新型諧振式螺旋天線的設計原理簡介

四、 實驗結果

我們按照上面的思路設計了一個八臂螺旋天線，它的具體參數如下：

螺旋臂長度：λC/2

螺旋高：0.27λC

螺旋直徑：0.146λC

螺旋臂直徑：0.006λC

螺旋臂旋轉度數：180°

螺旋中心距底板距離：λC/4

其中λC表示中心頻率對應的波長。最后得到該天線的實測結果如圖 3、圖 4所示。圖 3(a)中的曲線1表示在HP8510B矢量網絡分析儀上測得的四臂螺旋天線的駐波比特性曲線，為了便于比較，在同樣條件下測得的八臂螺旋天線駐波比由曲線2給出，可見八臂螺旋能明顯地展寬天線的頻帶;圖 3(b)表示在相同的儀器上測得的史密斯阻抗圓圖。此處我們根據要求將天線的頻帶設計在14%，而事實上可以做得更寬。圖 4(a)和(b)分別為工作頻率取0.93fc和1.07fc(即圖 3(a)中的標記2和3)時，由頻譜儀測出的遠區輻射方向圖，它們的半功率寬度分別達到140°以及145°左右，這么寬的波束是其它形式的天線很難達到的。

圖 3　八臂螺旋天線的駐波比曲線和阻抗曲線

圖 4　八臂螺旋天線的實測功率方向圖

五、 結束語

諧振式八臂螺旋天線除了工作頻帶寬，在很寬的波束范圍內圓極化性能好的特點之外，還具有以下優點：

(1) 天線的損耗小;

(2) 方向圖的旋轉對稱性好;

(3) 天線之間的互耦小;

(4) 適當地選擇參數，很容易獲得雙頻工作特性。

這些特點使得這種新型天線既能單獨應用，從而為GPS和衛星移動通信解決了一個技術難點，又非常適合于作為輻射單元來構成能真正實現寬角掃描的相控陣天線。因此我們認為這種八臂螺旋天線有著廣闊的應用前景。