新型谐振式螺旋天线的设计原理简介

四、 实验结果

我们按照上面的思路设计了一个八臂螺旋天线，它的具体参数如下：

螺旋臂长度：λC/2

螺旋高：0.27λC

螺旋直径：0.146λC

螺旋臂直径：0.006λC

螺旋臂旋转度数：180°

螺旋中心距底板距离：λC/4

其中λC表示中心频率对应的波长。最后得到该天线的实测结果如图 3、图 4所示。图 3(a)中的曲线1表示在HP8510B矢量网络分析仪上测得的四臂螺旋天线的驻波比特性曲线，为了便于比较，在同样条件下测得的八臂螺旋天线驻波比由曲线2给出，可见八臂螺旋能明显地展宽天线的频带;图 3(b)表示在相同的仪器上测得的史密斯阻抗圆图。此处我们根据要求将天线的频带设计在14%，而事实上可以做得更宽。图 4(a)和(b)分别为工作频率取0.93fc和1.07fc(即图 3(a)中的标记2和3)时，由频谱仪测出的远区辐射方向图，它们的半功率宽度分别达到140°以及145°左右，这么宽的波束是其它形式的天线很难达到的。

图 3　八臂螺旋天线的驻波比曲线和阻抗曲线

图 4　八臂螺旋天线的实测功率方向图

五、 结束语

谐振式八臂螺旋天线除了工作频带宽，在很宽的波束范围内圆极化性能好的特点之外，还具有以下优点：

(1) 天线的损耗小;

(2) 方向图的旋转对称性好;

(3) 天线之间的互耦小;

(4) 适当地选择参数，很容易获得双频工作特性。

这些特点使得这种新型天线既能单独应用，从而为GPS和卫星移动通信解决了一个技术难点，又非常适合于作为辐射单元来构成能真正实现宽角扫描的相控阵天线。因此我们认为这种八臂螺旋天线有着广阔的应用前景。