一种超宽带高增益螺旋天线.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115986412A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310168791.8(22)申请日2023.02.27(71)申请人湖南中电星河电子有限公司地址410000湖南省长沙市长沙高新开发区青山路699号4#栋2层(72)发明人李道铁聂洪山(74)专利代理机构长沙国科天河知识产权代理有限公司43225专利代理师周达(51)Int.Cl.H01Q11/08(2006.01)H01Q21/24(2006.01)H01Q5/25(2015.01)H01Q5/50(2015.01)权利要求书1页说明书7页附图16页(54)发明名称一种超宽带高增益螺旋天线(57)摘要本申请属于天线技术领域，涉及一种超宽带高增益螺旋天线，包括：依次相连且阵列分布的多圈螺旋体，以构成圆柱螺旋天线的辐射结构；每圈螺旋体包括4N个螺旋单元，N为正整数；所述螺旋单元包括外螺旋带、内螺旋带以及中间导体片；所述外螺旋带和所述内螺旋带均为弧度π/(2·N)的圆弧形结构，所述外螺旋带和所述内螺旋带的两个对应端分别相连并形成闭合且对称的环形结构，所述中间导体片与所述环形结构的中央横截面重合；所述外螺旋带的周长等于辐射波的中心波长，以满足轴向模工作条件。采用本方法能够在不增加螺旋天线圈数的前提下，同时展宽带宽、提高方向性并改善轴比。CN115986412ACN115986412A权利要求书1/1页1.一种超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，包括：依次相连且阵列分布的多圈螺旋体，以构成圆柱螺旋天线的辐射结构；每圈螺旋体包括4N个螺旋单元，N为正整数；所述螺旋单元包括外螺旋带、内螺旋带以及中间导体片；所述外螺旋带和所述内螺旋带均为弧度π/(2·N)的圆弧形结构，所述外螺旋带和所述内螺旋带的两个对应端分别相连并形成闭合且对称的环形结构，所述中间导体片与所述环形结构的中央横截面重合；所述外螺旋带的周长等于辐射波的中心波长，以满足轴向模工作条件。2.根据权利要求1所述的超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，所有螺旋单元的尺寸均相同，且所述外螺旋带为等宽的圆弧形结构。3.根据权利要求2所述的超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，所述螺旋体的数量为五圈以上。4.根据权利要求3所述的超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，所述螺旋单元的升角范围是8度至15度。5.根据权利要求1至4任一项所述的超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，还包括：设在所述辐射结构下方且与所述辐射结构相连的馈电结构；所述馈电结构通过连接段与所述辐射结构相连；所述连接段沿螺旋天线的竖直方向设置，以使所述馈电结构与所述辐射结构具有高度差。6.根据权利要求5所述的超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，所述馈电结构包括一节以上依次相连的匹配段，不同匹配段的宽度沿远离辐射结构的方向依次增大，每节匹配段的长度为辐射波的中心频率的四分之一波长。7.根据权利要求5所述的超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，所述馈电结构包括平面螺旋，所述平面螺旋与所述螺旋体的旋向相同。8.根据权利要求5所述的超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，还包括：地板；所述地板与所述馈电结构间隔设置，所述地板为桶形结构，且所述地板的直径大于等于所述螺旋体直径的两倍。9.根据权利要求8所述的超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，所述地板的边缘具有向外侧翻转的裙边。10.根据权利要求9所述的超宽带高增益螺旋天线，其特征在于，所述地板的高度等于辐射波的中心频率波长的0.15至0.25倍。2CN115986412A说明书1/7页一种超宽带高增益螺旋天线技术领域[0001]本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种超宽带高增益螺旋天线。背景技术[0002]圆柱螺旋天线(CHA)是一种典型的圆极化行波天线。由于其连续、光滑、自卷绕及电大尺寸的几何特性，电流波在螺旋导线上通常呈行波状态，其方向在X/Y轴上周期性地交替。再者，由于底部设置了金属反射板，从而形成超宽带、圆极化和单定向辐射。圆柱螺旋天线的另一个显著特点是，圆极化旋向与螺旋线的绕向相同，即右手绕为右旋圆极化(RHCP)，左手绕则为左旋圆极化(LHCP)，这一简单法则，为天线设计和旋向判断提供了准确可靠的依据。[0003]理论上，圆柱螺旋具有三种工作模式，即法向模(NormalMode)、轴向模(AxialMode)和圆锥模(ConicalMode)。其中，法向模，其工作波长远大于螺旋直径D(D>>1·λ)，最大辐射方向朝法向面，有类似于竖直偶极子的水平全向方向图，可为圆极化或线极化；轴向模，其最大辐射方向朝向螺旋的上端，工作波长约等于螺旋一圈的周长C，即C≈1·λc(λc为中心波长)，为圆极化且旋向与绕向相同；圆锥模，其最大辐射偏向轴向的一侧，轴向则形成零点，螺旋一圈