[发明专利]一种自补螺旋天线及其作为反射器的用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种自补阿基米德螺旋天线，本发明还涉及该天线的用途。

背景技术

实际应用中的天线，由于用途和目的不同，比如关于信号的发射或接收方向性的要求不同，对各种参数有着不同的要求侧重点，这使得对天线的要求有所不同，而普通的平面螺旋天线常常不能满足人们的所有要求。虽然可以采用天线阵列的方法解决这个问题，但是这样一来，却大大增加了整个天线的口径和重量，同时也使得天线的封装困难，除此以外，还有可能要影响到天线的其它方面如天线座等的设计；同时，由于采用天线阵的方法，既要考虑天线之间在辐射特性上的连贯性，又要防止天线之间产生的各种干扰，从而使得整个产品的设计复杂化。

发明内容

本发明的目的是提供一种自补螺旋天线，以解决传统技术采用天线阵所带来的天线的封装困难、及防止天线之间产生的各种干扰使得整个天线的设计复杂化的缺陷。它由2n个螺旋天线臂1组成，每个螺旋天线臂1都为同样的阿基米德螺旋线形状，所述多个螺旋天线臂1的阿基米德螺旋线原点O都相同，多个螺旋天线臂1按顺时针或逆时针等角度排列，所述n为自然数，所述多个螺旋天线臂1所共在的面是内凹的抛物面且阿基米德螺旋线原点O位于抛物面的顶部中心。

本发明还提供了该自补螺旋天线作为反射器的用途，多个螺旋天线臂1所共在的抛物面的焦点作为辐射源的位置。

由于本发明的多个螺旋天线臂1共面于一个内凹的抛物面，因此不需要多个平面螺旋天线排成阵列来满足天线的方向性要求，解决了传统技术采用天线阵所带来的天线的封装困难、及防止天线之间产生的各种干扰使得整个天线的设计复杂化的缺陷。本发明既可以用为超宽带天线，也可以用为反射器。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图，图2是本发明的立体结构示意图，图3是实施方式一中第一种辐射带的电流方向示意图，图4是实施方式一中第二种辐射带的电流方向示意图，图5是实施方式二的示意图，图6是实施方式三的S11(反射损耗)图，其中输入阻抗是237欧姆；图7是实施方式三中两对相对臂之间反相馈电产生的和波束的波束仿真效果图，其中频率f＝4GHz；增益G＝6.538dB；图8是图7在XOY面远场增益极坐标上的图像；图9是实施方式三中两对相对臂之间同相馈电产生的差波束的波束仿真效果图，其中频率f＝4GHz；增益G＝3.886dB；图10为图9在XOY面远场增益极坐标上的图像，图11是自补螺旋天线作为反射器的波束方向三维立体示意图，其中频率f＝35GHz；增益G＝29.22dB；图12是自补螺旋天线作为反射器的远场极坐标系表示的天线波束方向示意图，其中频率f＝35GHz，θ＝90度；主瓣增益29.2dB，主瓣方向90度，半功率宽度5.3度，副瓣电平-24.9dB；图13是自补螺旋天线作为反射器的三角坐标系表示的天线远场方向示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图4具体说明本实施方式。本实施方式由2n个螺旋天线臂1组成，每个螺旋天线臂1都为同样的阿基米德螺旋线形状，所述多个螺旋天线臂1的阿基米德螺旋线原点O都相同，多个螺旋天线臂1按顺时针或逆时针等角度排列，所述n为自然数，所述多个螺旋天线臂1所共在的面是内凹的抛物面且阿基米德螺旋线原点O位于抛物面的顶部中心。

所述的螺旋天线臂1可以选择为2个、4个、6个或8个。两个相差180°的螺旋天线臂1组成一对螺旋天线相对臂，作为同一对中的两个螺旋天线相对臂同相馈电或同一对中的两个螺旋天线相对臂反相馈电，会激发两种模式，一种为差模式，一种为和模式，从而得到“差信号”和”和信号”，用于无源判向。

以螺旋天线臂1的数目为4个举例说明如下：对于阿基米德螺旋天线而言，四条曲线定义了两个螺旋导体元的边界。曲线的方程为：r＝aθ+b。r与θ分别为极坐标中的矢径与幅角，a和b为任意常数。a为螺旋增长率。四条曲线的a都一样，但是b不同。通常，第一个导体绕原点O旋转180度即成为第二个导体。如果b1和b2是决定螺旋天线一条臂的两条曲线的参量，则W＝|b1-b2|即是导体(或螺线元)的宽度。通常是使导体的宽度与导体间的距离相等，在这种情况下，a与W的关系是a＝2W/π。