一種多頻北斗高精度天線的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種多頻北斗高精度天線，涉及天線技術領域。所述天線包括天線輻射體和饋電網絡，饋電網絡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板的表面，所述輻射貼片為矩形，在其四條邊上分別設有一LC集總元件。本發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，采用了微帶天線結合多饋電技術實現多頻工作特性和穩定相位中心特性。
【專利說明】一種多頻北斗高精度天線
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及天線技術領域，特別是涉及多頻段工作的北斗高精度天線。
[0003]
【背景技術】
[0004]北斗衛星導航系統是我國獨立開發的具有自主知識產權的衛星導航系統，具有受晝夜、季節、氣象條件等外界條件影響限制較小，導航定位精度高，定位速度快，可靠性高等優點。一般民用衛星導航系統的精度可達到米級，隨著無線電技術的發展和進步，高精度衛星定位系統逐漸被廣泛地應用，如公路、鐵路測量，地面增強系統的基準站，大地測量等。其精度可達到毫米級。天線作為高精度衛星導航系統的關鍵設備，在提高系統的精度方面起到了至關重要的作用。高精度衛星導航系統要求天線多頻段工作，同時具有穩定的相位中心、軸比低，方向圖在低仰角具有一定的銳截止特性。
[0005]高精度天線為實現多頻工作特性，一是采用寬頻帶的平面螺旋或者螺旋縫隙天線(包括變形結構)，并采用多饋電技術實現多頻、寬帶同時具有穩定相位中心的天線，如國外的烽火輪天線，在此基礎上為提高抗多徑效果，經常在天線背面附加扼流圈;此類天線輻射體結構較為復雜;二是采用多層疊加的微帶天線結合多饋電技術實現多頻帶工作特性，但是此類天線相位中心由于天線結構是立體結構，因此的不同頻段對應的相位中心不在一起。為提高天線的抗多徑效應在天線背面也可采用扼流圈。
[0006]
【發明內容】
[0007]本發明的一個目的是要提供一種多頻北斗高精度天線，實現了多頻段工作特性，同時因采用了單個微帶輻射貼片，避免了不同頻段對應的相位中心不一致的問題。
[0008]特別地，本發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絡，饋電網絡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板的表面，所述輻射貼片為矩形，在其四條邊上分別設有一 LC集總元件。
[0009]進一步地，所述輻射貼片包括矩形輻射貼片和矩形環型輻射貼片，所述矩形輻射貼片內嵌在所述矩形環型輻射貼片內。
[0010]進一步地，所述LC集總元件設置在所述矩形輻射貼片和所述矩形環型輻射貼片的四條邊的中心處，每個所述LC集總元件分別電連接所述矩形輻射貼片和所述矩形環型輻射貼片。
[0011]進一步地，所述饋電網絡中構建有四個饋電位置，用于為所述天線輻射體的工作供電。
[0012]進一步地，所述饋電網絡包括饋電網絡介質板、金屬地板和饋電電路，所述饋電網絡介質板緊貼所述輻射體介質板設置，所述金屬地板通過光刻腐蝕在所述輻射體介質板和所述饋電網絡介質板之間，所述饋電電路光刻腐蝕在所述饋電網絡介質板的底面上。
[0013]進一步地，所述饋電電路為一分四的功分網絡，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]進一步地，在所述金屬地板的中心位置附近設置有四個通孔，所述四個通孔相對于所述金屬地板的中心圓對稱排列，所述饋電電路通過探針穿過所述四個通孔為所述輻射貼片進行饋電。
[0015]進一步地，在所述矩形輻射貼片上位于其四條邊的中心處設有饋電點，所述金屬地板上的四個通孔分別對應于所述饋電點來設置。
[0016]與現有技術相比較，本發明的優點在于:
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，采用了微帶天線結合多饋電技術實現多頻工作特性和穩定相位中心特性。
[0017]進一步地，與其他高精度天線不同，本專利并沒有采用多層微帶天線，而是提出了在單個微帶輻射貼片上加載LC集總元件的方法實現了多頻段工作特性，同時因采用了單個微帶輻射貼片，避免了不同頻段對應的相位中心不一致的問題。本專利提出的天線可單獨作為北斗系統的高精度天線使用。另外，本發明也可配合扼流圈進一步提高天線的抗多徑特性，提高系統精度。
[0018]根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特征。
[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描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
圖1是根據本發明實施例的多頻北斗高精度天線的整體結構示意圖；
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構示意圖；
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構示意圖；
圖5為本發明實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為本發明在fl、f2、f3工作頻段天線相位方向圖；
圖9為本發明實施例中的LC集總元件的電路結構圖。
[0021]其中:
1、輻射體介質板;2、饋電網絡介質板;3、金屬地板;301、通孔;4、輻射貼片;401、矩形輻射貼片;402、矩形環型輻射貼片;403、饋電點;404、LC集總元件;5、饋電電路。
[0022]
【具體實施方式】
[0023]圖1是根據本發明實施例的多頻北斗高精度天線的整體結構示意圖；圖2是圖1所不的多頻北斗尚精度天線的不意性側視圖。
