CN101051707A - 一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法 - Google Patents

一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101051707A
CN101051707A CNA2007100990656A CN200710099065A CN101051707A CN 101051707 A CN101051707 A CN 101051707A CN A2007100990656 A CNA2007100990656 A CN A2007100990656A CN 200710099065 A CN200710099065 A CN 200710099065A CN 101051707 A CN101051707 A CN 101051707A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
double frequency
layer
designing
round polarized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007100990656A
Other languages
English (en)
Inventor
苗俊刚
罗贤梁
白冰
李凤琴
郝立强
赵鑫
刘东海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CNA2007100990656A priority Critical patent/CN101051707A/zh
Publication of CN101051707A publication Critical patent/CN101051707A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法，该天线采用层叠结构实现微带天线的双频段辐射，具备紧凑的空间结构。上下两层微带天线均采用双探针馈电技术，保证天线具有良好的阻抗带宽和圆极化轴比带宽。在下层天线上的四个对称位置布设过孔，其中两个为上层天线的馈电探针提供通道，另外两个过孔为“冗余”过孔，起到平衡下层天线的贴片上电流分布的作用。本发明很好地实现了双频和圆极化辐射，可用于高性能卫星导航系统接收机，同时，满足车载设备对天线体积和重量的限制。

Description

一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法
技术领域
本发明涉及一款双频圆极化层叠微带天线的设计方法。该天线可应用于车载高性能卫星导航系统接收机。
背景技术
圆极化微带天线广泛应用于卫星导航系统接收机。随着卫星导航技术在社会各个领域的广泛应用，人们对GPS天线的性能提出了更高的要求：
1、宽波束，及良好的低仰角性能。GPS接收机要实现高精度定位，就需要同时接收多颗卫星的导航信号，这就要求天线具备宽波束的特点。具体说来，就是在仰角大于5度的空间内都能很好地接收卫星信号。
2、高增益。采用高增益天线接收卫星信号是提高GPS接收机定位精度的有效途径。
3、圆极化。考虑到GPS卫星发射的是圆极化电磁波，因此天线应该工作在圆极化状态以达到良好的极化匹配。
4、多频点工作。为了使接收机兼容不同导航系统发出的导航信号，经常要求天线能够同时接收两个或者多个频点的电磁波。
5、小型化，轻型化，结构紧凑。由于GPS接收机具有不同的应用场合，如手持设备或者车载设备，因此对天线有着严格的体积，重量限制，同时要求天线具备紧凑的空间结构。
本发明在层叠微带天线上实现了每一层的双探针馈电，仿真和实测结果表明，该天线在要求的工作频点上具备良好的阻抗带宽和轴比带宽，可用于车载高性能卫星导航系统接收机。
发明内容：
本发明所涉及的方案均针对双频圆极化辐射以及高性能卫星导航系统接收机对天线的阻抗带宽，轴比带宽和低仰角增益的要求。为了实现以上目标，本发明采用以下技术方案：
通过把分别工作在两个波段的微带天线层叠放置来实现双频辐射。下层天线工作在低频段，采用低介电常数的介质板，上层天线工作在高频段，采用高介电常数的介质板。各层辐射体上均设置两个馈电点，通过双探针馈电。在下层天线上的四个对称位置布设过孔，其中两个为上层天线的馈电探针提供通道，另外两个过孔为“冗余”过孔，起到平衡下层天线的贴片上电流分布的作用，改善下层天线的轴比。馈电板位置于下层天线的下方，一侧为分别工作在两个频段的3dB分支线电桥，另外一侧为馈电网络的地板，直接接触下层天线的地。
附图说明
图1为本发明的三维立体视图
图2为下层天线俯视图
图3为馈电网络示意图
图中：1、上层天线辐射体，2、上层天线介质基板，3、下层天线辐射体，4、下层天线介质基板，5、金属地板，6、馈电电路介质板，7、上层天线馈电点，8、下层天线馈电点，9、上层天线馈电探针，10、上层天线馈电过孔，11、冗余过孔，12、3dB分支线电桥(上层天线)，13、3dB分支线电桥(下层天线)14、上层天线馈电点，15、下层天线馈电点
图4、测量得到的下层天线在Ф＝0°方向上的轴比。可见天线在-70°＜θ＜70°的范围内满足AR＜6dB。
图5、测量得到的下层天线在Ф＝0°方向上的主极化和交叉极化辐射方向图。
设计步骤
参阅图1、2、3所示，本双频圆极化天线将上层天线、下层天线和馈电网络层叠构成。馈电网络为两个3dB分支线电桥，输出端通过探针连接天线的馈电点。其中上层天线的馈电探针经过下层天线的位置处开两个过孔，为馈电探针提供通道，并在图中11所示位置处开两个冗余过孔，以平衡下层贴片上的电流分布，达到改善轴比的效果。对上面所描述的模型进行统一建模仿真，设置工作频点及介质板的电参数，优化辐射体的尺寸和馈电点的位置，使之工作在所需要的频点。微调馈电网络中3dB功分器的四个臂的尺寸，可以获得理想的轴比和低仰角增益。

