[发明专利]一个小型具有非方向辐射模式的螺旋天线

说明书

本发明涉及到一种用于无线通讯的螺旋天线，尤其是涉及到一种小型用于移动卫星通讯或地面移动通讯等移动设备中具有宽扇形辐射模式的螺旋天线。

一种常规的螺旋天线被公开在日本未审查专利申请No.8-78945(78945/1996)中。图7显示此螺旋天线100的透视图。

根据已有技术该螺旋天线100包括一个绝缘圆柱体104和一个易弯曲印刷线路板107，它缠绕在该绝缘圆柱体104上，并装配有两个螺旋平衡导体101和101′。

在一同轴电缆105中的不平衡RF信号(无线电射频信号)由一个平衡一不平衡变换器转变为一个平衡RF信号。

以后，该平衡RF信号传送到两个螺旋平衡导体101和101′中的每一个。

图8显示一个图7所示螺旋天线100的组装过程。如图8所示，两个平衡螺旋导体101和101′被用一种压力胶粘双面胶带103粘到易弯曲印刷线路板107上。

图9显示一个图7所示螺旋天线100的一金属导体106的投影视图。在螺旋导体101和101′的未端部分由一直的金属导体106短路相接。该金属导体106固定住螺旋导体101和101′以增加它们的机械强度并且获得螺旋天线100的阻抗匹配。

图10显示另一种形状的金属导体106的投影视图。这就是，图10中所示的金属导体106的形状是弯的并且适合于获得阻抗匹配。在这种情况下，金属导体106的阻抗匹配能够通过改变或调整其弯曲部分的形状比较容易地做到。

在上面的描述中，图9和10所示提及的两种类型的金属导体106主要是为了易于阻抗匹配和增加机械强度。

然而，已有技术的这种螺旋天线是不一定能给所有的螺旋天线提供馈电阻抗匹配。

这就是，已有技术的螺旋天线100对于一种具有一个较长的两圈或多圈的螺旋导体非常有效。然而，在用于移动设备等具有宽扇形辐射模式的螺旋天线的情况下，通常，该螺旋导体101和101′每个仅有1.5λ(λ是工作频率波长)的长度且它们的圈数是两圈或更少。在这种情况下，具有通过金属导体调整阻抗匹配能力的螺旋导体101和101′的馈电频率频带是非常窄的。结果，不可能在一宽频带内获得这种螺旋天线的馈电阻抗匹配。

因此，本发明的一个目的是获得易于电阻抗匹配，改进电压驻波比(VSWR)和增加辐射效率及一种具有较短螺旋导体和相对少圈数的螺旋天线的天线增益。

本发明的螺旋天线包括一组安装在一绝缘圆柱体的外壁上的多个辐射导体；一组在绝缘圆柱体的内壁上以相位差方式通过静电耦合提供多个高频信号给每个辐射导体的各自第一端的多个馈电导体；以及一个与它们的相对的第二端静电耦合的匹配导体。

在一替代实施例中，设匹配导体可以省略。

在另一实施例中，本发明的螺旋天线包括一组安装在绝缘圆柱体外壁上的多个辐射导体，在所述绝缘圆柱体的内壁以不同的相位方式直接提供高频信号给每个辐射导体的馈电装置，和一个静电耦合到它们相对端的匹配导体。

综上所述，本发明通过一种或两种下述技术取得电阻抗匹配：

(1)安装于绝缘圆柱体内壁上的匹配导体与其圆柱体表面上的一组辐射导体一起形成该螺旋天线。

(2)在数量上与多个辐射导体相同，安装于绝缘圆柱体内壁并彼此相互紧靠用于传送高频信号到位于柱状导体内壁上的螺旋天线的馈电导体与多个辐射导体一起形成该螺旋天线。

本发明将参照附图作进一步详细描述，其中：

图1是依据本发明的第一实施例的一个螺旋天线10的投影视图；

图2A是依据本发明该螺旋天线10的绝缘圆柱体1的上面部分的投影视图，以平面形式显示该圆柱体的表面；

图2B是类似于图2A或者根据本发明的螺旋天线10的绝缘柱体1的上面部分的另一实施例的示意图；

图3是与图2A相类似的根据本发明的螺旋天线10的绝缘柱体1的下部的示意图；

图4A是依据本发明螺旋天线10的馈电导体4的第一种形状视图；

图4B是依据本发明螺旋天线10的馈电导体4的第二种形状视图；

图4C是依据本发明螺旋天线10的馈电导体4的第三种形状视图；

图4D是依据本发明螺旋天线10的馈电导体4的第四种形状视图；

图5是依据本发明的第二实施例的一螺旋天线20的透视图；

图6是依据本发明的第三实施例的一个螺旋天线30的透视图；

图7是依据已有技术的一个螺旋天线100的透视图；

图8是依据已有技术的一个螺旋天线100的组装过程的透视图；

图9是依据已有技术的一个螺旋天线100的一个金属导体106的透视图；和