一種小型寬頻帶螺旋天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種小型寬頻帶螺旋天線，包括介質(zhì)基板、饋電同軸電纜、印刷在介質(zhì)基板正面的螺旋線、印刷在介質(zhì)基板背面的匹配調(diào)節(jié)圓盤和環(huán)形微帶線，匹配調(diào)節(jié)圓盤的中心設(shè)置一個(gè)開孔，饋電同軸線的內(nèi)芯從匹配調(diào)節(jié)圓盤中心的開孔穿過介質(zhì)基板與螺旋線的中心相連，饋電同軸線的外芯與匹配調(diào)節(jié)圓盤連接在一起。還可在介質(zhì)基板正面的邊緣印刷一平面接地板，所述平面接地板通過若干金屬化過孔與所述環(huán)形微帶線相連。本實(shí)用新型可以覆蓋大范圍的頻段，支持GSM，DCS，CDMA等多個(gè)移動(dòng)通信制式，天線主體部分體積很小，實(shí)現(xiàn)了螺旋天線的小型化及寬帶化。
【專利說明】一種小型寬頻帶螺旋天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無線通信天線領(lǐng)域，特別涉及一種小型寬頻帶螺旋天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，通信系統(tǒng)對(duì)天線的要求越來越高。其中一個(gè)要求是寬頻帶，希望一副天線能夠同時(shí)支持多個(gè)制式的無線通信系統(tǒng)。另一個(gè)要求是小型化，天線小型化后帶來的好處之一是減小天線系統(tǒng)的體積，第二個(gè)好處是有利于安裝施工，另外，天線小型化后可以減小對(duì)公眾觀感造成的負(fù)面影響。
[0003]螺旋天線是一種常用的寬頻帶天線。但是，螺旋天線對(duì)于低頻應(yīng)用其面積過大，而且，為了對(duì)螺旋天線進(jìn)行饋電，需要一個(gè)寬頻帶的饋電網(wǎng)絡(luò)。一種典型的螺旋天線寬頻饋電網(wǎng)絡(luò)是漸變線巴倫。漸變線巴倫一般與螺旋平面垂直，由于其長度較大，因此漸變線巴倫饋電的螺旋天線縱向體積較大。而且，巴倫饋電的螺旋天線安裝固定不方便。
[0004]傳統(tǒng)螺旋天線的另一個(gè)問題是無法實(shí)現(xiàn)對(duì)方向圖的靈活控制。螺旋天線的參數(shù)由螺旋曲線方程計(jì)算得到，螺旋曲線固定后，螺旋天線的方向圖也就固定了，對(duì)于螺旋天線的不圓度、軸比等指標(biāo)無法調(diào)整。
[0005]螺旋天線在水平方向上的輻射為全向輻射。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，希望天線既擁有大的帶寬和小的體積，在水平面上又能向某個(gè)特定的方向進(jìn)行輻射，即在水平面上擁有定向的輻射性能。在移動(dòng)通信室內(nèi)分布系統(tǒng)中，水平定向輻射天線可以用作定向吸頂天線或定向壁掛天線。使螺旋天線產(chǎn)生水平定向輻射方向圖的一種方法是在天線側(cè)面增加一個(gè)金屬擋板，使電磁波遇到金屬擋板后向相反的方向反射，從而產(chǎn)生定向的方向圖。但是這需要增加額外的金屬擋板，且金屬擋板需要一定的高度，因此不利于天線的小型化。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為解決以上所述技術(shù)問題，本實(shí)用新型旨在提供一種小型寬頻帶螺旋天線，在小的體積內(nèi)提供大的帶寬，且在水平面上可實(shí)現(xiàn)全向輻射或定向輻射。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種小型寬頻帶螺旋天線，包括介質(zhì)基板、饋電同軸線、印刷在介質(zhì)基板正面的螺旋線、印刷在介質(zhì)基板背面的匹配調(diào)節(jié)圓盤和環(huán)形微帶線，匹配調(diào)節(jié)圓盤的中心設(shè)置一個(gè)開孔，饋電同軸線的內(nèi)芯從匹配調(diào)節(jié)圓盤中心的開孔穿過介質(zhì)基板與螺旋線的中心相連，饋電同軸線的外芯與匹配調(diào)節(jié)圓盤連接在一起。
[0008]而且，所述匹配調(diào)節(jié)圓盤的直徑小于螺旋線最外圈直徑的一半。
[0009]而且，所述環(huán)形微帶線的外徑大于螺旋線最外圈的外徑，且小于螺旋線次外圈的外徑。
[0010]而且，所述介質(zhì)基板正面的邊緣印刷有平面接地板，平面接地板通過若干金屬化過孔與環(huán)形微帶線相連。
[0011]而且，所述平面接地板的形狀為弧形。
[0012]本實(shí)用新型提供了一種小型化、低成本的寬頻帶螺旋天線。該天線可以通過設(shè)置不同的方向圖控制結(jié)構(gòu)在水平面上實(shí)現(xiàn)全向或者定向的輻射性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本實(shí)用新型應(yīng)用實(shí)例尺寸示意圖；
[0019]【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型技術(shù)方案。
[0021]參見圖1至圖3，本實(shí)用新型的第一實(shí)施例所提供螺旋天線由介質(zhì)基板1，印刷在介質(zhì)基板I正面的螺旋線2，印刷在介質(zhì)基板I背面的匹配調(diào)節(jié)圓盤3和環(huán)形微帶線4，以及用于對(duì)螺旋天線進(jìn)行饋電的饋電同軸線5組成。實(shí)施例中，介質(zhì)基板I采用圓形板，匹配調(diào)節(jié)圓盤3、環(huán)形微帶線4、螺旋線2與介質(zhì)基板I同心，匹配調(diào)節(jié)圓盤3處于介質(zhì)基板I背面的中心，環(huán)形微帶線4處于介質(zhì)基板I背面的邊緣。螺旋線2的中心起點(diǎn)在圖中標(biāo)記為中心8，最外圈標(biāo)記為10，次外圈標(biāo)記為11。饋電同軸線5包括內(nèi)芯7和外芯9，外芯9包裹內(nèi)芯7。匹配調(diào)節(jié)圓盤3的中部設(shè)置一個(gè)開孔6，內(nèi)芯7 (即饋電電纜的內(nèi)導(dǎo)體)從該開孔6穿過介質(zhì)基板I與螺旋線的中心8連接在一起。外芯9 (即饋電電纜的外導(dǎo)體)與匹配調(diào)節(jié)圓盤3連接在一起。