Claims (4)

1、一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法，其特征在于，天线由上下两层微带天线和置于最底层的馈电网络构成。其中每层天线包括介质板，地板和辐射体三部分。馈电网络为两个频段的3dB分支线电桥，分别为两层天线实现功率等分和90度移相功能。
2、如权利要求1所述的双频圆极化层叠微带天线的设计方法，其特征在于，通过双探针给每层天线馈电，实现圆极化辐射。
3、如权利要求1所述的双频圆极化层叠微带天线的设计方法，其特征在于，在下层天线上的四个对称位置布设过孔，其中两个为上层天线的馈电探针提供通道，另外两个过孔为“冗余”过孔，四个对称位置布设过孔起到平衡下层天线的贴片上电流分布的作用。
4、如权利要求1-3所述的双频圆极化层叠微带天线的设计方法，其特征在于，上层天线绕中心点旋转45°角度。
CNA2007100990656A 2007-05-10 2007-05-10 一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法 Pending CN101051707A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100990656A CN101051707A (zh) 2007-05-10 2007-05-10 一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100990656A CN101051707A (zh) 2007-05-10 2007-05-10 一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101051707A true CN101051707A (zh) 2007-10-10

Family

ID=38782981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007100990656A Pending CN101051707A (zh) 2007-05-10 2007-05-10 一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101051707A (zh)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101859924A (zh) * 2010-05-11 2010-10-13 浙江大学 基于频率选择表面谐振单元的双频段阵列天线
CN101916901A (zh) * 2010-08-05 2010-12-15 广州市中海达测绘仪器有限公司 双频微带天线
CN102570016A (zh) * 2011-12-14 2012-07-11 安徽锦特微波电子有限公司 小型化双频圆极化异向介质微带天线
CN102610927A (zh) * 2012-03-30 2012-07-25 星动通讯科技（苏州）有限公司 一种简易型双频双圆极化抛物反射面天线馈源
CN103094678A (zh) * 2012-12-31 2013-05-08 西安电子科技大学 一种有源宽带小型化导航天线
CN103594794A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 大连海事大学 一种高性能多模卫星导航有源天线
CN103794845A (zh) * 2013-03-28 2014-05-14 深圳光启创新技术有限公司 网桥天线
CN105762534A (zh) * 2014-12-18 2016-07-13 南京理工大学 宽角度高增益北斗导航系统星载低剖面天线阵列
CN105990664A (zh) * 2015-01-30 2016-10-05 深圳光启尖端技术有限责任公司 天线、天线系统和通信设备
CN106684540A (zh) * 2016-08-03 2017-05-17 北京航天长征飞行器研究所 一种防静电的双圆极化有源微带天线
CN108370099A (zh) * 2015-11-19 2018-08-03 原田工业株式会社 复合贴片天线装置
CN109004349A (zh) * 2018-08-14 2018-12-14 厦门大学 L型探针馈电的宽带多线极化可重构贴片天线及设计方法
CN109638411A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 电子科技大学 一种双频双极化可重构智能wifi天线
CN110212290A (zh) * 2019-06-29 2019-09-06 深圳市朗赛微波通信有限公司 一种提高低仰角增益的北斗浮标天线
EP3671956A1 (en) * 2015-03-02 2020-06-24 Trimble Inc. Dual-frequency patch antennas
CN111628286A (zh) * 2020-07-06 2020-09-04 西安电子科技大学 双频双圆极化天线
WO2021051648A1 (zh) * 2019-09-18 2021-03-25 北京小米移动软件有限公司 天线结构及移动终端
CN114709609A (zh) * 2022-05-05 2022-07-05 杭州电子科技大学 低剖面高增益宽轴比波束的圆极化微带天线
CN115764270A (zh) * 2022-11-09 2023-03-07 上海尚远通讯科技有限公司 一种双馈点叠层式圆极化gnss天线
CN117013249A (zh) * 2023-09-06 2023-11-07 南通大学 一种低仰角双频双波束贴片天线

