TW441148B - Compact spiral antenna - Google Patents

Description

HII2I 441 14 8 A7 _B7________ 五、發明說明（1) 本發明技術領域 本發明有關天線之領域，尤其有關各種緊密式天線。 本發明背景 以往之天線設計手法包括不充份緊密之螺旋線，.因爲 其等之吸收器空腔大體爲四分之一波長深度之大小〇舉例 言之，波長約一吋之10 GHz低頻率天線需要至少四分之一 吋深度之空腔〇由於此過去之手法使空腔深度配合最長之 、波長’故其不適用於寬帶操丨乍^ { 其他以往之緊密天線手法包括利用境A狀美 線較薄而厚度可爲2 % λ (亦即波長）之譜。然而，电狀 天線之帶寬受限制，且對於某些空間視爲珍貴之應用爲過 大。此外，魂狀天線無助益於多倍頻程帶寬。 另一先前手法爲多倍頻程帶寬螺旋模式微帶（SMM)天 線〇然而，此手法需使用通過天線螺旋臂直徑之大型接地 面以便操作。此大型接地面將天線之尺寸增加，可能不適 合需要較小天線之應用。此外，SMM天線手法僅能提供單 一共用接地面供雙或多同心天線構形用0此大幅限制天線 間之隔離〇 準此，有需要一種具有多倍頻程帶寬能力以容許同心 螺旋線間之隔離之緊密式螺旋天線0 龙發明繚沭 依據本發明之敎示，所提供爲一種接收電磁輻射線且 包括一介電基質之天線。該基質之第一表面上之第—及第 二螺旋線輻射該電磁輻射線。在該基質之第二表面上利用 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297全$_) 441 148 A7 B7 五、發明說明（2) .一第三螺旋線，且大致在該第一及第二螺旋線中之一之下 方° 本發明之額外優點及特色將因以下說明及後附申請專 利範圍項併同附圖而成爲明顯.〇 簡要圖說 '圖1爲體現本發明之螺旋天線之俯視圖；； 圖2例示圖1中螺旋天線之仰視圖； 圖3爲體現本發明之多波段螺旋天線例示性實作之分 解等比例視圖；而 圖4爲圖3中天線之分解側視圖〇 較佳具體形式詳述. 圖1及2例示一螺旋天線5 0之例示性具體形式〇螺旋 天線50包括導電材料於一介電基質之二側，在一表面上蝕 刻第一及第二螺旋線（60及70，如圖1所示）而在相反表 面上蝕刻一單臂第三螺旋線(如圖2所示）〇該介電基 質填入第一 /第二螺旋線（60及7〇)與第三螺旋線80間所 形成之空腔內。 第一及第二螺旋線（60及70)之位置爲使第一螺旋線 6 0直接在第三螺旋線8〇導體中心線之上方，而第二螺旋線 7〇集中於第三螺旋線螺旋空隙上方。第一及第二螺旋線 (60及70)彼此同心且共面〇 . 第三螺旋線8〇之寬度較佳爲大於第一或第二螺旋線（ 60及7〇)寬度。此一較大寬度容許第三螺旋線80之捲繞臂 配合於第一螺旋線60捲繞臂與第一及第二螺旋線（60及70 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 (請先閱讀背面之注意事—#贫窝本頁) y 裝·—訂 *---1J-1J _ 經.濟部智慧財產局員工消費合作社印製 441 1 4 8 A7 E7 五、發明說日***面上 之一第二或第三襯墊（64a及66a ) 〇 將軸向比減小之調諧工作係藉由置放一電容器或電感 器於各襯墊（62a、61a及66a )與各接地面襯墊（62b 、

Wb及66b )之間予以完成。螺旋線脚之末端（72及74) 與電阻器端接，而且亦可與一與此等電阻器串聯之電感器 或一並聯之電容器端接。一接地環76配置於各螺旋線四周 ，用以附接各端接組件〇 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297兮,〉 Α7 Β7 4 4114 五、發明說明（4) ----------------髮--- - /J (請先閱讀背面之注意事項再fr本頁) 圖3及4例示一體現本發明螺旋天線5 〇之例示性實作 。螺旋天線50採用濾波器以通過一螺旋線之波帶，並拒斥 其他螺旋線之波帶〇在無需隔離時，可省略濾波器〇 圖3爲各天線元件之分解等比例視圖，各元件夾合於 一天線罩殼結構102與一天線罩1Q4間。在天線罩殼結構 102內爲空腔103及接地面140 〇圖4爲圖3中各元件之 分解側視圖〇 參考圖4 ;螺旋線60、70及80係定義成由一介電基質 1〇6上之銅層所蝕刻之銅導體圖案。第一及第二螺旋線（ 60及70)在平面105上，而第三螺旋線80在平面107上。 第三螺旋線80已知用以控制天線50內之電場，及將能量以 箭頭111所指定之方向導離天線50。

