一種多頻北斗高精度天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多頻北斗高精度天線，涉及天線技術(shù)領(lǐng)域。所述天線包括天線輻射體和饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)通過探針給所述天線輻射體饋電，其中，天線輻射體包括輻射體介質(zhì)板和輻射貼片，所述輻射貼片通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板的表面，所述輻射貼片為矩形，在其四條邊上分別設(shè)有一LC集總元件。本發(fā)明提出的北斗多頻高精度天線，在輻射貼片上加載了LC集總元件，采用了微帶天線結(jié)合多饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多頻工作特性和穩(wěn)定相位中心特性。
【專利說明】一種多頻北斗高精度天線
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及多頻段工作的北斗高精度天線。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)獨(dú)立開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具有受晝夜、季節(jié)、氣象條件等外界條件影響限制較小，導(dǎo)航定位精度高，定位速度快，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。一般民用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度可達(dá)到米級(jí)，隨著無線電技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，高精度衛(wèi)星定位系統(tǒng)逐漸被廣泛地應(yīng)用，如公路、鐵路測(cè)量，地面增強(qiáng)系統(tǒng)的基準(zhǔn)站，大地測(cè)量等。其精度可達(dá)到毫米級(jí)。天線作為高精度衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，在提高系統(tǒng)的精度方面起到了至關(guān)重要的作用。高精度衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要求天線多頻段工作，同時(shí)具有穩(wěn)定的相位中心、軸比低，方向圖在低仰角具有一定的銳截止特性。
[0005]高精度天線為實(shí)現(xiàn)多頻工作特性，一是采用寬頻帶的平面螺旋或者螺旋縫隙天線(包括變形結(jié)構(gòu))，并采用多饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多頻、寬帶同時(shí)具有穩(wěn)定相位中心的天線，如國(guó)外的烽火輪天線，在此基礎(chǔ)上為提高抗多徑效果，經(jīng)常在天線背面附加扼流圈;此類天線輻射體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜;二是采用多層疊加的微帶天線結(jié)合多饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多頻帶工作特性，但是此類天線相位中心由于天線結(jié)構(gòu)是立體結(jié)構(gòu)，因此的不同頻段對(duì)應(yīng)的相位中心不在一起。為提高天線的抗多徑效應(yīng)在天線背面也可采用扼流圈。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種多頻北斗高精度天線，實(shí)現(xiàn)了多頻段工作特性，同時(shí)因采用了單個(gè)微帶輻射貼片，避免了不同頻段對(duì)應(yīng)的相位中心不一致的問題。
[0008]特別地，本發(fā)明提供了一種多頻北斗高精度天線，包括天線輻射體和饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)通過探針給所述天線輻射體饋電，其中，
天線輻射體包括輻射體介質(zhì)板和輻射貼片，所述輻射貼片通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板的表面，所述輻射貼片為矩形，在其四條邊上分別設(shè)有一 LC集總元件。
[0009]進(jìn)一步地，所述輻射貼片包括矩形輻射貼片和矩形環(huán)型輻射貼片，所述矩形輻射貼片內(nèi)嵌在所述矩形環(huán)型輻射貼片內(nèi)。
[0010]進(jìn)一步地，所述LC集總元件設(shè)置在所述矩形輻射貼片和所述矩形環(huán)型輻射貼片的四條邊的中心處，每個(gè)所述LC集總元件分別電連接所述矩形輻射貼片和所述矩形環(huán)型輻射貼片。
[0011]進(jìn)一步地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建有四個(gè)饋電位置，用于為所述天線輻射體的工作供電。
[0012]進(jìn)一步地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板、金屬地板和饋電電路，所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板緊貼所述輻射體介質(zhì)板設(shè)置，所述金屬地板通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板和所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板之間，所述饋電電路光刻腐蝕在所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板的底面上。
[0013]進(jìn)一步地，所述饋電電路為一分四的功分網(wǎng)絡(luò)，用于提供幅度相等相位差的功分電路，為所述天線輻射體的工作供電。