[0024]本實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絡，天線輻射體和饋電網絡通過焊接或者機械固定的方式固定，饋電網絡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板I的表面，所述輻射貼片4為矩形，在其四條邊上分別設有一 LC集總元件404。所述LC集總元件404為由電容和電感串聯或者并聯連接所構成的電路。
[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的結構示意圖，所述輻射貼片4包括矩形輻射貼片401和矩形環型輻射貼片402，所述矩形輻射貼片401內嵌在所述矩形環型輻射貼片402內。
[0026]進一步地，所述LC集總元件404設置在所述矩形輻射貼片401和所述矩形環型輻射貼片402的四條邊的中心處，實現了三頻輻射特性，每個所述LC集總元件404分別電連接所述矩形輻射貼片401和所述矩形環型輻射貼片402。
[0027]本實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，采用了微帶天線結合多饋電技術實現多頻工作特性和穩定相位中心特性。
[0028]進一步地，所述饋電網絡中構建有四個饋電位置，用于為所述天線輻射體的工作供電。
[0029]進一步地，所述饋電網絡包括饋電網絡介質板2、金屬地板3和饋電電路5，所述饋電網絡介質板2緊貼所述輻射體介質板I設置，所述金屬地板3通過光刻腐蝕在所述輻射體介質板I和所述饋電網絡介質板2之間，所述饋電電路5光刻腐蝕在所述饋電網絡介質板2的底面上。
[0030]進一步地，所述饋電電路5為一分四的功分網絡，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的結構示意圖，在所述金屬地板3的中心位置附近設置有四個通孔301，所述四個通孔301相對于所述金屬地板3的中心圓對稱排列，所述饋電電路5通過探針穿過所述四個通孔301為所述輻射貼片4進行饋電。
[0032]進一步地，在所述矩形輻射貼片401上位于其四條邊的中心處設有饋電點403，所述金屬地板3上的四個通孔301分別對應于所述饋電點403來設置。
[0033]本實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，而是提出了在單個微帶輻射貼片4上加載LC集總元件404的方法實現了多頻段工作特性，同時因采用了單個微帶輻射貼片4，避免了不同頻段對應的相位中心不一致的問題。本專利提出的天線可單獨作為北斗系統的高精度天線使用。另外，本發明也可配合扼流圈進一步提尚天線的抗多徑特性，提尚系統精度。
[0034]所述LC集總元件中的電感與電容的選用是根據不同頻段的設計要求來改變的。在本實施例中，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并聯連接后再與相并聯的所述電感L2與電容C2構成串聯電路，從而構成本實施例中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和矩形環型輻射貼片402相連。
[0035]如圖5所示，所述本發明實施例提出的天線的仿真的Sll圖，從圖中看出本發明提出的天線在兩個頻段上出現諧振，第一個頻段包含頻率f I，第二個頻段包含頻率f 2和f 3，從而實現本發明三頻段工作特性。
[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頻段的相位曲線基本一致，即三個頻段的相位中心一致。
[0038]
至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權項】
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絡，饋電網絡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板的表面，所述輻射貼片為矩形，在其四條邊上分別設有一 LC集總元件。2.根據權利要求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型輻射貼片，所述矩形輻射貼片內嵌在所述矩形環型輻射貼片內。3.根據權利要求2所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，所述LC集總元件設置在所述矩形輻射貼片和所述矩形環型輻射貼片的四條邊的中心處，每個所述LC集總元件分別電連接所述矩形輻射貼片和所述矩形環型輻射貼片。4.根據權利要求1所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，所述饋電網絡中構建有四個饋電位置，用于為所述天線輻射體的工作供電。5.根據權利要求1至4中任一項所述的多頻北斗高精度天線，其特征在于，所述饋電網絡包括饋電網絡介質板、金屬地板和饋電電路，所述饋電網絡介質板緊貼所述輻射體介質板設置，所述金屬地板通過光刻腐蝕在所述輻射體介質板和所述饋電網絡介質板之間，所述饋電電路光刻腐蝕在所述饋電網絡介質板的底面上。6.根據權利要求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絡，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.根據權利要求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置有四個通孔，所述四個通孔相對于所述金屬地板的中心圓對稱排列，所述饋電電路通過探針穿過所述四個通孔為所述輻射貼片進行饋電。8.根據權利要求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有饋電點，所述金屬地板上的四個通孔分別對應于所述饋電點來設置。
【文檔編號】H01Q1/50GK106025534SQ201610549998
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】徐云學, 范創偉
【申請人】蘇州卡基納斯通信科技有限公司