[实用新型]一种小型化全频四臂螺旋天线

说明书

本实用新型公开一种小型化全频四臂螺旋天线，包括安装于PCB板上的介质圆柱，以及均匀套设于介质圆柱上的四组螺旋天线，任一一组螺旋天线均包括天线主臂和天线寄生臂，天线主臂包括依次连接的第一臂段、第二臂段和第三臂段，通过天线主臂的1/2波长与天线寄生臂的1/4波长的组合设计，可同时优化四臂螺旋天线高频段和低频段增益，实现全频覆盖；天线主臂和天线寄生臂采用不同的宽度，增加设计变量，并可通过调节两臂的相对宽度及间距优化天线性能；天线主臂与天线寄生臂之间通过条形连接臂连接，最终形成四个弯折连接臂，有效减小天线尺寸，整个四臂螺旋天线结构灵活。

技术领域

本实用新型涉及卫星通信设备技术领域，特别涉及一种小型化全频四臂螺旋天线。

背景技术

四臂螺旋天线是一种结构紧凑、重量轻及受接地板影响小的天线，非常适合应用于对尺寸及重量有较高要求的载体上，如四臂螺旋天线在无人机上的应用，实现无人机的导航、定位及测向等功能。随着无人机应用的发展，对定位精度的要求越来越高，并且随着无人机应用场景的拓展，无人机的使用环境也越来越复杂，例如城市复杂的电磁环境，会对四臂螺旋天线的性能产生严重的干扰，因此要求四臂螺旋天线需具备更强的卫星信号接收能力和多导航系统覆盖能力，以提高复杂电磁环境下无人机的实时导航定位精度。

四臂螺旋天线的性能与天线尺寸息息相关，其主要性能指标为增益和带宽。一般情况下，四臂螺旋天线尺寸越大性能越好，天线高度越高增益越高，天线直径越大带宽越宽。现有技术中的四臂螺旋天线无法兼具小尺寸和高性能兼的优点，天线尺寸过大会影响其安装，减小天线尺寸，天线性能则会下降，进一步还会影响无人机在复杂环境下的定位，严重时会导致撞机等事故发生。

实用新型内容

本实用新型提出一种小型化全频四臂螺旋天线，旨在缩小天线尺寸，拓展天线带宽。

为实现上述目的，本实用新型提出的小型化全频四臂螺旋天线，包括PCB板，以及固定于所述PCB板上的介质圆柱，还包括均匀套设于所述介质圆柱上的四组螺旋天线，任意一组所述螺旋天线均包括天线主臂和天线寄生臂；所述天线主臂包括依次连接的第一臂段、第二臂段和第三臂段，所述第一臂段水平设于所述介质圆柱顶端，且所述第一臂段端部与一圆形连接臂连接，所述第二臂段设于所述介质圆柱端部侧面，且所述第二臂段沿所述介质圆柱圆周方向设置，所述第三臂段与所述天线寄生臂均平行环绕于所述介质圆柱侧面，且所述第三臂段与所述天线寄生臂之间通过一条形连接臂连接，所述条形连接臂沿所述介质圆柱圆周方向设置；所述第三臂段与所述PCB板的信号线连接，所述天线寄生臂接地。

优选地，所述圆形连接臂、天线主臂、天线寄生臂以及条形连接臂均为金属臂。

优选地，所述天线主臂的总长度为所述螺旋天线高频段谐振中心频率对应波长的1/2，其中，所述第三臂段通过一馈电枝节与所述PCB板的信号线连接。

优选地，所述天线寄生臂的总长度为所述螺旋天线谐振低频段中心频率对应波长的1/4，所述天线寄生臂通过一短路枝节接地。

优选地，所述天线主臂宽度小于所述天线寄生臂宽度。

优选地，所述第三臂段与所述天线寄生臂绕所述介质圆柱螺旋方向设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过天线主臂的1/2波长与天线寄生臂的1/4波长的组合设计，同时优化四臂螺旋天线高频段和低频段增益，实现全频覆盖；天线主臂和天线寄生臂采用不同的宽度，增加设计变量，并可通过调节两臂的相对宽度及间距优化天线性能；天线主臂与天线寄生臂之间通过条形连接臂连接，最终形成四个弯折连接臂，减小天线尺寸。整个四臂螺旋天线结构调整方便，可根据安装需求灵活调节天线尺寸，更适用于四臂螺旋天线的小型化应用要求。

附图说明