CN102064382B - 用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线 - Google Patents

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Abstract

用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线，涉及一种微带贴片天线。提供一种尺寸小、回波损耗较低、增益高、辐射效率高、结构简单的用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线。设有介质基板，介质基板表面敷银层，介质基板表面整个圆形的中间开缝图形为辐射源。

Description

用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线
技术领域
本发明涉及一种微带贴片天线，尤其是涉及一种用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线。
背景技术
目前，随着国际移动卫星组织第四代卫星的应用，卫星容量大幅增加，为第三代卫星的16倍。与第四代卫星密切相关的通信业务也随之急剧增加。
目前，中国交通通信中心推出的BANG业务要求具备移动通信3G的全部能力，具有移动宽带化特性，可以提供各种基于IP的宽带服务，速率最高可达492kb/s，可满足人们移动多媒体、移动办公以及移动娱乐的需求。传统海事卫星天线的尺寸及带宽已经很难满足移动终端便携及语音、视频、上网等多功能的设计要求，取而代之的是一种新型的微带贴片天线。
天线设计及制造技术是卫星的核心关键技术之一，天线的各项特性及形态大小，极大程度地影响了卫星的工作性能及应用领域，随着卫星技术的飞速发展，人们对其天线在宽带化、小型化、抗破坏性、多网络兼容性等方面提出了更高的要求。天线在卫星系统中具有举足轻重的地位，对其进行深入的研究具有重要的参考价值和实用意义。
微带贴片天线是一种使用微带贴片作为辐射源的天线，它具有剖面低、体积小、重量轻、可共形、易集成、馈电方式灵活、便于获得线极化和圆极化等优点。目前已在移动通信、卫星通讯、导弹遥测和多普勒雷达等许多领域获得了广泛的应用。其中贴片的形状是影响天线性能的重要因素之一，它直接影响着天线的带宽、频率和增益等指标。在微带贴片天线的设计过程中，由于多项技术指标是互相联系，互相影响的，因此要对天线的性能指标进行综合考虑，从而选择符合实际需要的贴片形状。
徐健等([3]徐健，徐晓文，李世智，重叠微带贴片天线的理论分析与实验研究[J]，北京理工大学学报，1994，14(1)：53-57)报道了有关重叠微带贴片天线的理论分析与实验研究。
田铁红等([8]田铁红，周正.基于Sierp inski微带分形贴片天线的特性分析[J]无线电工程，2003：18-19)报道了基于Sierp inski微带分形贴片天线的特性分析。
黄龙海等([22]黄龙海，傅佳晨，陈浩，游佰强，光子带隙微带天线的分析与设计[J]，集美大学学报，2007，12(1)：33-37)报道了光子带隙微带天线的分析与设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尺寸小、回波损耗较低、增益高、辐射效率高、结构简单的用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线。
本发明设有介质基板，介质基板表面敷银层，介质基板表面整个圆形的中间开缝图形为辐射源。
所述介质基板可采用陶瓷介质基板。
所述介质基板的长度可为36.0mm±0.1mm，宽度可为36.0mm±0.1mm，厚度可为2.0mm±0.1mm，介质基板的介电常数可为20。
所述整个圆形半径可为12.3mm±0.1mm，中间离圆心1mm的上半部分设有H形开缝，H形开缝两边对称，边长可为8mm±0.1mm，宽可为1mm±0.1mm，中线宽可为8mm±0.1mm，长可为1mm±0.1mm。
与常规卫星天线相比较，本发明具有以下突出的优点和显著的效果：
尺寸小、辐射特性好、增益高，结构简单，生产成本低。带宽为20MHz。
附图说明
图1为本发明实施例的用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线结构示意图。
图2为本发明实施例的用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线侧面结构示意图。
图3为本发明实施例的回波损耗(S11)性能图。在图3中，横坐标表示频率TheFrequency(GHz)，纵坐标表示回波损耗强度S11(dB)。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
参见图1，本发明设有双面敷银陶瓷介质基板1，其长为36.0mm±0.1mm，宽为36.0mm±0.1mm，厚为2.0mm±0.1mm。基板介电常数为20。整个陶瓷介质基板表面敷银层2，表面整个圆形的中间开缝图形为辐射源。整个圆形半径为12.3mm±0.1mm，中间离圆心1mm的上半部分有个H形开缝。H形开缝两边对称边长为8mm±0.1mm，宽为1mm±0.1mm，中线宽为8mm±0.1mm，长为1mm±0.1mm。
本发明的制造加工误差对天线特性的影响情况如表1所示。
图3给出本发明实施例的回波损耗(S11)性能图。从图3可以看出，在2.49Ghz的时候带宽有20MHz。
表1
Figure BDA0000028532650000031
注：1.表中数据已有一定冗余，各参数之间有一定关联性，给出的是均衡特性，可根据需求特殊设计。

Claims (4)

1.用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线，其特征在于设有介质基板，介质基板表面敷银层，介质基板表面整个圆形的中间开缝图形为辐射源；
所述整个圆形半径为12.3mm±0.1mm，中间离圆心1mm的上半部分设有H形开缝，H形开缝两边对称，边长为8mm±0.1mm，宽为1mm±0.1mm，中线宽为8mm±0.1mm，长为1mm±0.1mm。
2.如权利要求1所述的用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线，其特征在于所述介质基板为陶瓷介质基板。
3.如权利要求1或2所述的用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线，其特征在于所述介质基板的长度为36.0mm±0.1mm，宽度为36.0mm±0.1mm，厚度为2.0mm±0.1mm。
4.如权利要求1或2所述的用于卫星定位系统的小型化圆形缝隙微带贴片天线，其特征在于所述介质基板的介电常数为20。
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Improved Coupling for Aperture Coupled Microstrip Antennas;Vivek Rathi, Girish Kumar, and K. P. Ray;《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》;19960830;第44卷(第8期);第1198页第1-3行 *
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