本實用新型涉及四臂螺旋天線，特別涉及一種雙頻段高增益的四臂螺旋天線。

背景技術：

天線隨著科技的發(fā)展占據(jù)著越來越重要的地位。它作為實現(xiàn)無線電應用的關鍵設備，隨著航天、氣象、雷達及定位等無線電應用系統(tǒng)的發(fā)展而實現(xiàn)著重要作用。隨著中國北斗衛(wèi)星的發(fā)射，天線在我們的生活和工作中也得到了廣泛的應用，目前的四臂螺旋天線只能做到近似圓極化，需要通過增加其它部件增強其圓極化。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在解決上述問題，而提供一種具有完全圓極化特性的雙頻段高增益的四臂螺旋天線。

為解決上述問題，本實用新型提供了一種雙頻段高增益的四臂螺旋天線，包括同軸線，所述同軸線上部套設套筒巴倫，還設有圍繞同軸線旋轉設置的螺旋臂，所述螺旋臂包括第一螺旋臂、第二螺旋臂、第三螺旋臂和第四螺旋臂，所述第一螺旋臂和第二螺旋臂上端連接同軸線的外導體接地，所述第三螺旋臂和第四螺旋臂上端連接同軸線的內芯饋電。

將套筒巴倫只設置于同軸線的上段，套筒巴倫通過同軸線饋電，保證只在上方饋電，減少天線之間的相互影響。通過第一螺旋臂和第二螺旋臂連接同軸線的外導體接地，通過第三螺旋臂和第四螺旋臂上端連接同軸線的內芯饋電，可使電流在同軸線內外導體有相同的振幅和相反的相位，所以第一螺旋臂與第三螺旋臂可準確產生180度相位差，結合螺旋臂結構的自相移特性，第一螺旋臂和第四螺旋臂、第二螺旋臂和第三螺旋臂之間又可產生90度的相位差，故每兩個相鄰的螺旋臂之間均會準確地產生90度的相移，從而實現(xiàn)了天線的完全圓極化。

優(yōu)選的，所述第一螺旋臂、第二螺旋臂、第三螺旋臂和第四螺旋臂分別為四分之一波長的奇數(shù)倍。且四臂螺旋天線的頂端為開路設置，因此,電流可以限制在巴倫邊緣,這樣就形成開路的平衡-不平衡變換結構，這種結構不僅達到了一種平衡的饋電,而且提高了環(huán)境的適應性。

優(yōu)選的，所述套筒巴倫和同軸線設置于介質柱體的中心軸，所述螺旋臂貼附于介質柱體的表面。介質柱體用于固定套筒巴倫、同軸線和螺旋臂，同時不影響天線性能。

優(yōu)選的，所述螺旋臂的下端貼附介質柱體懸空設置。

優(yōu)選的，所述第一螺旋臂和第三螺旋臂的長度均短于第二螺旋臂和第四螺旋臂的長度。第一螺旋臂和第三螺旋臂對應下行頻段，第二螺旋臂和第四螺旋臂對應上行頻段，將第一螺旋臂和第三螺旋臂的長度設置為短于第二螺旋臂和第四螺旋臂的長度，實現(xiàn)雙頻段功能。

優(yōu)選的，所述第一螺旋臂和第三螺旋臂的長度短于B3頻點的諧振長度，從而產生感性輸入阻抗，通過調節(jié)其長度使之產生一個+45度的相位偏移，所述第二螺旋臂和第四螺旋臂的長度長于B3頻點的諧振長度，從而產生容性輸入阻抗，通過調節(jié)其長度使之產生一個-45度的相位偏移，這樣天線的兩個臂之間就會產生90度的相位差，形成圓極化。通過天線本身具有這種自相移結構特性使得天線具有圓極化特性，由于天線不需要添加其它的移相結構，可以大大減小天線的尺寸，較容易的實現(xiàn)了天線的小型化。

所述同軸線底部連接SMA接頭。通過SMA接頭與外部的移動終端等設備相連接，進行發(fā)射和接收信號。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：

本實用新型提供一種雙頻段高增益的四臂螺旋天線，分別通過同軸線的外導體和內芯進行接地和饋電形成開路的頂部設計，并通過只在上段設置套筒巴倫，套筒巴倫通過同軸線的內芯饋電，實現(xiàn)了平衡饋電，提高了環(huán)境的適用性，同時結合四臂螺旋天線的自相移特性、頂部開路、套筒巴倫頂部饋電、以及螺旋臂長度調節(jié)等結構設置，實現(xiàn)四臂螺旋天線的完全圓極化。同時對螺旋臂的長短設置使得天線工作在雙頻段，具有高增益的性能，實現(xiàn)收發(fā)一體的功能。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的雙頻段高增益的四臂螺旋天線結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例的雙頻段高增益的四臂螺旋天線頂部結構示意圖。

