[实用新型]一种螺旋柱面天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种螺旋柱面天线。

背景技术

直立单极子天线由于结构简单、易于制造，并且具有水平面的全向辐射特性，在通讯领域一直被广泛应用。但是，采用传统的技术，单极子天线具有较大的尺寸。为减小尺寸，人们提出了阻抗性加载、用匹配电路调谐等措施，以实现减小天线尺寸的目的。但所有这些常用措施，都有一个共同的缺点，就是降低了天线的辐射效率，使天线的增益明显降低，常常在1～2dBi甚至有些单极子天线为负增益，使天线性能大大降低，天线的应用受到了限制。如果有方法能够不降低天线增益，又能减小天线的尺寸，即能很好的解决上述矛盾，定能使单极子类天线获得更广泛的应用。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型提出一种具有小尺寸的单极子类天线，克服普通阻抗性加载、在馈线中附加调谐电路以及其它方法减小单极子天线时造成增益下降的缺点。与普通直立单极子天线相比，能够在同等天线高度的条件下，获得满足条件的工作频率和较高的增益。

为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是：一种螺旋柱面天线，包括螺旋柱面、金属盘和金属地，螺旋柱面垂直设置在金属地上，螺旋柱面由金属薄片绕垂直于金属地的直立中心轴等间距的螺旋状卷曲形成，金属盘设置在螺旋柱面的顶端，金属盘与金属地平行，金属盘与螺旋柱面电连接，金属盘的面积大于螺旋柱面的横截面面积，在螺旋柱面的内部设置有缺口。

作为本实用新型的优化方案，螺旋柱面天线还包括馈电线和短路线，馈电线和短路线均设置在螺旋柱面的底端，馈电线靠近缺口的外边缘，短路线靠近缺口的内边缘，短路线与金属地连接。

作为本实用新型的优化方案，螺旋柱面天线还包括馈电电缆，馈电线与馈电电缆的内导体相连，馈电电缆的外导体与金属地相连。

作为本实用新型的优化方案，缺口的高度h小于螺旋柱面的高度H。

作为本实用新型的优化方案，缺口从螺旋柱面的底端向上设置。

本实用新型具有积极的效果：1)本实用新型较传统单极子天线在相同工作频率条件下具有更低的高度，实现了小尺寸的要求；

2)本实用新型与通过阻抗性加载、附加调谐电路等措施减小尺寸做成的天线相比，具有更高的增益；

3)本实用新型天线在螺旋柱面内设置缺口和接地结构、螺旋柱面上附加金属盘使所实用新型的天线获得了更好的驻波及辐射特性；

4)本实用新型的螺旋柱面的卷曲结构进一步减小了天线另一个维度的尺寸，使天线更紧凑；

5)本实用新型天线的性能对结构尺寸不敏感，加工时，结构尺寸可以有较大的允差范围，易于调节和实现；

6)本实用新型的天线结构简单、加工成本低廉。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例示意图；

图3为本实用新型的实施例反射系数实测图；

图4为本实用新型的实施例辐射方向图。

其中：1、螺旋柱面，2、金属盘，3、金属地，4、馈电线，5、短路线，11、缺口，61、馈电电缆的内导体，62、馈电电缆的外导体。

具体实施方式

如图1～2所示，本实用新型公开了一种螺旋柱面天线，包括螺旋柱面1、金属盘2和金属地3，螺旋柱面1垂直设置在金属地3上，螺旋柱面1由金属薄片绕垂直于金属地3的直立中心轴等间距的螺旋状卷曲形成，金属盘2设置在螺旋柱面1的顶端，金属盘2与金属地3平行，金属盘2与螺旋柱面1电连接，金属盘2的面积大于螺旋柱面1的横截面面积，在螺旋柱面1的内部设置有缺口11。其中，金属薄片的厚度为δ，螺旋柱面1的起点为螺旋的中心处，螺旋柱面1的起点设置在螺旋柱面1的内边缘；螺旋柱面1的终点为螺旋的最外侧，螺旋柱面1的终点设置在螺旋柱面1的外边缘。从离开螺旋柱面1的起点内边缘适当位置起，沿螺旋向外从螺旋柱面1的下边缘向上在螺旋柱面1上切去适当宽度的一部分，形成缺口11，缺口11的高度不超过螺旋柱面1的高度。金属盘2完全盖住螺旋柱面1的截面。

螺旋柱面天线还包括馈电线4和短路线5，馈电线4和短路线5均设置在螺旋柱面1的底端，馈电线4靠近缺口11的外边缘，短路线5靠近缺口11的内边缘，短路线5与金属地3连接。在靠近缺口11外侧未挖去部分的螺旋柱面1下边缘适当位置设置馈电线4，在靠近缺口11内侧未挖去部分的螺旋柱面1下边缘适当位置设置短路线5。