发明名称 双臂螺旋天线结构
摘要 一种双臂螺旋天线结构,其具有一输出入单元,其系一基板上设置一混波器所构成,该基板具有一表面披覆有金属导电层,该混波器系该基板表面金属导电层所形成之一微带线图腾,且包括一环状部以及数个传输埠;以及一天线单元,其系具有一壳体以及一阻抗转换器,该壳体系设置于该输出入单元基板上的一柱状中空结构,其表面螺旋环绕形成相互平行之一第一螺旋线与一第二螺旋线,且该第一螺旋线与第二螺旋线底端透过一电阻形成电气连接,该阻抗转换器系相互平行之一第一传输线与一第二传输线所构成,且该第一传输线与第二传输线之顶端系分别电气连接至该第一螺旋线与第二螺旋线之顶端,该第一传输线与第二传输线之底端系分别电气连接至该混波器中的不同传输埠。
申请公布号 TWI249265 申请公布日期 2006.02.11
申请号 TW094102487 申请日期 2005.01.27
申请人 国立台湾大学 发明人 蓝政惟;江简富;高敬哲
分类号 H01Q1/36;H01Q11/08 主分类号 H01Q1/36
代理机构 代理人 洪尧顺 台北市内湖区行爱路176号3楼
主权项 1.一种双臂螺旋天线结构,其包括: 一输出入单元,其系一基板上设置一混波器所构成 ,该基板具有一表面披覆有金属导电层,该混波器 系该基板表面金属导电层所形成之一微带线图腾, 且包括一环状部以及数个传输埠;以及 一天线单元,其系具有一壳体以及一阻抗转换器, 该壳体系设置于该输出入单元基板上的一柱状中 空结构,其表面螺旋环绕形成相互平行之一第一螺 旋线与一第二螺旋线,且该第一螺旋线与第二螺旋 线底端形成电气连接,该阻抗转换器系相互平行之 一第一传输线与一第二传输线所构成,且该第一传 输线与第二传输线之顶端系分别电气连接至该第 一螺旋线与第二螺旋线之顶端,该第一传输线与第 二传输线之底端系分别电气连接至该混波器中的 不同传输埠。 2.如申请专利范围第1项所述双臂螺旋天线结构,其 中,该第一螺旋线与第二螺旋线几何尺寸之设计, 系选择特定之操作频率范围,并选择单波束形式参 数分布图以及分叉波束形式参数分布图中的一种 参数分布图所达成者。 3.如申请专利范围第2项所述双臂螺旋天线结构,其 中,该第一螺旋线与第二螺旋线底端同时电气连接 一负载电阻。 4.如申请专利范围第2项所述双臂螺旋天线结构,其 中,该混波器系一宽频混波器(hybrid)。 5.如申请专利范围第4项所述双臂螺旋天线结构,其 中,该混波器系具有相同的输出入埠阻抗的一环形 四埠网路混波器。 6.如申请专利范围第5项所述双臂螺旋天线结构,其 中,该该混波器之环状部的平均半径(R)和传输讯号 波长(g)的关系为2R=1.5g,且该环状部形成一 第一传输埠、一第二传输埠、一第三传输埠以及 一第四传输埠,其中,各个邻传输埠之间的距离系 g/4,该第一传输埠以及第三传输埠之位置相差3 g/4,相当于该环状部之环状位置上相差180度。 7.如申请专利范围第6项所述双臂螺旋天线结构,其 中,该阻抗转换器系相互平行之一第一传输线与一 第二传输线所构成,且该第一传输线与第二传输线 之顶端系分别电气连接至该第一螺旋线与第二螺 旋线之顶端,该第一传输线与第二传输线之底端系 分别电气连接至第二传输埠与第三传输埠。 8.如申请专利范围第7项所述双臂螺旋天线结构,其 中,该混波器中的各传输埠阻抗为Z0,该混波器的阻 抗为Z1,且Z02=2Z12。 9.根据申请专利范围第3或第8项之双臂螺旋天线结 构,其中,该阻抗转换器的实行方式为传输线。 10.如申请专利范围第1项所述双臂螺旋天线结构, 其中,该基板系选用FR4电路板、氧化铝板、陶瓷板 或其它习知基板中的一种。 图式简单说明: 第一图系所显示本发明之双臂螺旋天线结构一种 较佳实施例的立体透视图。 第二图系显示第一图双臂螺旋天线结构之局部俯 视图。 第三图系显示第一图双臂螺旋天线结构之局部立 体视图。 第四a图系本发明之双臂螺旋天线结构一种较佳实 施例的右手圆极化增益场型图。 第四b图系本发明之双臂螺旋天线结构一种较佳实 施例的轴比增益场型图。 第五图系所显示本发明之双臂螺旋天线结构一种 较佳实施例的频率-输入阻抗关系图。 第六a图系本发明之双臂螺旋天线结构一种较佳实 施例的频率-S参数关系图。 第六b图系本发明之双臂螺旋天线结构一种较佳实 施例的频率-相位差关系图。 第七a至第七d图系本发明之双臂螺旋天线结构一 种较佳实施例之不同频率下的增益场型图。 第八图系本发明之双臂螺旋天线结构一种较佳实 施例之频率-反射损失以及频率-驻波比关系图。 第九图系本发明之双臂螺旋天线结构一种较佳实 施例之不同操作频率下的辐射场型图。 第十a至第十c图系本发明之双臂螺旋天线结构一 种较佳实施例在不同尺寸参数下的频率-轴比以及 频率-波束宽度关系图。 第十一图系本发明之双臂螺旋天线结构一种较佳 实施例所使用之单波束形式参数分布图。 第十二图系本发明之双臂螺旋天线结构一种较佳 实施例所使用之分叉波束形式参数分布图。
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