[發(fā)明專(zhuān)利]支撐介質(zhì)以及螺旋天線(xiàn)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011156062.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112397890B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉穎;葉君永;郭崢;何清明;朱海冰;李培;左樂(lè);李智
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q1/38
• 分類(lèi)號(hào): H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q11/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明涉及天線(xiàn)領(lǐng)域，旨在解決現(xiàn)有寬帶圓極化天線(xiàn)小型化困難、方向圖質(zhì)量較差的問(wèn)題，提供支撐介質(zhì)以及螺旋天線(xiàn)及其制造方法。螺旋天線(xiàn)包括支撐介質(zhì)、螺旋輻射器、饋電網(wǎng)絡(luò)和寬帶漸變阻性加載器。支撐介質(zhì)包括錐殼和柱殼，螺旋輻射器為由對(duì)稱(chēng)的兩條螺旋臂構(gòu)成的螺旋結(jié)構(gòu)；饋電網(wǎng)絡(luò)位于支撐介質(zhì)的內(nèi)部；寬帶漸變阻性加載器設(shè)置在支撐介質(zhì)的柱殼的內(nèi)壁處，且在從其靠近錐殼錐頂一端到另一端的方向上，寬帶漸變阻性加載器的阻值逐漸增大。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)變錐角設(shè)計(jì)/錐柱復(fù)合設(shè)計(jì)/寬帶漸變阻性加載器設(shè)計(jì)，解決了天線(xiàn)增益分段調(diào)節(jié)、尺寸小型化的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及支撐介質(zhì)以及螺旋天線(xiàn)及其制造方法。

背景技術(shù)

為了獲得單向輻射特性，可以將等角螺旋繞在一個(gè)圓錐上，這樣就構(gòu)成了圓錐螺旋天線(xiàn)。圓錐螺旋天線(xiàn)屬于非平面結(jié)構(gòu)的螺旋天線(xiàn)，是一種典型的寬帶、圓極化天線(xiàn)，不用反射腔或反射面就可以獲得單方向輻射，天線(xiàn)的輻射方向主要朝向圓錐的頂端方向。圓錐螺旋天線(xiàn)除了超寬帶特性外，還具有方向圖前后比好、增益恒定及寬角軸比好等優(yōu)點(diǎn)。

圓錐螺旋天線(xiàn)在實(shí)現(xiàn)及小型化設(shè)計(jì)方面有較大的困難：

(1)圓錐螺旋天線(xiàn)的有效輻射區(qū)基本上在周長(zhǎng)約為一個(gè)波長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)頻率變化時(shí)，有效輻射區(qū)沿軸向前后移動(dòng)，頻率高時(shí)向錐頂方向移動(dòng)，頻率低時(shí)則向錐底方向移動(dòng)，使天線(xiàn)具有寬帶特性。工作帶寬主要是受到圓錐錐頂和錐底直徑的限制，低頻工作頻率受錐底直徑限制，縮小天線(xiàn)尺寸會(huì)直接造成圓極化性能惡化、帶寬減小，導(dǎo)致天線(xiàn)小型化較為困難；

(2)圓錐螺旋天線(xiàn)增益及方向圖由錐角及螺旋角共同決定，對(duì)于給定的錐角及螺旋角，增益往往不可調(diào)節(jié)；

(3)傳統(tǒng)的圓錐螺旋天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)方式為，將錐形介質(zhì)支撐開(kāi)槽，圓柱形金屬線(xiàn)條纏繞在介質(zhì)槽中，但由于圓錐螺旋天線(xiàn)為行波天線(xiàn)，其表面波電流較強(qiáng)，表面電流進(jìn)入介質(zhì)支撐后會(huì)產(chǎn)生較大損耗，并在金屬與介質(zhì)交界面產(chǎn)生反射，使天線(xiàn)方向圖產(chǎn)生畸變，增益降低。

在2018年授權(quán)專(zhuān)利號(hào)為CN104134858B的專(zhuān)利“一種環(huán)耦合的寬帶小型化圓錐螺旋天線(xiàn)”中，提出了一種采用指數(shù)漸變雙面微帶線(xiàn)饋電、底部增加耦合環(huán)的圓錐螺旋天線(xiàn)，在底部增加耦合環(huán)后可改善天線(xiàn)匹配。但是螺旋直徑由錐角及低端工作頻率決定，天線(xiàn)尺寸較大。指數(shù)漸變雙面微帶線(xiàn)并不能達(dá)到完全平衡，天線(xiàn)方向圖在寬帶工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生歪頭。耦合環(huán)本身屬于窄帶結(jié)構(gòu)，其自身工作頻段不寬，無(wú)法在較寬的頻帶上實(shí)現(xiàn)耦合匹配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供支撐介質(zhì)以及螺旋天線(xiàn)及其制造方法，以解決現(xiàn)有寬帶圓極化天線(xiàn)小型化困難、方向圖質(zhì)量較差的問(wèn)題。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種螺旋天線(xiàn)，其包括支撐介質(zhì)、螺旋輻射器、饋電網(wǎng)絡(luò)和寬帶漸變阻性加載器；

所述支撐介質(zhì)為中空的殼狀結(jié)構(gòu)，其包括相互連接的錐殼和柱殼；所述支撐介質(zhì)的外表面為由圓錐面和連接于圓錐面大端之下的圓柱面構(gòu)成的支撐面；

所述螺旋輻射器為由對(duì)稱(chēng)的兩條螺旋臂構(gòu)成的螺旋結(jié)構(gòu)，且所述螺旋輻射器包括圓錐螺旋線(xiàn)段和連接在圓錐螺旋線(xiàn)段后端的柱狀螺旋線(xiàn)段；所述圓錐螺旋線(xiàn)段附著于所述支撐介質(zhì)的圓錐面上、所述柱狀螺旋線(xiàn)段附著于所述支撐介質(zhì)的圓柱面上；

所述饋電網(wǎng)絡(luò)位于殼狀的所述支撐介質(zhì)的內(nèi)部，且所述饋電網(wǎng)絡(luò)的一端電連接于所述圓錐螺旋線(xiàn)段的錐端、另一端用于連接外接電路；

所述寬帶漸變阻性加載器設(shè)置在所述支撐介質(zhì)的柱殼的內(nèi)壁處，且在從其靠近錐殼錐頂一端到另一端的方向上，所述寬帶漸變阻性加載器的阻值逐漸增大。

本方案各實(shí)施方式至少具有以下技術(shù)效果之一：

1)采用寬帶平衡器饋電網(wǎng)絡(luò)饋電，相比傳統(tǒng)的漸變微帶線(xiàn)饋電方式，提高了饋電處的平衡度，使天線(xiàn)方向圖旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)；