[发明专利]一种螺旋柱面天线

说明书

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种螺旋柱面天线，适用于物联网、移动通信应用，包括螺旋柱面、金属盘、金属地、馈电线和短路线，螺旋柱面垂直设置在金属地上，螺旋柱面由金属薄片绕垂直于金属地的直立中心轴等间距的螺旋状卷曲形成，金属盘设置在螺旋柱面的顶端，金属盘与金属地平行，金属盘与螺旋柱面电连接，金属盘的面积大于螺旋柱面的横截面面积，在螺旋柱面的内部设置有缺口，馈电线和短路线均设置在螺旋柱面的底端，馈电线靠近缺口的外边缘，短路线靠近缺口的内边缘，短路线与金属地连接，本发明在降低单极子天线高度、减小天线尺寸的同时，获得较高的增益，扩展了单极子天线的适用范围。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种螺旋柱面天线。

背景技术

直立单极子天线由于结构简单、易于制造，并且具有水平面的全向辐射特性，在通讯领域一直被广泛应用。但是，采用传统的技术，单极子天线具有较大的尺寸。为减小尺寸，人们提出了阻抗性加载、用匹配电路调谐等措施，以实现减小天线尺寸的目的。但所有这些常用措施，都有一个共同的缺点，就是降低了天线的辐射效率，使天线的增益明显降低，常常在1～2dBi甚至有些单极子天线为负增益，使天线性能大大降低，天线的应用受到了限制。如果有方法能够不降低天线增益，又能减小天线的尺寸，即能很好的解决上述矛盾，定能使单极子类天线获得更广泛的应用。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提出一种具有小尺寸的单极子类天线，克服普通阻抗性加载、在馈线中附加调谐电路以及其它方法减小单极子天线时造成增益下降的缺点。与普通直立单极子天线相比，能够在同等天线高度的条件下，获得满足条件的工作频率和较高的增益。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种螺旋柱面天线，包括螺旋柱面、金属盘和金属地，螺旋柱面垂直设置在金属地上，螺旋柱面由金属薄片绕垂直于金属地的直立中心轴等间距的螺旋状卷曲形成，金属盘设置在螺旋柱面的顶端，金属盘与金属地平行，金属盘与螺旋柱面电连接，金属盘的面积大于螺旋柱面的横截面面积，在螺旋柱面的内部设置有缺口。

作为本发明的优化方案，螺旋柱面天线还包括馈电线和短路线，馈电线和短路线均设置在螺旋柱面的底端，馈电线靠近缺口的外边缘，短路线靠近缺口的内边缘，短路线与金属地连接。

作为本发明的优化方案，螺旋柱面天线还包括馈电电缆，馈电线与馈电电缆的内导体相连，馈电电缆的外导体与金属地相连。

作为本发明的优化方案，缺口的高度h小于螺旋柱面的高度H。

作为本发明的优化方案，缺口从螺旋柱面的底端向上设置。

本发明具有积极的效果：1)本发明较传统单极子天线在相同工作频率条件下具有更低的高度，实现了小尺寸的要求；

2)本发明与通过阻抗性加载、附加调谐电路等措施减小尺寸做成的天线相比，具有更高的增益；

3)本发明天线在螺旋柱面内设置缺口和接地结构、螺旋柱面上附加金属盘使所发明的天线获得了更好的驻波及辐射特性；

4)本发明的螺旋柱面的卷曲结构进一步减小了天线另一个维度的尺寸，使天线更紧凑；

5)本发明天线的性能对结构尺寸不敏感，加工时，结构尺寸可以有较大的允差范围，易于调节和实现；

6)本发明的天线结构简单、加工成本低廉。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的实施例示意图；

图3为本发明的实施例反射系数实测图；

图4为本发明的实施例辐射方向图。