[0022]匹配調(diào)節(jié)圓盤3的大小和位置對(duì)匹配性能起著關(guān)鍵作用。通過改變匹配調(diào)節(jié)圓盤3的直徑及位置，可以使螺旋天線在寬帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)匹配。本實(shí)用新型進(jìn)一步建議，匹配調(diào)節(jié)圓盤3的直徑不能超過螺旋線最外圈10直徑的一半，否則匹配性能惡化，實(shí)現(xiàn)不了寬帶匹配。相對(duì)于采用巴倫饋電的螺旋天線，本實(shí)用新型的匹配結(jié)構(gòu)與輻射結(jié)構(gòu)位于同一介質(zhì)基板I上，大大減小了天線的體積。
[0023]印刷在介質(zhì)基板I背面的環(huán)形微帶線4起控制螺旋天線方向圖的作用。通過改變環(huán)形微帶線4的外徑和內(nèi)徑，可以調(diào)節(jié)螺旋天線的方向圖的不圓度以及軸比。本實(shí)用新型進(jìn)一步建議環(huán)形微帶線4的外徑大于螺旋線最外圈10的外徑，環(huán)形微帶線4的內(nèi)徑小于螺旋線次外圈11的外徑，在這種情況下，環(huán)形微帶線4既可以有效地調(diào)節(jié)螺旋天線的輻射性能，又不影響螺旋天線的阻抗匹配。
[0024]本實(shí)用新型的第二實(shí)施例是為了提供一種在水平面上具有定向輻射的螺旋天線。參見圖4和圖5，本實(shí)用新型的第二實(shí)施例在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，包括在介質(zhì)基板I正面的邊緣設(shè)置了一個(gè)平面接地板12，可通過印刷設(shè)置。平面接地板12通過若干金屬化過孔13與介質(zhì)基板I背面的環(huán)形微帶線4相連。平面接地板12與螺旋線2之間隔開一定的距離。優(yōu)選的，平面接地板12與螺旋線2之間的距離小于四分之一個(gè)中心工作頻率波長。平面接地板12，金屬化過孔13和環(huán)形微帶線4 一起構(gòu)成定向螺旋天線的方向圖控制結(jié)構(gòu)，使螺旋天線的輻射方向圖在水平面上發(fā)生偏移，從而實(shí)現(xiàn)定向輻射。當(dāng)平面接地板12為弧形時(shí)，通過調(diào)整平面接地板12的位置及內(nèi)外徑，可以較小面積的水平接地結(jié)構(gòu)使方向圖偏轉(zhuǎn)。相對(duì)于采用獨(dú)立金屬板實(shí)現(xiàn)天線定向輻射的方式，本實(shí)用新型的方向圖控制結(jié)構(gòu)與輻射結(jié)構(gòu)位于同一介質(zhì)基板上，從而減小了天線的體積。
[0025]參見圖6，作為本實(shí)用新型的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，本實(shí)用新型可以覆蓋806-2500MHZ頻段，支持GSM，DCS, CDMA等多個(gè)移動(dòng)通信制式，天線主體部分體積僅為114X114X2_ (圖中記天線直徑為Φ114.0000)，實(shí)現(xiàn)了螺旋天線的小型化及寬帶化。
[0026]盡管上文對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不局限于此，本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本實(shí)用新型原理所作的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種小型寬頻帶螺旋天線，其特征在于:包括介質(zhì)基板、饋電同軸線、印刷在介質(zhì)基板正面的螺旋線、印刷在介質(zhì)基板背面的匹配調(diào)節(jié)圓盤和環(huán)形微帶線，匹配調(diào)節(jié)圓盤的中心設(shè)置一個(gè)開孔，饋電同軸線的內(nèi)芯從匹配調(diào)節(jié)圓盤中心的開孔穿過介質(zhì)基板與螺旋線的中心相連，饋電同軸線的外芯與匹配調(diào)節(jié)圓盤連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型寬頻帶螺旋天線，其特征在于:所述匹配調(diào)節(jié)圓盤的直徑小于螺旋線最外圈直徑的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型寬頻帶螺旋天線，其特征在于:所述環(huán)形微帶線的外徑大于螺旋線最外圈的外徑，且小于螺旋線次外圈的外徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種小型寬頻帶螺旋天線，其特征在于:所述介質(zhì)基板正面的邊緣印刷有平面接地板，平面接地板通過若干金屬化過孔與環(huán)形微帶線相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種小型寬頻帶螺旋天線，其特征在于:所述平面接地板的形狀為弧形。
【文檔編號(hào)】H01Q9/27GK203377376SQ201320492503
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】曾偉, 石萌, 劉奇, 熊南金 申請(qǐng)人:武漢虹信通信技術(shù)有限責(zé)任公司