一種小型化寬帶螺旋天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波與天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小型化寬帶螺旋天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著超寬帶通信技術(shù)、通信偵察和電子戰(zhàn)技術(shù)的不斷發(fā)展，小型化寬帶圓極化螺旋天線越來越受到關(guān)注。在這些應(yīng)用系統(tǒng)中一般都要求天線同時(shí)具有數(shù)個(gè)倍頻程的帶寬、良好的圓極化特性以及小型化特征。
[0003]作為一種非頻變天線，螺旋天線在此類天線的設(shè)計(jì)上得到廣泛應(yīng)用，平面等角螺旋天線和阿基米德螺旋天線是兩種基本的平面螺旋天線。在許多設(shè)計(jì)要求中一般都希望螺旋天線同時(shí)滿足寬頻帶、圓極化和小型化特征。在公告號(hào)為CN103956581A “一種阿基米德螺旋天線制作方法”的專利中，通過指數(shù)螺卷線和正弦波曲折臂阿基米德螺旋線的綜合設(shè)計(jì)使平面螺旋天線小型化，天線口徑僅為0.28個(gè)最大工作波長。然而，該天線在低頻段和高頻段的增益很低，有待進(jìn)一步改進(jìn)。在公告號(hào)為CN104022360A “復(fù)合結(jié)構(gòu)平面螺旋天線”的專利中，將平面等角螺旋天線和阿基米德螺旋天線相結(jié)合，從而在2?18GHz的頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)圓極化和小型化，天線口徑為0.33個(gè)最大工作波長。然而，該天線沒有使用反射腔，在實(shí)際中并不好應(yīng)用，若加上反射腔，其尺寸會(huì)有所增加。同時(shí)，該天線在高頻段方向圖畸變嚴(yán)重，只能在較小的角度范圍內(nèi)保持較低的軸比。在公告號(hào)為CN101394020A “帶背腔的超寬帶平面螺旋天線”的專利中，采用拋物面曲面的金屬背腔設(shè)計(jì)超寬帶的平面螺旋天線，在較寬的頻帶是實(shí)現(xiàn)了高增益，但是并沒有對(duì)天線的圓極化特性進(jìn)行討論，也沒有討論天線的小型化問題。在公告號(hào)為CN201570581U “一種超寬帶圓極化天線”的專利中，采用阿基米德螺旋線結(jié)構(gòu)的輻射器，反射腔內(nèi)壁覆蓋錐尖狀吸波材料，在反射腔底部覆蓋圓臺(tái)狀吸波材料，從而解決了阿基米德螺旋天線的后向輻射和輻射效率問題。但是，該天線尺寸較大，未考慮天線的小型化問題。在公告號(hào)為CN103490153A “超小型超寬帶螺旋天線”的專利中，采用平面螺旋線和縱向螺旋線，兩種螺旋線上采用電阻與金屬腔相連，并在反射腔中填充圓臺(tái)狀吸波材料，兼顧了寬帶化、圓極化和小型化。然而，該天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制作難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種小型化寬帶螺旋天線，它能有效地解決【背景技術(shù)】中所存在的問題。
[0005]為了解決【背景技術(shù)】中所存在的問題，它包含整體為中空管狀結(jié)構(gòu)的金屬腔4，該金屬腔4的內(nèi)壁上設(shè)置有第一吸波材料層3，其內(nèi)部設(shè)置有饋電巴倫5，所述金屬腔4的上端面處固定有天線層1，其下端面處固定有金屬后蓋6，所述天線層I的底部設(shè)置有第二吸波材料層2，所述的饋電巴倫5的頂部向上延伸出與平面螺旋天線9接觸的饋電縫隙11，其底部設(shè)有饋電接頭7，所述饋電接頭7的另一端延伸出金屬后蓋6，所述的天線層I整體由介質(zhì)材料加工制作而成，其內(nèi)部設(shè)置有平面螺旋天線9，所述的饋電縫隙11位于天線層I的中部，該饋電縫隙11的兩側(cè)與平面螺旋天線9的端部的梯形過渡結(jié)構(gòu)10接觸；所述的金屬后蓋6整體為一個(gè)盤片式結(jié)構(gòu)，其上頂面向上延伸出與其同心的圓柱環(huán)21，該圓柱環(huán)21上徑向開設(shè)有槽20 ;所述的饋電巴倫5整體為由介質(zhì)材料加工制作而成，其內(nèi)部設(shè)置有與其同心的指數(shù)指數(shù)漸變地結(jié)構(gòu)17，其中部設(shè)有與其同心的指數(shù)漸變微帶結(jié)構(gòu)18，所述指數(shù)漸變地結(jié)構(gòu)17在不平衡端設(shè)置有矩形金屬層19，該矩形金屬層19的兩端向饋電巴倫5的兩側(cè)延展至其邊緣處附近。
