[發(fā)明專利]一種小型化寬帶螺旋天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510443332.1
• 申請日: 2015-07-18
• 公開（公告）號: CN105098340B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃丘林;鮑健慧;王新懷;魏峰;史小衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué);西安中電科西電科大雷達(dá)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新研究院有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種小型化寬帶螺旋天線，它包含整體為中空管狀結(jié)構(gòu)的金屬腔(4)，該金屬腔(4)的內(nèi)壁上設(shè)置有第一吸波材料層(3)，其內(nèi)部設(shè)置有饋電巴倫(5)，所述金屬腔(4)的上端面處固定有天線層(1)，其下端面處固定有金屬后蓋(6)，所述天線層(1)的底部設(shè)置有第二吸波材料層(2)，所述的饋電巴倫(5)的頂部向上延伸出與平面螺旋天線(9)接觸的饋電縫隙(11)，其底部設(shè)有饋電接頭(7)。本發(fā)明采用平面螺旋天線和層狀吸波材料構(gòu)成輻射器，并在金屬腔內(nèi)壁貼層狀吸波材料，同時實現(xiàn)了寬帶、圓極化和小型化設(shè)計；有效減小饋電巴倫和輻射器之間的反射，改善天線的駐波特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波與天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小型化寬帶螺旋天線。

背景技術(shù)

隨著超寬帶通信技術(shù)、通信偵察和電子戰(zhàn)技術(shù)的不斷發(fā)展，小型化寬帶圓極化螺旋天線越來越受到關(guān)注。在這些應(yīng)用系統(tǒng)中一般都要求天線同時具有數(shù)個倍頻程的帶寬、良好的圓極化特性以及小型化特征。

作為一種非頻變天線，螺旋天線在此類天線的設(shè)計上得到廣泛應(yīng)用，平面等角螺旋天線和阿基米德螺旋天線是兩種基本的平面螺旋天線。在許多設(shè)計要求中一般都希望螺旋天線同時滿足寬頻帶、圓極化和小型化特征。在公告號為CN103956581A“一種阿基米德螺旋天線制作方法”的專利中，通過指數(shù)螺卷線和正弦波曲折臂阿基米德螺旋線的綜合設(shè)計使平面螺旋天線小型化，天線口徑僅為0.28個最大工作波長。然而，該天線在低頻段和高頻段的增益很低，有待進(jìn)一步改進(jìn)。在公告號為CN104022360A“復(fù)合結(jié)構(gòu)平面螺旋天線”的專利中，將平面等角螺旋天線和阿基米德螺旋天線相結(jié)合，從而在2～18GHz的頻帶內(nèi)實現(xiàn)圓極化和小型化，天線口徑為0.33個最大工作波長。然而，該天線沒有使用反射腔，在實際中并不好應(yīng)用，若加上反射腔，其尺寸會有所增加。同時，該天線在高頻段方向圖畸變嚴(yán)重，只能在較小的角度范圍內(nèi)保持較低的軸比。在公告號為CN101394020A“帶背腔的超寬帶平面螺旋天線”的專利中，采用拋物面曲面的金屬背腔設(shè)計超寬帶的平面螺旋天線，在較寬的頻帶是實現(xiàn)了高增益，但是并沒有對天線的圓極化特性進(jìn)行討論，也沒有討論天線的小型化問題。在公告號為CN201570581U“一種超寬帶圓極化天線”的專利中，采用阿基米德螺旋線結(jié)構(gòu)的輻射器，反射腔內(nèi)壁覆蓋錐尖狀吸波材料，在反射腔底部覆蓋圓臺狀吸波材料，從而解決了阿基米德螺旋天線的后向輻射和輻射效率問題。但是，該天線尺寸較大，未考慮天線的小型化問題。在公告號為CN103490153A“超小型超寬帶螺旋天線”的專利中，采用平面螺旋線和縱向螺旋線，兩種螺旋線上采用電阻與金屬腔相連，并在反射腔中填充圓臺狀吸波材料，兼顧了寬帶化、圓極化和小型化。然而，該天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制作難度大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種小型化寬帶螺旋天線，它能有效地解決背景技術(shù)中所存在的問題。

為了解決背景技術(shù)中所存在的問題，它包含整體為中空管狀結(jié)構(gòu)的金屬腔4，該金屬腔4的內(nèi)壁上設(shè)置有第一吸波材料層3，其內(nèi)部設(shè)置有饋電巴倫5，所述金屬腔4的上端面處固定有天線層1，其下端面處固定有金屬后蓋6，所述天線層1的底部設(shè)置有第二吸波材料層2，所述的饋電巴倫5的頂部向上延伸出與平面螺旋天線9接觸的饋電縫隙11，其底部設(shè)有饋電接頭7，所述饋電接頭7的另一端延伸出金屬后蓋6，所述的天線層1整體由介質(zhì)材料加工制作而成，其內(nèi)部設(shè)置有平面螺旋天線9，所述的饋電縫隙11位于天線層1的中部，該饋電縫隙11的兩側(cè)與平面螺旋天線9的端部的梯形過渡結(jié)構(gòu)10接觸；所述的金屬后蓋6整體為一個盤片式結(jié)構(gòu)，其上頂面向上延伸出與其同心的圓柱環(huán)21，該圓柱環(huán)21上徑向開設(shè)有槽20；所述的饋電巴倫5整體為由介質(zhì)材料加工制作而成，其內(nèi)部設(shè)置有與其同心的指數(shù)指數(shù)漸變地結(jié)構(gòu)17，其中部設(shè)有與其同心的指數(shù)漸變微帶結(jié)構(gòu)18，所述指數(shù)漸變地結(jié)構(gòu)17在不平衡端設(shè)置有矩形金屬層19，該矩形金屬層19的兩端向饋電巴倫5的兩側(cè)延展至其邊緣處附近。