Спиральді антенналар

Когда несущая основа скатывается в обычно цилиндрическую форму для образования требующихся спиральных антенных конструкций, края 2212 и 2214 подводят в непосредственную близость друг к другу, как показано на фиг.22D. Сквозные отверстия 2210 и металлическая полоска 2218 (если она имеется) находятся на противоположном краю заземленного слоя 2214 так, чтобы они перекрывали слой припоя 2216. Используя хорошо известные технологию и оборудование для пайки, подводится тепло, а полоска 2218 удерживается в контакте с материалом 2216 припоя.

Когда материал 2216 припоя расплавляется, он протекает в отверстие 2210 и на металлическую полоску 2218. Затем подвод тепла уменьшают или его отводят, а припой образует постоянное, но подвижное, или пригодное к эксплуатации соединение или связь между двумя наружными краями или концами заземленного слоя 412. Таким образом, теперь несущая основа 406 антенны и элементы антенны, размещенные на ней, механически удерживаются в желательном цилиндрическом виде и при этом не требуется других материалов, таких как диэлектрическая лента, клеи и другие подобные материалы. Это уменьшает время, стоимость и трудозатраты, которые раньше требовались для сборки спиральной антенны такого типа. Это также может улучшить автоматизацию такой операции и обеспечить надежно воспроизводимые размеры антенны. Кроме того, один край заземленного слоя 412 теперь электрически соединен с другим краем, обеспечивая непрерывное проводящее кольцо из заземленного слоя, как это и требуется. Это электрическое соединение выполняется без использования сложных припойных или соединяющих проволок.

Эта технология также может быть расширена и на то, чтобы обеспечить опору или зацепление вдоль других частей антенны. Например, ряды из одной или нескольких металлических прокладок или полосок 2220 могут быть расположены в местах, находящихся на расстоянии друг от друга, вдоль длины одной или обеих групп антенных излучателей. Как видно на фиг.22Е, металлические прокладки или полоски 2220 расположены вблизи от одного или нескольких излучателей 104A-D, но на противоположной стороне опорной основы 406 (100). Эти прокладки или полоски расположены так, что когда основа антенны скатывается или изгибается для получения требующейся антенны, как видно на фиг.22F, металлические прокладки или полоски 2220 располагаются поверх части излучателей 104A-D на противоположном краю опорной основы. А конкретно, в одном из вариантов металлические прокладки или полоски 2220 расположены поверх заземленных дорожек 1436 излучателей 104A-D. Металлизированные сквозные отверстия могут быть выполнены в прокладках 2220 там, где это требуется для применения антенны, или для улучшения теплопередачи, чтобы расплавлять припой.

Если небольшое количество припоя 2226 предварительно наносится на сопряженную часть на поверхности заземленной дорожки 1436, то он может использоваться для присоединения этих излучателей к полоскам. Это обеспечивает дополнительные соединения или точки сцепления, которые эффективно удерживают антенную конструкцию в виде требующейся формы. Если требуется электрическое соединение, то металлизированные отверстия могут быть выполнены в прокладках или полосках насквозь до противоположной стороны. Эти прокладки могут использоваться в сочетании с полосками, которые ранее обсуждались для заземленных слоев, или без этих полосок. Такая конструкция особенно подходит, если излучатели очень длинные или предполагается несколько ярусов антенных излучателей, что приводит к образованию длинных антенных конструкций.

Фиг.23А-23С иллюстрируют ряд видов примерного варианта каркаса 2310, используемого для свертывания основы 406 в требуемую форму. В примере, проиллюстрированном на фиг. 23, - это каркас 2310 цилиндрической формы, используемый при свертывании антенны и обеспечивающий непрерывную опору и жесткость для антенной конструкции. В одном из вариантов каркас 2310 может быть выполнен с рядом штырьков или зубцов 2312, вытянутых радиально наружу от внешней поверхности каркаса 2310. Для взаимодействия с каркасом 2310 и зубцами 2312 в основе 406 для зацепления с зубцами 2312 выполнен ряд технологических или монтажных отверстий или проходов 2230.

На фиг.22А технологические отверстия 2230 показаны как отверстия, находящиеся в пределах заземленных слоев 412. Металлический материал заземленного слоя 412 действует для укрепления отверстий и препятствует деформации и смещению, когда используется относительно мягкий материал опорной основы. Это помогает точно выполнить выравнивание антенной конструкции. Однако не существует обязательного требования, чтобы отверстия 2230 находились в пределах металлического слоя.