M 在此具體形式中，基質106係以黏合膜108黏合於另 —介電基質之一暴露表面。在基質110之相反表面上 界定一接地環112 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 —圓形泡膠板116係以黏合膜114黏.合於接地環112 〇環繞板116四周爲一導電性隔離環120 〇 —介電吸收器 板結構128之一表面以黏合膜118黏合於泡膠116 〇吸收 器12S之相反表面以黏合膜130黏合於基質134之一表面 上所界定之接地面132 〇在基質134之相反表面上界定平 衡一不平衡變換器及濾波器電路135 〇介電基質138之一 暴露表面以黏合膜136黏合於各電路135之表面〇在基質 134之該反側上界定另一接地面140 〇 若多頻波帶需要更多之螺旋線，則可添加更多濾波器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 441 1 4 8 A7 __ -_ B7_____ 五、發明說叼（5) 及平衡一不平衡變換器〇 存在於螺旋天線50之平面105與107間之基質材料爲 一種低介電材料。在較佳之具體形式中，該低介電材料包 括一至三密耳厚之聚氟龍（polyflon)，可由譬如Polyflon 公司之來源獲得〇 次層爲一增加通往接地面140之任何能量之相延遲之 • \ 較高介電質。所用介電常數約爲30。此係由一形成該空腔 反射底部之導電表面予以背襯。平衡一不平衡變換器之短 同軸饋輸橫貫該二中間層到達其等所附接表面上之二螺旋 線。 例示性同軸電纜及端接電阻器電路（122a及122b)予 例示平面105及接地面140上螺旋臂所連接端接襯墊間之 連接〇 元件126a例示一同軸饋輸連接器，供連接於濾波器/ 平衡—不平衡變換器電路135 〇連接器12ea係用以饋輸螺 旋天線50 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 業界熟練人士均將認知*對本說明書中討論之各具體 形式可作成各種改變及修正，而不背離本發明如由所附申 請專利範圍定義之精神及範疇。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297令夢_)

Claims (1)

1. 441 1 4 B ABCD 六、申請專利範固 種用以接收電磁輻射信號之天線，包含·· 一介電基質（106); 在所述介電基質（106)之一第一表面上之第一及第 二螺旋線（60、70)，用以輻射所述電 一在所述基質（106)之一第二 磁輻射信號；以及 表面上之第三螺旋線 請 閲 (80)，所述第 (60、70)中之 2 .如申請 預定波長操作 80)界定一接 U40)上方之 3 .如申請 預定波長操作 三螺旋線（80)大致在所述第一及第t螺旋線 一之下方〇 專利範圍第1 ，所述第一、 地面（140)上 高度小於所述 專利範圍第2 ，所述第一、 8〇)界定一接地面（140)上 高度小於所述 專利範圍第1 經濟部中央標率局員工消费合作社印製 (140)上方之 4.如申請 預定波長操作 8〇)係置於所 ，所述第一、 述天線之一空 項之天線 第二及第 方之高度 預定波長 項之天線 第二及第 方之高度 預定波長 項之天線 第二及第 腔（103) ，其中 三螺旋 ，其中 之15 % ，其中 三螺旋 ，其中 之6 % ，其中 三螺旋 內，所 所述天線以一 線（60、70、 在所述接地面 〇 所述天線以一 線(60 N 70 S 在所述接地面 〇 所述天線以一 線（60、70 N 述第 第 及第三螺旋線（6〇、7〇、8〇)界定所述空腔（103)之高度， 其中所述空腔（103)之高度小於所述預定波長之15% 〇 5 .如申請專利範圍第1項之天線，其中所述天線以— 預定波長操作，所述第一、第二及第三螺旋線（60、70、 8〇)係置於所述天線之一空腔（103)內，所述第一、第二 及第三螺旋線（6〇、70、80)界定所述空腔（103)之高度， 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS ) Λ4规格（210X297公釐〉 面 之 注 意 事 項 再 f 本 頁 Λ8 441 1 48 S D8 六、申請專利範園 其中所述空腔U03)之高度小於所述預定波長之6 % 0 6 .如申請專利範圍第1項之天線，其中所述第三螺旋 線（80)具有一導體中心線，其中.所述第一及第二螺旋線（ 60、70)之位置爲使所述第一螺旋線（60)大致位於所述第 三螺旋線（80)之導體中心線之上方。 7.如申請專利範圍第6項.之天線，其中所述第三螺旋 線（80)具有一螺旋空隙，所述第二螺旋線（70)大致位於所 述第三螺旋線（80)內之螺旋空隙上方。 如申請專利範圍第7項之天線，其中所述第一及第 二螺旋線（60、7G)之寬度大致配合所述第三螺旋線（80)之 所述螺旋空隙之寬度〇 9·如申請專利範圍第1項之天線，其中所述第一及第 二螺旋線（60、70)彼此同心且共面〇 10.如申請專利範圍第1項之天線，其中各所述螺旋線 (60、7〇、80)含有由所述基質（106)上之一銅層所蝕刻之 銅導體圖案。 -----：~~{裝 II (請先閱讀背面之注'項再犯寫本頁) 訂 經濟部中央標準局员工消t合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 X 297公旋） —10—