[0014]進(jìn)一步地，在所述金屬地板的中心位置附近設(shè)置有四個(gè)通孔，所述四個(gè)通孔相對(duì)于所述金屬地板的中心圓對(duì)稱排列，所述饋電電路通過探針穿過所述四個(gè)通孔為所述輻射貼片進(jìn)行饋電。
[0015]進(jìn)一步地，在所述矩形輻射貼片上位于其四條邊的中心處設(shè)有饋電點(diǎn)，所述金屬地板上的四個(gè)通孔分別對(duì)應(yīng)于所述饋電點(diǎn)來設(shè)置。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本專利提出的北斗多頻高精度天線，在輻射貼片上加載了集總元件，采用了微帶天線結(jié)合多饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多頻工作特性和穩(wěn)定相位中心特性。
[0017]進(jìn)一步地，與其他高精度天線不同，本專利并沒有采用多層微帶天線，而是提出了在單個(gè)微帶輻射貼片上加載LC集總元件的方法實(shí)現(xiàn)了多頻段工作特性，同時(shí)因采用了單個(gè)微帶輻射貼片，避免了不同頻段對(duì)應(yīng)的相位中心不一致的問題。本專利提出的天線可單獨(dú)作為北斗系統(tǒng)的高精度天線使用。另外，本發(fā)明也可配合扼流圈進(jìn)一步提高天線的抗多徑特性，提高系統(tǒng)精度。
[0018]根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0019]
【附圖說明】
[0020]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多頻北斗高精度天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1所示的多頻北斗高精度天線的示意性側(cè)視圖；
圖3是圖1所示的多頻北斗高精度天線中的輻射貼片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖1所示的多頻北斗高精度天線中的金屬地板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例所描述的多頻北斗高精度天線的Sll仿真圖；
圖6為圖5中的fl工作頻段的天線增益方向圖；
圖7為圖5中的f2、f3工作頻段的天線增益方向圖；
圖8為本發(fā)明在fl、f2、f3工作頻段天線相位方向圖；
圖9為本發(fā)明實(shí)施例中的LC集總元件的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0021]其中:
1、輻射體介質(zhì)板;2、饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板;3、金屬地板;301、通孔;4、輻射貼片;401、矩形輻射貼片;402、矩形環(huán)型輻射貼片;403、饋電點(diǎn);404、LC集總元件;5、饋電電路。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多頻北斗高精度天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所不的多頻北斗尚精度天線的不意性側(cè)視圖。
[0024]本實(shí)施例所描述的多頻北斗高精度天線，一般性地包括天線輻射體和饋電網(wǎng)絡(luò)，天線輻射體和饋電網(wǎng)絡(luò)通過焊接或者機(jī)械固定的方式固定，饋電網(wǎng)絡(luò)通過探針給所述天線輻射體饋電，其中，
天線輻射體包括輻射體介質(zhì)板I和輻射貼片4，所述輻射貼片4通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板I的表面，所述輻射貼片4為矩形，在其四條邊上分別設(shè)有一 LC集總元件404。所述LC集總元件404為由電容和電感串聯(lián)或者并聯(lián)連接所構(gòu)成的電路。
[0025]圖3是圖1所示的多頻北斗高精度天線中的輻射貼片4的結(jié)構(gòu)示意圖，所述輻射貼片4包括矩形輻射貼片401和矩形環(huán)型輻射貼片402，所述矩形輻射貼片401內(nèi)嵌在所述矩形環(huán)型輻射貼片402內(nèi)。
[0026]進(jìn)一步地，所述LC集總元件404設(shè)置在所述矩形輻射貼片401和所述矩形環(huán)型輻射貼片402的四條邊的中心處，實(shí)現(xiàn)了三頻輻射特性，每個(gè)所述LC集總元件404分別電連接所述矩形輻射貼片401和所述矩形環(huán)型輻射貼片402。
[0027]本實(shí)施例所提出的北斗多頻高精度天線，在輻射貼片4上加載了LC集總元件，采用了微帶天線結(jié)合多饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多頻工作特性和穩(wěn)定相位中心特性。
[0028]進(jìn)一步地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建有四個(gè)饋電位置，用于為所述天線輻射體的工作供電。
[0029]進(jìn)一步地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板2、金屬地板3和饋電電路5，所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板2緊貼所述輻射體介質(zhì)板I設(shè)置，所述金屬地板3通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板I和所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板2之間，所述饋電電路5光刻腐蝕在所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板2的底面上。
[0030]進(jìn)一步地，所述饋電電路5為一分四的功分網(wǎng)絡(luò)，用于提供幅度相等相位差(0°、-90°、-180°、-270° )的功分電路，為所述天線輻射體的工作供電。