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101859924B (zh) * 2010-05-11 2013-04-24 浙江大学 基于频率选择表面谐振单元的双频段阵列天线
CN101859924A (zh) * 2010-05-11 2010-10-13 浙江大学 基于频率选择表面谐振单元的双频段阵列天线
CN101916901A (zh) * 2010-08-05 2010-12-15 广州市中海达测绘仪器有限公司 双频微带天线
CN101916901B (zh) * 2010-08-05 2013-03-20 广州市中海达测绘仪器有限公司 双频微带天线
CN102570016A (zh) * 2011-12-14 2012-07-11 安徽锦特微波电子有限公司 小型化双频圆极化异向介质微带天线
CN102610927B (zh) * 2012-03-30 2016-05-11 星动通讯科技（苏州）有限公司 一种双频双圆极化抛物反射面天线馈源
CN102610927A (zh) * 2012-03-30 2012-07-25 星动通讯科技（苏州）有限公司 一种简易型双频双圆极化抛物反射面天线馈源
CN103094678A (zh) * 2012-12-31 2013-05-08 西安电子科技大学 一种有源宽带小型化导航天线
CN103794845A (zh) * 2013-03-28 2014-05-14 深圳光启创新技术有限公司 网桥天线
CN103794845B (zh) * 2013-03-28 2015-09-09 深圳光启智能光子技术有限公司 网桥天线
CN103594794B (zh) * 2013-11-20 2015-10-28 大连海事大学 一种高性能多模卫星导航有源天线
CN103594794A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 大连海事大学 一种高性能多模卫星导航有源天线
CN105762534A (zh) * 2014-12-18 2016-07-13 南京理工大学 宽角度高增益北斗导航系统星载低剖面天线阵列
CN105990664A (zh) * 2015-01-30 2016-10-05 深圳光启尖端技术有限责任公司 天线、天线系统和通信设备
EP3671956A1 (en) * 2015-03-02 2020-06-24 Trimble Inc. Dual-frequency patch antennas
CN108370099A (zh) * 2015-11-19 2018-08-03 原田工业株式会社 复合贴片天线装置
CN106684540A (zh) * 2016-08-03 2017-05-17 北京航天长征飞行器研究所 一种防静电的双圆极化有源微带天线
CN109004349A (zh) * 2018-08-14 2018-12-14 厦门大学 L型探针馈电的宽带多线极化可重构贴片天线及设计方法
CN109004349B (zh) * 2018-08-14 2023-10-27 厦门大学 L型探针馈电的宽带多线极化可重构贴片天线及设计方法
CN109638411B (zh) * 2018-12-27 2020-11-13 电子科技大学 一种双频双极化可重构智能wifi天线
CN109638411A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 电子科技大学 一种双频双极化可重构智能wifi天线
CN110212290A (zh) * 2019-06-29 2019-09-06 深圳市朗赛微波通信有限公司 一种提高低仰角增益的北斗浮标天线
US11342667B2 (en) 2019-09-18 2022-05-24 Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. Antenna structure and mobile terminal
WO2021051648A1 (zh) * 2019-09-18 2021-03-25 北京小米移动软件有限公司 天线结构及移动终端
CN111628286B (zh) * 2020-07-06 2021-11-30 西安电子科技大学 双频双圆极化天线
CN111628286A (zh) * 2020-07-06 2020-09-04 西安电子科技大学 双频双圆极化天线
CN114709609A (zh) * 2022-05-05 2022-07-05 杭州电子科技大学 低剖面高增益宽轴比波束的圆极化微带天线
CN114709609B (zh) * 2022-05-05 2023-06-13 杭州电子科技大学 低剖面高增益宽轴比波束的圆极化微带天线
CN115764270A (zh) * 2022-11-09 2023-03-07 上海尚远通讯科技有限公司 一种双馈点叠层式圆极化gnss天线
CN117013249A (zh) * 2023-09-06 2023-11-07 南通大学 一种低仰角双频双波束贴片天线
CN117013249B (zh) * 2023-09-06 2024-04-05 南通大学 一种低仰角双频双波束贴片天线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101051707A (zh) 一种双频圆极化层叠微带天线的设计方法
US11165158B2 (en) Integrated antenna element, antenna unit, multi-array antenna, transmission method and receiving method of same
CN101533956B (zh) 一种多模卫星定位导航终端天线
CN2919563Y (zh) 三频宽波束圆极化天线
CN104733844A (zh) 平面宽带双极化基站天线
CN104900998A (zh) 低剖面双极化基站天线
CN101888017B (zh) Gsm850/dcs/pcs三频段的并馈式全向天线阵列
CN204732538U (zh) 一种Sierpinski分形微带阵列天线
CN102280704A (zh) 一种宽波束宽度小尺寸的圆极化天线
CN204991952U (zh) 多频小型化手持机天线
US8957828B2 (en) Antenna arrangement for a multi radiator base station antenna
CN106654549A (zh) 一种小型化三频双圆极化天线
CN106848599A (zh) 一种c波段缝隙耦合馈电的宽频带圆极化微带天线阵列
US11411301B2 (en) Compact multiband feed for small cell base station antennas
CN107834175A (zh) 一种小型化顶部加载双频四臂螺旋天线及其工作方法
CN106532278A (zh) 一种抗多径干扰的宽带低轴比gnss天线
CN206180103U (zh) 一种小型化三频双圆极化天线
WO2011124094A1 (zh) 一种双极化微带天线
CN102570017A (zh) 三频宽波束圆极化微带天线
DE102021117172A1 (de) Stapel-patch-antennenanordnung
CN207149690U (zh) 一种北斗多频宽波束圆极化天线
CN101060203A (zh) 一种改进的双频圆极化高增益层叠微带天线的设计方法
WO2022156411A1 (zh) 一种多模式导航天线
CN206271873U (zh) 一种具有宽频带宽波束的零相位中心卫星导航天线
CN109449584A (zh) 一种卫星导航天线

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20071010