或者阿基米德平面螺旋曲线。其螺旋口径参数为：螺旋线的外径D取决于下限频率对应的波长λ_max，一般应该保证其周长C＝πD≥1.25λ_max；螺旋线的内径2r₀也就是两馈电点之间的距离，一般应取2r₀＜λ_min/4，λ_min为上限工作频率对应的波长。而工程应用中，螺旋线的最小内径往往受实际馈电点的约束，也就是馈电点的间距远小于实际需要的最小距离。因此，现有平面螺旋天线常规参数的选取会带来两个问题：一是外径有最小尺寸要求，不利于天线的小型化设计；二是馈电点到所需要的最小内径传输路径过长，势必带来不必要的传输损耗。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种复合加载的平面螺旋天线，通过蝶形加载、锯齿加载等复合加载方式，使天线克服上述的问题，实现平面螺旋天线的小型化，提高平面螺旋天线的带宽及工作性能。

本实用新型采取的技术方案是：

提供一种复合加载的平面螺旋天线，包括，印刷电路板；蝶形天线，蚀刻于印刷电路板正面，包括呈中心对称的二扇形，该二扇形顶点处的印刷电路板上各设有一与二扇形分别电性连接的馈电点；螺旋天线，蚀刻于印刷电路板正面，包括呈中心对称的二螺旋辐射体，所述螺旋辐射体分别与蝶形天线的扇形外弧曲线平滑连接，螺旋辐射体的外围设有加载段；金属反射腔，腔体呈圆柱形设置于印刷电路板背面，腔体底部安装一射频接插件；馈电线，一端与蝶形天线上的二馈电点相连接，另一端通过射频接插件固定在金属反射腔的底部。

进一步，所述蝶形天线二扇形的顶角角度为60°-150°。

所述螺旋天线的螺旋辐射体形态为阿基米德螺旋曲线，圈数为10～20圈。

所述螺旋天线的螺旋辐射体加载段是带有锯齿形曲折的螺旋曲线。

所述金属反射腔的内径不小于螺旋天线的外径。

所述馈电线为切比雪夫同轴渐变馈电线。

所述射频接插件采用SMA座或N型座。

本实用新型的主要优点是：

如上述结构，螺旋天线的螺旋辐射体外围设有加载段，所述加载段是在螺旋辐射体的螺旋方程上间隔增加一个小的增量函数(如锯齿形加载)，使光滑的螺旋曲线变成曲折线，从而增大了螺旋天线的有效周长，减小螺旋天线的外径尺寸，更有利于天线的小型化。

如上述结构，螺旋天线的起始段连接有蝶形天线，由于蝶形天线和螺旋天线本身都属于宽频带天线，容易实现天线端口的阻抗匹配，并且使天线获得更宽的工作频带。本实用新型平面螺旋天线的工作频带为400MHz～2000MHz，带宽达到了5∶1，远大于传统的圆柱背腔螺旋2∶1带宽。

如上述结构，在馈电点与螺旋天线之间采用蝶形天线加载，可以避免传统天线的馈电点到螺旋天线的螺旋辐射体起始点之间传输路径太长的弊端，减小传输损耗，同时，馈电线可以采用切比雪夫同轴渐变馈电线进行平衡变换，因此，本天线的典型电压驻波比能够小于1.5，天线工作性能好。同时，由于印刷电路板的背面设有金属反射腔，保证了天线的单向辐射性能，且螺旋天线设置有加载段增大了天线低频段对应的周长，提高了本天线在低频段的信号增益，从而能够提高天线的平均增益，本天线在全频段的平均增益能够达到5dBic。

附图说明

图1是本实用新型复合加载的平面螺旋天线的结构示意图；

图2是本实用新型复合加载的平面螺旋天线印刷电路板正面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的结构特征。

参见图1、图2所示，本实用新型复合加载的平面螺旋天线，它包括：印刷电路板1；蝶形天线2，蚀刻于印刷电路板1正面，包括呈中心对称的二扇形，该二扇形顶点处的印刷电路板1上各设有一与二扇形分别电性连接的馈电点101、102；螺旋天线3，蚀刻于印刷电路板1正面，包括呈中心对称的二螺旋辐射体，所述螺旋辐射体分别与蝶形天线2的扇形外弧曲线平滑连接，螺旋辐射体的外围设有加载段301；金属反射腔4，腔体呈圆柱形设置于印刷电路板1背面，腔体底部安装一射频接插件5；馈电线6，一端与位于蝶形天线2上的二馈电点101、102相连接，另一端通过射频接插件5固定在金属反射腔4的底部。

进一步，所述蝶形天线2二扇形的顶角角度为60°-150°。