[发明专利]多线螺旋天线

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2015年8月28日提交的题目为“MULTI-FILAR HELICAL ANTENNA(多线螺旋天线)”的美国专利申请No.14839192的优先权，该美国专利申请通过参引以整体复制的方式并入本文中。

技术领域

本文描述的实施方式总体上涉及螺旋天线领域，并且更具体地涉及多线螺旋天线。

背景技术

多线螺旋天线通常用来实现天线分集，并且多线螺旋天线已经应用于诸如陆地移动卫星(LMS)通信和其他卫星通信及导航系统之类的应用。与传统天线比如单极天线相比，多线螺旋天线的优点包括增大的容量、天线元件之间的低相关性以及减小的尺寸和空间。多线螺旋天线通常利用位于设置在天线元件的螺旋件下方的水平印刷电路板上的馈送网络来进行调谐。这通常需要额外的空间并且通常增大了总体天线设计的成本和复杂性。

因此，需要一种改进的多线螺旋天线。

发明内容

根据一个方面，提供了一种多线螺旋天线，该多线螺旋天线包括沿着纵向轴线延伸的螺旋的辐射元件。辐射元件包括：长形的本体，该长形的本体具有自由的第一端部和与第一端部相反的第二端部，第二端部构造成联接至馈送端口；以及尾部构件，该尾部构件在第二端部处延伸远离本体。尾部构件的几何形状被选定成用于实现下述各者中的至少一者：改变辐射元件的阻抗；以及加宽天线的谐振带宽。

在一些示例性实施方式中，尾部构件可以沿着本体的螺旋路径延伸。

在一些示例性实施方式中，尾部构件可以沿着大致垂直于纵向轴线的方向延伸。

在一些示例性实施方式中，尾部构件可以包括第一臂和与第一臂间隔开的至少一个第二臂。

在一些示例性实施方式中，第一臂可以大致平行于所述至少一个第二臂。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个第二臂和第一臂中的至少一者可以包括第一部段和第二部段，第一部段相对于第二部段成角度。

在一些示例性实施方式中，第一臂可以包括第一部段和第二部段，第一部段大致平行于所述至少一个第二臂，第二部段大致垂直于所述至少一个第二臂。

在一些示例性实施方式中，尾部构件的几何形状可以通过调节下述各者中的至少一者来选定：尾部构件的大小、尾部构件的长度、尾部构件的宽度、尾部构件的高度、尾部构件的曲率、尾部构件相对于纵向轴线的角度、尾部构件与其中设置馈送端口的导电表面之间的距离、尾部构件的臂的数目、尾部构件的臂之间的间隔、尾部构件的每个臂的角度、尾部构件的每个臂的厚度、尾部构件的每个臂的宽度以及尾部构件的每个臂的高度。

在一些示例性实施方式中，辐射元件还可以包括定位构件，该定位构件沿着大致平行于纵向轴线的方向延伸远离第二端部，定位构件的端部部分构造成紧固至导电表面以与设置在该导电表面中的馈送端口连接，第二端部定位在导电表面上方的给定距离处，并且辐射元件经由馈送端口在导电表面上方的该给定距离处被进行馈送。

在一些示例性实施方式中，天线还可以包括馈送件，该馈送件包括印刷电路板构件，该印刷电路板构件构造成紧固至导电表面以与设置在该导电表面中的馈送端口连接，印刷电路板构件在其外表面上设置有电传输线，该电传输线沿着大致平行于纵向轴线的方向延伸远离印刷电路板构件，传输线构造成在导电表面上方的给定距离处接触第二端部，以在导电表面上方的该给定距离处对辐射元件进行馈送。

在一些示例性实施方式中，天线可以包括第一组多个辐射元件。

在一些示例性实施方式中，天线还可以包括第二组多个辐射元件，所述第一组多个辐射元件中的各辐射元件彼此间隔开第一角距离，并且所述第二组多个辐射元件中的各辐射元件彼此间隔开与第一角距离相等的第二角距离。

在一些示例性实施方式中，辐射元件可以围绕纵向轴线沿右旋方向和左旋方向中的一者缠绕。

在一些示例性实施方式中，所述第一组多个辐射元件可以定位在距纵向轴线的第一径向距离处，并且所述第二组多个辐射元件可以定位在距纵向轴线的第二径向距离处，第二径向距离小于第一径向距离。

在一些示例性实施方式中，所述第一组多个辐射元件可以定位在距纵向轴线的第一径向距离处，并且所述第二组多个辐射元件可以定位在距纵向轴线的第二径向距离处，第二径向距离等于第一径向距离，并且所述第一组多个辐射元件和所述第二组多个辐射元件围绕纵向轴线交替地缠绕。

在一些示例性实施方式中，辐射元件可以依循选自多面体、柱形形状、球形形状和锥形形状中的形状。