[0006]所述金屬腔4上下兩端的外圓面處分別周向設(shè)置有一圈與其同心的第一連接凸臺(tái)41和第二連接凸臺(tái)42，所述天線層I的外圓面處分別周向設(shè)置有一圈與第一連接凸臺(tái)41對(duì)接的第一固定凸臺(tái)22，所述金屬后蓋6外圓面處分別周向設(shè)置有一圈與第二連接凸臺(tái)42對(duì)接的第二固定凸臺(tái)23。
[0007]所述的平面螺旋結(jié)構(gòu)9為自補(bǔ)償平面等角螺旋或自補(bǔ)償平面阿基米德螺旋中的一種。
[0008]所述的梯形過渡結(jié)構(gòu)10為兩側(cè)是圓弧的梯形，所述饋電巴倫5的兩片導(dǎo)線分別焊接在其兩側(cè)。
[0009]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0010](I)本發(fā)明采用平面螺旋天線和層狀吸波材料構(gòu)成輻射器，并在金屬腔內(nèi)壁貼層狀吸波材料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了寬帶、圓極化和小型化設(shè)計(jì)；
[0011](2)本發(fā)明在饋電巴倫與平面螺旋天線之間采用兩側(cè)是圓弧的梯形過渡，有效減小饋電巴倫和輻射器之間的反射，改善天線的駐波特性；
[0012](3)本發(fā)明在工作帶寬上，在上半空間較大的角度范圍內(nèi)保持了良好的圓極化特性；
[0013](4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)尺寸在包括金屬腔和安裝孔后小于0.4個(gè)最大工作波長，實(shí)現(xiàn)了小型化，即可獨(dú)立使用，又可進(jìn)行靈活的組陣；
[0014](5)采用了最簡單的平面螺旋天線形式，未采用電阻加載、復(fù)雜的螺旋結(jié)構(gòu)、特別設(shè)計(jì)的金屬背腔和各種形狀的吸波材料填充等設(shè)計(jì)手段，結(jié)構(gòu)簡單、易于加工實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例作簡單的介紹。
[0016]圖1是本發(fā)明的立體圖；
[0017]圖2是圖1的剖視圖；
[0018]圖3是本發(fā)明中平面螺旋俯視圖；
[0019]圖4是本發(fā)明中饋電巴倫的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明中后蓋的立體圖；
[0021]圖6是本發(fā)明中后蓋的俯視圖；
[0022]圖7是本發(fā)明的端口電壓駐波比示意圖；
[0023]圖8是本發(fā)明在不同頻率上軸比示意圖；
[0024]圖9是本發(fā)明在頻帶內(nèi)的增益。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0026]實(shí)施例1
[0027]參看圖1-9，一種小型化寬帶螺旋天線，它包含整體為中空管狀結(jié)構(gòu)的金屬腔4，該金屬腔4的內(nèi)壁上設(shè)置有第一吸波材料層3，其內(nèi)部設(shè)置有饋電巴倫5，所述金屬腔4的上端面處固定有天線層1，其下端面處固定有金屬后蓋6，所述天線層I的底部設(shè)置有第二吸波材料層2，所述的饋電巴倫5的頂部向上延伸出與平面螺旋天線9接觸的饋電縫隙11，其底部設(shè)有饋電接頭7，所述饋電接頭7的另一端延伸出金屬后蓋6，所述的天線層I整體由介質(zhì)材料加工制作而成，其內(nèi)部設(shè)置有平面螺旋天線9，所述的饋電縫隙11位于天線層I的中部，該饋電縫隙11的兩側(cè)與平面螺旋天線9的端部的梯形過渡結(jié)構(gòu)10接觸；所述