双锥对数超宽带螺旋天线结构设计

　　该双锥对数螺旋结构主要面向短距离高速无线通讯场景，适配室内高精度定位、工业现场无线传感网络、短距高速数据传输等对信号带宽、辐射方向图一致性有较高要求的应用场景，可覆盖UWB频段的信号收发需求，解决传统单锥螺旋天线在宽频工作下方向图畸变、轴比波动大的问题。从结构功能来看，整体采用上下对称双锥布局，上部螺旋锥段负责右旋圆极化信号的辐射与接收，下部平衡锥段直接与同轴馈线的屏蔽层连通，作为螺旋辐射体的平衡馈电结构，无需额外设计巴伦电路即可实现平衡馈电，减少馈电网络带来的信号损耗与匹配调试难度。中心馈电结构直接利用同轴电缆内芯延伸作为馈电探针，无需额外加工独立馈电针，降低装配复杂度，同轴电缆外屏蔽层与下锥面的铜箔层可靠导通，

　　保证馈电回路的连续性。设计过程中重点解决了常规螺旋天线馈电位置易受电磁干扰的问题，将地网结构直接折叠贴合在同轴电缆外侧的锥面区域，利用铜箔的导电特性将馈线外侧的感应电流约束在锥面结构内，避免馈线外表面的共模电流辐射干扰天线近场方向图，保证宽频范围内辐射方向图的轴对称性，减少信号覆盖盲区。螺旋线采用等角对数螺旋布局，螺旋升角、锥度参数经过匹配优化，保证在整个工作频段内输入阻抗保持稳定，减少不同频率下的驻波比波动，适配宽频信号的无畸变传输。上下锥面采用薄壁锥形结构，螺旋线沿锥面等距排布，螺旋线的匝间距、线宽参数经过迭代优化，保证轴比在工作频段内维持在较低水平，满足右旋圆极化的使用要求。结构安装边界方面，整体为轴对称回转结构，

　　最大径向尺寸位于上下锥的外端边缘，轴向总长度为两个锥段长度加中心馈电段的伸出长度，安装时可通过下锥端的同轴电缆直接固定，无需额外设计安装法兰，适配小型化通讯设备的内置安装需求，安装时需保证锥面螺旋结构周围无金属遮挡物，避免金属结构对辐射信号的反射与遮挡，影响天线的辐射效率与方向图形状。锥面基材可采用低介电常数的非金属材料加工，表面覆铜箔作为辐射体与地网结构，铜箔厚度需满足高频信号的集肤效应要求，保证信号在铜箔表面的低损耗传输，铜箔与同轴馈线的连接位置采用焊接工艺固定，保证接触电阻处于较低水平，避免连接位置的信号反射。螺旋辐射体与下锥地网之间保持固定的间距，避免出现局部短路问题，同时螺旋线的末端采用渐消式结构，减少螺旋末端的信号反射，

　　保证行波工作状态，提升天线的辐射效率。该结构可直接通过3D打印加工锥面基体，后续通过覆铜、焊接馈线的方式完成装配，加工门槛低，装配流程简单，无需复杂的调试工序即可满足使用要求，适合小批量试制与定制化通讯设备的快速开发。在实际使用中，该结构可直接集成在无线传感节点、室内定位基站、高速无线数传终端内部，无需额外的天线罩结构即可工作，若应用在户外场景，可在外部增加低介电常数的防护壳体，避免雨水、灰尘对天线结构的侵蚀，防护壳体的壁厚需控制在合理范围，避免对天线的阻抗匹配与辐射特性造成明显影响。