Обратимся опять к фиг.23А-23С и начнем с перспективы, показанной на фиг. 23А; основа 406, как показано, находится в зацеплении с опорным каркасом 2320 за счет сцепления зубьев 2312 с отверстиями 2230. Как видно на видах сбоку фиг. 23В и 23С, по мере того как опорный каркас 2320 поворачивается вокруг своей оси или, по-другому, основа 406 наматывается вокруг опорного каркаса 2310, отверстия 2230 сцепляются с зубцами 2312, которые способствуют тому, чтобы основа 406 располагалась напротив или на опорном каркасе 2310. В конечном счете, вся основа 406 входит в зацепление с опорным каркасом 2310. На фиг. 23С основа 406 показана в том виде, когда она намотана вокруг опорного каркаса 2310 до такого положения, что она нахлестывается сама на себя так, что полоски 2218, 2220 соединяются с припоем 2216, 2226, как описано выше.

Конечно, если полоски 2218, 2220 и припой 2216, 2226 не используются для соединения участков основы, тогда нет необходимости, чтобы основа была намотана на опорный каркас 2310 внахлест. Кроме того, нет такого требования, чтобы опорный каркас 2310 был на всю длину антенны (антенн), излучателей 104A-D или основы 406. В некоторых применениях некоторые или все части антенны могут быть сами опорными, без каркаса 2310. Такая особенность может дать преимущество, например, в том, что уменьшается влияние каркаса 2310 на диаграмму направленности на определенных частотах.

Для ясности и упрощения иллюстрации на фиг.23А-23С показана только основа 406 без имеющихся на ней слоев материалов: для заземленных слоев, излучателей, подвода сигнала, схем возбуждения и т.д. Специалистам в данной области техники также будет легко видно, как устанавливать величину отверстий 2230, чтобы согласовать их с размерами зубцов 2312.

Каркас 2310, как показано на фиг.23, может быть сконструирован, используя сплошную или полую конструкцию, выполненную цилиндрической или другой требующейся формы, с выступающими из нее зубцами или штырьками 2312. В этом варианте можно рассматривать каркас 2310, например, как разновидность зубчатого барабана, используемого во многих музыкальных шкатулках. Как будет очевидно для среднего специалиста в данной области техники после прочтения этого описания, для выполнения каркаса 2310 могут быть реализованы и другие конструкции, включая конструкции ось/спицы, ось/звездочка или другие соответствующие конфигурации.

Заметим, что предполагается, что шаг штырьков или спиц может быть несимметричным относительно опорного элемента. То есть, промежутки могут быть больше в некоторых частях для того, чтобы сообщать большую величину последовательного растягивающего усилия при намотке, и меньшую в некоторых зонах, чтобы лучше регулировать установку основы в заданное положение, где нахлестываются края основы. Предпочтительно шаг зубцов выбирается таким, чтобы зубцы 2312 обеспечивали определенную величину растягивающего усилия для удержания основы 406 на месте и выполнения полной сборки в виде более жесткой конструкции.

Использование отверстий 2230 и зубцов 2312 обеспечивает большие возможности при изготовлении для автоматизации установки положения и сборки и для точного размещения или установки в определенном положении основы на каркасе, который может быть закреплен внутри обтекателя антенны. Это позволяет выполнить более точно конструктивное определение и позиционирование антенной сборки, что приводит к более точному регулированию и коррекции влияния обтекателя на диаграммы направленности.

Вышеприведенное описание расположения металлических полосок 2218, материала 2216 припоя и сквозных отверстий 2210 представлено в качестве примера. После прочтения настоящего описания специалисту в данной области техники будет очевидно, как эти элементы могут быть размещены в других местах в зависимости от требующейся конфигурации. Например, эти элементы могут быть расположены так, чтобы свернутая антенна могла иметь круговую поляризацию, правостороннюю или левостороннюю и иметь излучатели 104A-D либо внутри, либо снаружи этой формы.

VIII. Заключение 
Несмотря на то, что выше были описаны различные варианты настоящего изобретения, должно быть понятно, что они были представлены только для примера, и изобретение ими не ограничивается. Следовательно, широта и объем настоящего изобретения не должны ограничиваться каким-либо из вышеописанных примеров, а должны определяться только в соответствии с нижеприведенной формулой.

Предыдущее описание предпочтительных вариантов представлено для того, чтобы любой специалист в данной области техники смог выполнить или использовать настоящее изобретение. Несмотря на то, что изобретение было конкретно показано и описано со ссылкой на его предпочтительные варианты, специалистам будет понятно, что в нем могут быть сделаны различные изменения в форме и в деталях, не выходя за рамки сущности и объема изобретения.

 
Формула изобретения

1. Двухдиапазонная спиральная антенна, содержащая первую секцию антенны, включающую первую схему возбуждения, расположенную на первой стороне диэлектрической основы на первой возбуждающей части первой секции антенны, первый заземленный слой, расположенный на второй стороне упомянутой основы и находящийся напротив первой схемы возбуждения, первую группу из одного или более излучателей, расположенных на упомянутой основе и вытянутых от первой схемы возбуждения, и контакт, вытянутый от первой возбуждающей части упомянутой первой секции антенны, и вторую секцию антенны, включающую вторую схему возбуждения, расположенную на упомянутой основе на второй возбуждающей части, второй заземленный слой, расположенный на упомянутой основе напротив второй схемы возбуждения, и вторую группу из одного или более излучателей, расположенных на упомянутой основе и вытянутых от второй схемы возбуждения.