圖3是本實用新型實施例的雙頻段高增益的四臂螺旋天線回波損耗圖。

圖4是本實用新型實施例的雙頻段高增益的四臂螺旋上行頻段的二維方向圖。

圖5是本實用新型實施例的雙頻段高增益的四臂螺旋下行頻段的二維方向圖。

其中，1為同軸線，11為同軸線的外導體，12為同軸線的內芯，2為套筒巴倫，3為第一螺旋臂，4為第二螺旋臂，5為第三螺旋臂，6為第四螺旋臂。

具體實施方式

下列實施例是對本實用新型的進一步解釋和補充，對本實用新型不構成任何限制。

如圖1、2所示，一種雙頻段高增益的四臂螺旋天線，設置于圓柱形介質柱體7上，柱體中心設置同軸線1，同軸線1上端套設套筒巴倫2，設置四條螺旋臂旋轉設置貼附于介質柱體7表面，分別為第一螺旋臂3、第二螺旋臂4、第三螺旋臂5和第四螺旋臂6，第一螺旋臂3和第二螺旋臂4上端連接同軸線1的外導體11接地，第三螺旋臂5和第四螺旋臂6上端連接同軸線1的內芯12饋電。四條螺旋臂下端均懸空貼附于介質柱體7表面，同軸線1底部連接SMA接頭，同軸線1的內芯12底部直接與SMA接頭的內芯焊接。

四臂螺旋天線四支臂的長度與其波長有一定的關系，天線的螺旋臂長度是四分之一波長的偶數(shù)倍，則臂的終端是短路的；若通訊的螺旋臂長度是四分之一波長的奇數(shù)倍，則臂的終端是開路的。本實施例的四臂螺旋天線的頂端是開路，其螺旋臂長度是四分之一波長的奇數(shù)倍，如圖1，同軸線1從套筒巴倫2的中間穿過，其內芯12從頂部開始饋電，并從同軸線1的外導體接地，因此,電流可以限制在套筒巴倫2邊緣,這樣就形成開路的平衡-不平衡變換結構，這種結構不僅達到了一種平衡的饋電,而且提高了環(huán)境的適應性。

本實施例的四臂螺旋天線的其中的兩個螺旋臂取不同長度，第二螺旋臂4和第四螺旋臂6的長度比諧振長度稍長，從而產生容性輸入阻抗，通過調節(jié)其長度使之產生一個-45度的相位偏移；第一螺旋臂3和第三螺旋臂5的長度比諧振長度稍短，從而產生感性輸入阻抗，通過調節(jié)其長度使之產生一個+45度的相位偏移，這樣天線中相鄰的螺旋臂兩兩之間就會產生90度的相位差，形成完全圓極化效果。通過天線本身具有這種自相移結構特性使得天線具有圓極化特性，這種天線結構不需要添加其它的移相結構，可以大大減小天線的尺寸，較容易的實現(xiàn)了天線的小型化。

因此,如圖3、4、5所示，在四臂螺旋天線饋電工作時，電流在同軸線1內芯12和外導體11有相同的振幅和相反的相位，所以第一螺旋臂3與第三螺旋臂5可產生180°相位差。同時,由于天線自身結構可以實現(xiàn)自相移的原因，第一螺旋臂3和第四螺旋臂6之間、第二螺旋臂4和第三螺旋臂5之間又可以各自產生90度相位差，所以，每兩個相鄰臂都會產生有90°的相移，這樣就實現(xiàn)了天線的圓極化特性。由于天線的波長決定了螺旋臂的長度，上行頻段對應的螺旋臂的臂長較長，為第二螺旋臂4和第四螺旋臂6，下行頻段對應的螺旋臂的臂長較短，為第一螺旋臂3和第三螺旋臂5，實現(xiàn)雙頻段功能。在天線的下部通過SMA接頭與外部的移動終端等設備相連接，進行發(fā)射和接收信號的雙頻功能。通常下四臂螺旋天線增益在1～2dBi范圍內，采用此方式，四臂螺旋天線的增益達到2～4dBi，具有高增益性能。

以上為本實用新型的其中具體實現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些顯而易見的替換形式均屬于本實用新型的保護范圍。