CN112290231B - 一种超宽带圆锥对数螺旋天线 - Google Patents

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Abstract

本发明天线技术领域，公开了一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其技术方案要点是包括塑料壳体、第一螺旋天线和第二螺旋天线，塑料壳体包括第一端面和第二端面，第二端面固定有金属反射板，金属反射板的反射面朝向第一端面，金属反射板上固定连接有SMA接口，塑料壳体沿第一端面至第二端面的横截面逐渐减小，设置了金属反射板，还能反射第一螺旋天线和第二螺旋天线发生的朝向第二端面的辐射，使得第一螺旋天线和第二螺旋天线的定向辐射特性较好，介质板、微带线和地线的设置，使得塑料壳体内部形成了微带巴伦结构，使得第一螺旋天线和第二螺旋天线的输入阻抗变小，方便了SMA接口的直接馈电，并且结构简单，造价低。

Description

一种超宽带圆锥对数螺旋天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，更具体的说是涉及一种超宽带圆锥对数螺旋天线。
背景技术
圆锥对数螺旋天线是一种宽带、圆极化天线，其不用反射腔或反射面就可以获得单方向辐射的特性。由于其具有宽带，定向辐射和圆极化等特性，所以可以用做军事电子对抗，通信测量等方面；
但现有的圆锥对数螺旋天线还存在结构复杂的问题，并且天线的输入阻抗高，不便于SMA接口的直接馈电。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种超宽带圆锥对数螺旋天线，便于SMA接口的直接馈电，并且结构简单。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种超宽带圆锥对数螺旋天线，包括塑料壳体、第一螺旋天线和第二螺旋天线，所述塑料壳体包括第一端面和第二端面，所述第二端面固定有金属反射板，所述金属反射板的反射面朝向所述第一端面，所述金属反射板上固定连接有SMA接口，所述塑料壳体沿所述第一端面至所述第二端面的横截面逐渐减小，所述第一端面与所述第二端面之间设置有介质板，以使所述塑料壳体内形成第一腔室和第二腔室，所述介质板一侧面设置有微带线，所述介质板与所述微带线相背离的一侧面设置有地线，所述微带线和所述地线分别从所述第二端面延伸至所述第一端面，所述SMA接口的内芯与所述微带线连接，所述SMA接口的外芯与所述地线连接，所述第一螺旋天线缠绕在所述塑料壳体外表面，所述第一螺旋天线绕所述第一端面中心与所述第二端面中心的连线旋转180度以形成所述第二螺旋天线，所述第一螺旋天线靠近所述第一端面的一端与所述微带线连接，所述第二螺旋天线靠近所述第一端面的一端与所述地线连接。
作为本发明的进一步改进，所述第一端面与所述第二端面均呈圆形，并且所述第一端面的直径与所述第二端面的直径之比大于二十分之一，并小于十五分之一。
作为本发明的进一步改进，所述微带线与所述地线均与所述第二端面垂直。
作为本发明的进一步改进，所述第一螺旋天线的缠绕圈数大于等于8。
作为本发明的进一步改进，所述第一端面与所述第二端面平行，所述第一端面至所述第二端面之间的距离大于400mm。
作为本发明的进一步改进，所述第一端面半径为10mm，所述第二端面半径为160mm，所述塑料壳体的锥角为10.6度，所述第一螺旋天线和所述第二螺旋天线与所述第二端面之间的夹角均为0度。
作为本发明的进一步改进，所述塑料壳体内壁开设有两个卡槽，两个所述卡槽相对设置，所述介质板插接与两个所述卡槽之间。
作为本发明的进一步改进，所述第一螺旋天线的螺距沿所述第一端面至所述第二端面逐渐增大。
作为本发明的进一步改进，所述第一螺旋天线与所述微带线之间固定连接有第一导电块，所述第二螺旋天线与所述地线之间固定连接有第二导电块，所述第一导电块和所述第二导电块分别贯穿所述塑料壳体。
作为本发明的进一步改进，所述第一导电块和所述第二导电块均呈圆柱形，并且所述第一导电块与所述第二导电块之间的连线与所述介质板垂直。
本发明的有益效果：本发明中设置了金属反射板，还能反射第一螺旋天线和第二螺旋天线发生的朝向第二端面的辐射，使得第一螺旋天线和第二螺旋天线的定向辐射特性较好，介质板、微带线和地线的设置，使得塑料壳体内部形成了微带巴伦结构，使得第一螺旋天线和第二螺旋天线的输入阻抗变小，方便了SMA接口的直接馈电，并且结构简单，造价低。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明另一视角的立体结构示意图；
