[实用新型]多臂螺旋天线

说明书

本实用新型涉及一种天线，特别是一种用于通信、无线电定位和其它有圆极化、宽波束、宽频带(或双频工作)要求的天线。

在移动卫星通信地球站和卫星导航设备中，要求天线有宽波束特性，以使在运动中保持卫星在天线波束的覆盖范围之内。同时，天线必须有宽频带特性，使其频带覆盖收、发工作频率f₁、f₂，或者双频工作，即可工作在分别包含f₁、f₂的两个子频带上，f₁、f₂对应的工作波长为λ₁、λ₂。以便收发共用一付天线。目前人们使用的是较先进的四臂螺旋天线，它具有圆极化和宽波束性能，但其频带窄，不能满足系统对频率覆盖的要求。

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种频带宽、电性能好的多臂螺旋天线。

本实用新型的技术解决方案：

一种多臂螺旋天线，它包括有由支承杆(1)馈电四臂螺线(2)及馈电电路组成的四螺旋天线，其中各馈电臂螺线(2)的长度为nλ₁/4(n为任意整数，λ₁为工作波长)，其特征在于在馈电四臂螺线(2)的各间隔之间均至少设有一根同旋向同根数的寄生臂螺线(3)，它们的上、下端固定在支承杆(1)的上、下端，各寄生臂螺线(3)的上端水平部分中，两相对臂的端点分别对应连接，各寄生臂螺线(3)的下端水平部分各端点或通过支承杆(1)下端的导电座短路连接，或通过支承杆(1)下端的绝缘座固定，以与原馈电四臂螺线(2)下端水平部分各端点的连接状态相一致。

本实用新型首次在四臂馈电螺线上增加同旋向的寄生臂螺线，使它们有机地结合为一整体，通过寄生臂螺线有效地同时获得宽的阻抗、方向图及极化频带或获得两个所需间隔的工作频带，在此两频带中同时获得较好的阻抗匹配、小的极化系数以及合适的波束宽度，故具有宽频带或双频工作特性，并可通过结构参数的调整来满足不同带宽、双频工作时不同频率间隔等的要求。

图1是本实用新型的结构示意图。

图1给出的是本实用新型八臂螺旋天线的情形，即在馈电四臂螺线(2)的各间隔之间均设一根同旋向的寄生臂螺线(3)。同理也可得到十二臂螺旋天线。在八臂螺旋天线中，各寄生臂螺线(3)的长度为nλ₂/4(n为任意整数，λ₂为工作波长)。

本实用新型工作时，馈电四臂螺线(2)在顶部馈电，馈电电流幅度相等，但相位顺次相差90度。寄生四臂螺线(3)不馈电，它们在顶部相对两两连接，寄生四臂螺线(3)通过电磁耦合激励。本实用新型中，馈电四臂螺线(2)每臂长为nλ₁/4，寄生四臂螺线(3)每臂长为nλ₂/4。其中λ₁和λ₂为工作波长，当n为偶数时，馈电四臂螺线(2)和寄生四臂螺线(3)在底部短路，即支撑杆(1)下端的连接座为导电座。当n为奇数时，馈电四臂螺线(2)和寄生四臂螺线(3)在底部开路，即支撑杆(1)下端的连接座为绝缘座。工作波长λ₁和λ₂可以相等或不等，λ₁和λ₂相等或接近时可以获得宽频带。λ₁和λ₂相差较大时可以获得对应于λ₁及λ₂的两个工作频带。本实用新型可通过调节馈电四臂螺线(2)和寄生四臂螺线(3)的臂长来决定中心工作波长(频率)。本实用新型中，馈电四臂螺线(2)和寄生四臂螺线(3)可分别围成同轴而不同高度、直径的两个圆柱体，两圆柱体几何中心具有一定间距。馈电四臂螺线(2)的水平部分正交配置，寄生四臂螺线(3)亦如此，馈电四臂螺线(2)和寄生四臂螺线(3)各对应两臂之间的水平方向均有一夹角，该夹角可根据需要在0—45度范围内选择。通过调节馈电四臂螺线(2)和寄生四臂螺线(3)所围成的两圆柱体的高度、直径、几何中心间距以及对应臂水平方向之间的夹角，就可改变馈电四臂螺线(2)和寄生四臂螺线(3)之间的相对位置以改变它们之间的耦合来获得所要求的天线性能。