[发明专利]螺旋型天线

说明书

本申请要求1999年8月31日在日本专利局申请、分配号为11-246433、题为“螺旋型天线”的专利申请的优先权，这里把该申请的内容包括进来，以供参考。

本发明总的说来涉及一种天线特别是螺旋型天线的结构。

卫星电话地面基地台(以下简称卫星电话)经常采用圆极化过的电磁波的BS(广播卫星)天线。这类天线为了从太空中的多颗卫星获取无线电波需要在广角范围内有均匀的天线增益。图6示出了天线方位图中的天线增益。图6要求天线31的天线方位图中垂直于地面方向的天线增益G1应与大约60度小仰角下的天线增益G2大致相等。由于在广角范围内天线增益均匀，因而无论卫星32处在什么位置天线31都能取得几乎不变的天线增益，从而可以用卫星32进行高质量的通信。

鉴于卫星通信通常采用圆极化过的电磁波进行，因而除螺旋型天线外一般采用锥形天线、接插式天线和锥形螺旋天线。日本专利公报5-251921公开了一种锥形螺旋天线，这里把该专利的内容包括进来，以供参考。该专利的锥形螺旋天线是蚀刻绝缘圆锥体上的铜膜形成螺旋形线圈制取的，这样可减小天线的体积和扩大天线的工作频带。但由于锥形天线、接插式天线和锥形螺旋天线都很贵，因而一般采用螺旋型天线，特别是四线式螺旋型天线，为的是缩短天线的长度。最近，装有卫星电话或卫星通信流动电话的四线式螺旋型天线的汽车已广泛投入使用。图7示出了装有四线式螺旋型天线的汽车。

然而，四线式螺旋型天线与其它天线相比，要提高小仰角下的天线增益更困难。因此，卫星处在小仰角位置时，卫星电话不可能进行高质量的通信。此外，四线式螺旋型天线如图7中所示附在汽车车架(或铁板)上时，车架起天线接地板的作用。就是说，无线电波到达天线时，天线上出现感应电压，因而会从天线发射出再发射的电磁波，作为天线电流的零相序电流会在车架上流动，有可能使天线装置的天线方位图或天线方位图的垂直轴比出现混乱，从而难以在广角范围内得到均匀的天线增益，引起通信上的差错。

因此，本发明的目的是提供一种结构简单、即使在小仰角下也能得到均匀的天线增益、且天线方位图即使在天线装在汽车车架上时也不会受影响的四线式螺旋型天线。

为达到上述和其它目的，本发明提供了一种供与卫星通信的螺旋型天线。这种螺旋型天线包括一个介于天线体与卫星终端之间的圆锥体，圆锥体的至少一个表面由金属制成，天线体向卫星发送和从卫星接收无线电波，卫星终端向天线体发送和从天线体接收无线电波。圆锥体反射天线体的无线电波。通过将圆锥体配置在天线体与卫星终端之间，可以有效地将天线体的无线电波反射到圆锥体上，从而得出所要求的天线方位图。

最好是，天线体上以螺旋形式形成有天线导线，圆锥体以一定角度形成锥形，从而均匀反射天线体的无线电波。圆锥体固定在天线体的一端，以使圆锥体的锥角相对于天线体的轴线均匀配置。这样做可以使天线增益即使在较小的仰角下也保持不变。

圆锥体的锥角最好取得使天线体的天线方位图的天线增益即使在与水平线成30度左右的仰角下也不小于预定值。就是说，通过选取圆锥体的最佳锥角可以使天线增益即使在与水平线形成的仰角小到30度左右时也几乎不衰减。在这方面，若锥角相对于圆锥体的虚拟轴线取30度，天线增益也可以不衰减到5分贝以下。

圆锥体的锥角最好取得使天线的无线电波在螺旋型天线附在地面上时也不反射到地面上。就是说，以一定角度形成锥形的圆锥体有效地反射了天线体的无线电波。因此，即使当螺旋型天线装在汽车的车架上时，天线的无线电波的零相序电流也会在车架上流动，从而避免了天线的方位图混乱。此外，通过确定一定天线增益所需要的锥角，可以使天线的无线电波同时反射，解决了接地问题。

天线体和圆锥体最好形成一个整体，圆锥体的锥形部分敷有通过升华逸散到其上的金属，这样做可以提高生产率。

最好是，通过在绝缘棒上蚀刻、印刷或焙烧来制取包括一定图形配线的天线导线，这样做可以进一步提高生产率和降低成本。此外，通过将本发明应用于四线式螺旋型天线，可以更有效地保持天线增益和解决接地问题。

结合附图阅读下面的详细说明可以更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特点和优点。附图中：

图1A是本发明一个实施例的附在形成圆柱体的杆上的一个四线式螺旋形天线的侧视图；

图1B是图1A所示四线式螺旋型天线的底视图；

图2是一般四线式螺旋型天线的电路图；

图3A是装有一般四线式螺旋型天线的卫星电话的示意图；