图3是本发明介质板处的结构示意图；
图4是本发明介质板处另一视角的结构示意图；
图5是本发明图2中A处的放大示意图；
图6是本发明的驻波比测试数据图；
图7是本发明的轴比测试数据图。
附图标记：1、塑料壳体；11、第一端面；12、第二端面；13、第一导电块；14、第二导电块；2、第一螺旋天线；3、第二螺旋天线；4、金属反射板；5、SMA接口；6、介质板；61、微带线；62、地线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1至图7所示，本实施例的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，包括塑料壳体1、第一螺旋天线2和第二螺旋天线3，塑料壳体1包括第一端面11和第二端面12，第二端面12固定有金属反射板4，金属反射板4的反射面朝向第一端面11，金属反射板4的设置，能够起到固定SMA接口5的作用，还能反射第一螺旋天线2和第二螺旋天线3发生的朝向第二端面12的辐射，金属反射板4上固定连接有SMA接口5，塑料壳体1沿第一端面11至第二端面12的横截面逐渐减小，使得第一螺旋天线2和第二螺旋天线3朝向第一端面11的辐射大于朝向第二端面12对的辐射，第一端面11与第二端面12之间设置有介质板6，以使塑料壳体1内形成第一腔室和第二腔室，介质板6一侧面设置有微带线61，介质板6与微带线61相背离的一侧面设置有地线62，微带线61和地线62分别从第二端面12延伸至第一端面11，SMA接口5的内芯与微带线61连接，SMA接口5的外芯与地线62连接，介质板6、微带线61和地线62的设置，使得塑料壳体1内部形成了微带巴伦结构，使得第一螺旋天线2和第二螺旋天线3的输入阻抗变小，方便了SMA接口5的直接馈电，而且与塑料壳体1沿第一端面11至第二端面12的横截面逐渐减小相结合，使得介质板6位于第一端面11处的阻抗与第一螺旋天线2和第二螺旋天线3的输入阻抗相同，可以实现第一螺旋天线2和第二螺旋天线3在1-10GHz超宽带内的良好驻波性能与轴比性能，第一螺旋天线2缠绕在塑料壳体1外表面，第一螺旋天线2绕第一端面11中心与第二端面12中心的连线旋转180度以形成第二螺旋天线3，第一螺旋天线2靠近第一端面11的一端与微带线61连接，第二螺旋天线3靠近第一端面11的一端与地线62连接。
参照图1和图2所示，第一端面11与第二端面12均呈圆形，并且第一端面11的直径与第二端面12的直径之比大于二十分之一，并小于十五分之一，第一端面11的直径与第二端面12的直径之比范围的设定，改变第一螺旋天线2和第二螺旋天线3的输入阻抗。
参照图3和图4所示，微带线61与地线62均与第二端面12垂直，使得微带线61和地线62的传输距离最短，减少传输时间。
参照图1和图2所示，第一螺旋天线2的缠绕圈数大于等于8。第一端面11与第二端面12平行，第一端面11至第二端面12之间的距离大于400mm。
参照图4和图5，第一端面11半径为10mm，第二端面12半径为160mm，塑料壳体1的锥角为10.6度，第一螺旋天线2和第二螺旋天线3与第二端面12之间的夹角均为0度，使得第一螺旋天线2和第二螺旋天线3的输入阻抗从188欧姆转变成了50欧姆，便于SMA的直接馈电。并且在此时，在1-10GHz范围内，整个超宽带圆锥对数螺旋天线具有良好的驻波性能，并且在4GHz以下，50°以内的轴比可以做到3以下，实现了超宽带圆锥对数螺旋天线的圆极化特性。
,塑料壳体1内壁开设有两个卡槽(图中未示出)，两个卡槽相对设置，介质板6插接与两个卡槽之间，卡槽的设置，便于介质板6的固定。
参照图1、图2所示，第一螺旋天线2的螺距沿第一端面11至第二端面12逐渐增大，确保第一螺旋天线2和第二螺旋天线3与第一端面11之间的夹角一定。
参照图1、图2所示，第一螺旋天线2与微带线61之间固定连接有第一导电块13，第一导电块13的设置使得第一螺旋天线2的螺旋形状未发生改变，第二螺旋天线3与地线62之间固定连接有第二导电块14，第二导电块14的设置使得第二螺旋天线3的螺旋形状未发生改变，第一导电块13和第二导电块14分别贯穿塑料壳体1。
参照图1、图2所示，第一导电块13和第二导电块14均呈圆柱形，并且第一导电块13与第二导电块14之间的连线与介质板6垂直，减短第一导电块13和第二导电块14所需要的的长度。
