四臂螺旋天线简介

四臂螺旋式天线

四臂螺旋式天线（Quadrifilar Helix Antenna ）一般由四条按特定规则弯曲的金属线条镶于圆柱形基材上，无需任何接地。它具备有Zapper天线的特性，也具备有垂直天线的特性。此种巧妙的结构，使天线任何方向都有3dB的增益，方向图特性良好。四臂螺旋式天线拥有全面向360度的接收能力，因此在与pda结合时,无论PDA的摆放位置如何,四臂螺旋式天线皆能接收,有别于使用平板GPS天线需要平放才能较好的接收的限制.使用此种天线,当卫星出现于地平面上10度时,即可收到卫星所传送的讯号.

四臂螺旋天线是美国约翰普金斯大学应用物理实验室博士Kilgus于1968年提出的，之后人们对其进入了深入的研究。该天线具有心型方向图、良好的前后比及优异的圆极化特性，因此被广泛应用于卫星通信系统，尤其被认为是理想的全球定位系统GPS和卫星手机接收天线，但体积大是其缺点。

早期四臂螺旋天线的辐射单元一般采用金属管或金属线，通过弯曲成型或缠绕在绝缘柱上，这样必然需要在馈电网络中加入复杂的平衡转换器和阻抗匹配网络，螺旋结构也需要机械支撑，因此天线体积较大，难于批量生产。

2001年Leisten提出了陶瓷介质加载四臂螺旋天线。该天线采用陶瓷填充，天线体积缩小大10.00×17.8mm（底面直径×高），为未加载的1\6.相对于应用于GPS系统的介质加载微带贴片天线，DQHA还具有优良的前后比和广角圆极化特性，且电磁场被束缚在陶瓷核内，近场很小，天线受手机、人体等周围环境影响很小。

陶瓷天线虽然在性能方面表现已经较好，但需要十多种不可缺少工艺，才制成产品。流程长的代价是产品巨贵，且体积不大不小的，在手机中用，体积需要进一步减小。为此国内研究左手材料及天线的专家在2011年联合推出了一款自主研发的新型多频四臂螺旋天线，即微航牌四臂螺旋天线。相比于陶瓷天线，微航牌天线在相同的体积增益高、相同的增益体积小，并有圆柱型（直径6.0mmX12mm）、条形（6.0mmX6.0mmX13mm）等多种款式，可用于手机GPS中。

四臂螺旋天线目前主要可分为陶瓷四臂螺旋天线和新型四臂螺旋天线。

陶瓷四臂螺旋天线具有优良的前后比和广角圆极化特性，且电磁场被束缚在陶瓷核内，近场很小，天线受手机、人体等周围环境影响很小，以英国Sarantel公司系列天线产品为代表。

新型四臂螺旋天线是采用有机复合材料工艺和LDS技术相结合的一款新型四臂螺旋天线，除了性能方面的提升，体积更小，并且有多种外形款式，以国内V-ON微航牌系列产品为代表。

四臂螺旋天线广泛应用于航天、气象、定位、中继等诸多领域。但是如果地面接收站附近干扰源较多，则不适用四臂螺旋式天线，因为四臂螺旋式天线具备全方向的增益，反而干扰了卫星信号的接收，此时后端需要有良好的滤波措施（包括电路和软件抗干扰两个方面）。

随着科技的发展，四臂螺旋天线优越的电气性能也将得到更加广泛的应用。近几年中国北斗导航系统的崛起，将会进一步刺激四臂螺旋天线向多频的方向发展，新型多频四臂螺旋天线将会成为未来的大热产品。

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