[0031]圖4是圖1所示的多頻北斗高精度天線中的金屬地板3的結(jié)構(gòu)示意圖，在所述金屬地板3的中心位置附近設(shè)置有四個(gè)通孔301，所述四個(gè)通孔301相對(duì)于所述金屬地板3的中心圓對(duì)稱排列，所述饋電電路5通過探針穿過所述四個(gè)通孔301為所述輻射貼片4進(jìn)行饋電。
[0032]進(jìn)一步地，在所述矩形輻射貼片401上位于其四條邊的中心處設(shè)有饋電點(diǎn)403，所述金屬地板3上的四個(gè)通孔301分別對(duì)應(yīng)于所述饋電點(diǎn)403來設(shè)置。
[0033]本實(shí)施例的北斗多頻高精度天線與其他高精度天線不同，本專利并沒有采用多層微帶天線，而是提出了在單個(gè)微帶輻射貼片4上加載LC集總元件404的方法實(shí)現(xiàn)了多頻段工作特性，同時(shí)因采用了單個(gè)微帶輻射貼片4，避免了不同頻段對(duì)應(yīng)的相位中心不一致的問題。本專利提出的天線可單獨(dú)作為北斗系統(tǒng)的高精度天線使用。另外，本發(fā)明也可配合扼流圈進(jìn)一步提尚天線的抗多徑特性，提尚系統(tǒng)精度。
[0034]所述LC集總元件中的電感與電容的選用是根據(jù)不同頻段的設(shè)計(jì)要求來改變的。在本實(shí)施例中，如圖9所示，所述LC集總元件404，包括電感值為2.8nH的電感LI，電感值為InH的電感L2，電容值為11.1pF的電容Cl，電容值為10.3pF的電容C2。所述電感LI與電容Cl并聯(lián)連接后再與相并聯(lián)的所述電感L2與電容C2構(gòu)成串聯(lián)電路，從而構(gòu)成本實(shí)施例中LC集總元件，所述LC集總元件的兩端在分別與矩形輻射貼片401和矩形環(huán)型輻射貼片402相連。
[0035]如圖5所示，所述本發(fā)明實(shí)施例提出的天線的仿真的Sll圖，從圖中看出本發(fā)明提出的天線在兩個(gè)頻段上出現(xiàn)諧振，第一個(gè)頻段包含頻率f I，第二個(gè)頻段包含頻率f 2和f 3，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明三頻段工作特性。
[0036]如圖6、7所示，分別給出了fl和f2頻點(diǎn)的增益方向圖。圖中分別給出了0°和90°面的主極化和交叉極化的增益方向圖。從圖中看出交叉極化分量小，尤其在低仰角的交叉極化特性和軸比特性良好。
[0037]如圖8所示給出了fl、f2、f3頻段的相位方向圖，從相位方向圖看出三個(gè)頻段的相位曲線基本一致，即三個(gè)頻段的相位中心一致。
[0038]
至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多頻北斗高精度天線，其特征在于，包括天線輻射體和饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)通過探針給所述天線輻射體饋電，其中， 天線輻射體包括輻射體介質(zhì)板和輻射貼片，所述輻射貼片通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板的表面，所述輻射貼片為矩形，在其四條邊上分別設(shè)有一 LC集總元件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，所述輻射貼片包括矩形輻射貼片和矩形環(huán)型輻射貼片，所述矩形輻射貼片內(nèi)嵌在所述矩形環(huán)型輻射貼片內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，所述LC集總元件設(shè)置在所述矩形輻射貼片和所述矩形環(huán)型輻射貼片的四條邊的中心處，每個(gè)所述LC集總元件分別電連接所述矩形輻射貼片和所述矩形環(huán)型輻射貼片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建有四個(gè)饋電位置，用于為所述天線輻射體的工作供電。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板、金屬地板和饋電電路，所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板緊貼所述輻射體介質(zhì)板設(shè)置，所述金屬地板通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板和所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板之間，所述饋電電路光刻腐蝕在所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板的底面上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，所述饋電電路為一分四的功分網(wǎng)絡(luò)，用于提供幅度相等相位差的功分電路，為所述天線輻射體的工作供電。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，在所述金屬地板的中心位置附近設(shè)置有四個(gè)通孔，所述四個(gè)通孔相對(duì)于所述金屬地板的中心圓對(duì)稱排列，所述饋電電路通過探針穿過所述四個(gè)通孔為所述輻射貼片進(jìn)行饋電。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，在所述矩形輻射貼片上位于其四條邊的中心處設(shè)有饋電點(diǎn)，所述金屬地板上的四個(gè)通孔分別對(duì)應(yīng)于所述饋電點(diǎn)來設(shè)置。
【文檔編號(hào)】H01Q1/50GK106025534SQ201610549998
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】徐云學(xué), 范創(chuàng)偉
【申請(qǐng)人】蘇州卡基納斯通信科技有限公司