工作原理：SMA接口与射频线缆相连接，给予第一螺旋天线和第二螺旋天线激励信号，使得第一螺旋天线和第二螺旋天线开始工作，发射电磁波，使得第一螺旋天线和第二螺旋天线沿着第二端面至第一端面辐射。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：包括塑料壳体(1)、第一螺旋天线(2)和第二螺旋天线(3)，所述塑料壳体(1)包括第一端面(11)和第二端面(12)，所述第二端面(12)固定有金属反射板(4)，所述金属反射板(4)的反射面朝向所述第一端面(11)，所述金属反射板(4)上固定连接有SMA接口(5)，所述塑料壳体(1)沿所述第一端面(11)至所述第二端面(12)的横截面逐渐减小，所述第一端面(11)与所述第二端面(12)之间设置有介质板(6)，以使所述塑料壳体(1)内形成第一腔室和第二腔室，所述介质板(6)一侧面设置有微带线(61)，所述介质板(6)与所述微带线(61)相背离的一侧面设置有地线(62)，所述微带线(61)和所述地线(62)分别从所述第二端面(12)延伸至所述第一端面(11)，所述SMA接口(5)的内芯与所述微带线(61)连接，所述SMA接口(5)的外芯与所述地线(62)连接，所述第一螺旋天线(2)缠绕在所述塑料壳体(1)外表面，所述第一螺旋天线(2)绕所述第一端面(11)中心与所述第二端面(12)中心的连线旋转180度以形成所述第二螺旋天线(3)，所述第一螺旋天线(2)靠近所述第一端面(11)的一端与所述微带线(61)连接，所述第二螺旋天线(3)靠近所述第一端面(11)的一端与所述地线(62)连接。
2.根据权利要求1所述的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：所述塑料壳体(1)呈圆台型，所述第一端面(11)与所述第二端面(12)均呈圆形，并且所述第一端面(11)的直径与所述第二端面(12)的直径之比大于二十分之一，并小于十五分之一。
3.根据权利要求2所述的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：所述微带线(61)与所述地线(62)均与所述第二端面(12)垂直。
4.根据权利要求2所述的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：所述第一螺旋天线(2)的缠绕圈数大于等于8。
5.根据权利要求2所述的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：所述第一端面(11)与所述第二端面(12)平行，所述第一端面(11)至所述第二端面(12)之间的距离大于400mm。
6.根据权利要求2所述的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：所述第一端面(11)半径为10mm，所述第二端面(12)半径为160mm，所述塑料壳体(1)的锥角为10.6度，所述第一螺旋天线(2)和所述第二螺旋天线(3)与所述第二端面(12)之间的夹角均为0度。
7.根据权利要求1所述的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：所述塑料壳体(1)内壁开设有两个卡槽，两个所述卡槽相对设置，所述介质板(6)插接与两个所述卡槽之间。
8.根据权利要求1所述的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：所述第一螺旋天线(2)的螺距沿所述第一端面(11)至所述第二端面(12)逐渐增大。
9.根据权利要求1所述的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：所述第一螺旋天线(2)与所述微带线(61)之间固定连接有第一导电块(13)，所述第二螺旋天线(3)与所述地线(62)之间固定连接有第二导电块(14)，所述第一导电块(13)和所述第二导电块(14)分别贯穿所述塑料壳体(1)。
10.根据权利要求9所述的一种超宽带圆锥对数螺旋天线，其特征在于：所述第一导电块(13)和所述第二导电块(14)均呈圆柱形，并且所述第一导电块(13)与所述第二导电块(14)之间的连线与所述介质板(6)垂直。
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