2. Антенна по п. 1, отличающаяся  тем, что второй заземленный слой  электрически соединен с одним  концом второй группы из одного  или более излучателей.

3. Антенна по п.1, отличающаяся  тем, что контакт размещен по  существу вдоль оси антенны.

4. Антенна по п.1, отличающаяся  тем, что контакт вытянут от  конца первой возбуждающей части, который является наиболее близким  к второй секции антенны.

5. Антенна по п.1, отличающаяся  тем, что дополнительно содержит  соединитель, соединенный с контактом.

6. Антенна по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что контакт  содержит средство для обеспечения  пути протекания тока из излучателей  второй секции антенны вдоль  ее оси, чтобы увеличить тем  самым энергию, излучаемую в направлениях, перпендикулярных к оси.

7. Антенна по п.1, отличающаяся  тем, что первая и вторая группы  излучателей состоят из полосковых  сегментов, нанесенных на диэлектрическую  основу, которой придана такая  форма, что излучатели имеют вид  навитой спирали.

8. Антенна по п.7, отличающаяся  тем, что диэлектрическая основа  имеет цилиндрическую, коническую  или другую соответствующую форму. - 
9. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из первой и второй групп излучателей содержит первый полосковый сегмент, вытянутый в виде спирали от первого конца излучательной части в направлении второго конца излучательной части, и второй полосковый сегмент, вытянутый в виде спирали от второго конца излучательной части в направлении первого конца излучательной части, при этом первый полосковый сегмент находится вблизи от второго полоскового сегмента настолько, что упомянутые первый и второй полосковые сегменты электромагнитно связаны друг с другом.' 
10. Антенна по п.9, отличающаяся тем, что первый полосковый сегмент выполнен одинаковой длины с вторым полосковым сегментом.

11. Антенна по п.9, отличающаяся  тем, что первый и второй полосковые  сегменты имеют длину  /4, где   - длина волны резонансной частоты антенны.

12. Антенна по п.9, отличающаяся  тем, что излучатели дополнительно  содержат один или более промежуточных  полосковых сегментов, размещенных  между упомянутыми первыми и  вторыми полосковыми сегментами.

13. Антенна по п.1, отличающаяся  тем, что каждая секция антенны  содержит четыре излучателя и  схему возбуждения для обеспечения  квадратурных сигналов для упомянутых  четырех излучателей.

14. Антенна по п.1, отличающаяся  тем, что точка возбуждения каждого  излучателя расположена на расстоянии  от первого конца излучательной части вдоль первого полоскового сегмента, которое выбрано так, чтобы согласовать импедансы излучателей и схемы возбуждения.

15. Антенна по п.1, отличающаяся  тем, что первая секция антенны  соосно ярусно скомпонована со второй секцией антенны.

16. Двухдиапазонная спиральная антенна, содержащая первую секцию антенны, включающую первую схему возбуждения, расположенную на первой стороне основы на первой возбуждающей части первой секции антенны, первый заземленный слой, расположенный на второй стороне упомянутой основы и находящийся напротив упомянутой схемы возбуждения, первую группу из одного или более излучателей, расположенных на упомянутой основе и вытянутых от упомянутой схемы возбуждения; и вторую секцию антенны, включающую вторую схему возбуждения, расположенную на упомянутой основе на второй возбуждающей части, второй заземленный слой, расположенный на упомянутой основе напротив второй схемы возбуждения, и вторую группу из одного или более излучателей, расположенных на упомянутой основе и вытянутых от второй схемы возбуждения; и контакт, вытянутый от первой возбуждающей части первой секции антенны и проходящий вдоль оси второй секции антенны для подачи сигнала на первую секцию антенны для обеспечения пути протекания тока из излучателей второй секции антенны вдоль ее оси, чтобы тем самым увеличить энергию, излучаемую в направлениях, перпендикулярных к оси.

17. Антенна по п.16, отличающаяся  тем, что упомянутый контакт размещен  по существу вдоль оси антенны.

18. Антенна по п.16, отличающаяся  тем, что упомянутый контакт вытянут  от конца первой возбуждающей  части, который является наиболее  близким к второй секции антенны.

19. Антенна по п. 16, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из первой и второй групп излучателей содержит первый излучательный сегмент, вытянутый в виде спирали от первого конца излучательной части в направлении второго конца излучательной части, и второй излучательный сегмент, вытянутый в виде спирали от второго конца излучательной части в направлении первого конца излучательной части, при этом первый излучательный сегмент находится вблизи от второго излучательного сегмента настолько, что первый и второй излучательные сегменты электромагнитно связаны друг с другом.