1．1 天线辐射元的设计
阿基米德螺旋天线是一种自互补天线，即天线臂宽与间隔相等。对于自互补结构的天线，由巴俾涅原理知其输入阻抗为60πΩ。如微带衬底介电常数为εr，则输入阻抗选择普通基板εr=4．6，基片厚度h=1 mm，这样天线的输入阻抗约为Z0=112．6Ω。天线外圈周长必须大于1．25倍λmax，馈电点间距必须小于λmin／4。
1．2 背腔设计
要获得单向辐射，需要用到反射腔，也可以在背腔内填充吸波材料，考虑到增益，本文腔体内部不填充吸波材料，而直接采用λ／4扼流套作为背腔。其基本结构如图2所示，在同轴线外部加上一个长度为λ／4的金属套，底端与同轴线外皮短接，该金属套与同轴线的外导体构成一个特性阻抗为Zc的新同轴线L，且终端短路。易知，终端短路的λ／4长的同轴线有开路效应即从L顶端向下看去，特性阻抗为Zc的同轴线的输入阻抗为无穷大，也就是说如果在该段传输线上有电压电流分布，则最顶端为电压腹点，电流节点，从而这种结构有一定的扼流作用。
1．3 输入阻抗匹配设计
由阿基米德螺旋天线的辐射机理可知，要保证辐射为轴向辐射，辐射场为圆极化，必须要求等辐反相对其馈电，即要求平衡馈电，而同轴线是不平衡馈电系统，所以应在馈电端与天线之间加一个不平衡至平衡的变换器，即巴伦。宽频带的同轴线到微带线的转换巴伦通常采用锥削巴伦，驻波带宽可以达到8倍频程以上，但是这种巴伦不易于加工，并且在巴伦变换段出现了射频泄漏，会影响天线的方向图，本文采用一种窄带的匹配，采用了空心的同轴变换段代替巴伦，这种结构带来了馈电不平衡等影响，但是加工实验方便，前期设计时可以采用。
本文针对空心同轴段长度及基板厚度做过实验，分别测试对天线输入驻波的影响。空心同轴段取6～10 mm，介质基板厚度取O．5～1．5 mm，发现在空心段长为8 mm，基板厚为O．5 mm时，驻波特性较好，驻波测试曲线如图3所示。在1～8 GHz的宽频带内驻波都小于2，证明这种窄带匹配还具有不错的效果。
