CN102117962A - 一种双频天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双频天线，包括上层微带天线、下层微带天线、反射板以及移相馈电网络；上述上层微带天线与上述下层微带天线重叠后通过螺丝固定在上述反射板的正面，上述移相馈电网络位于上述反射板的背面；上述上层微带天线通过双馈针馈电，上述下层微带天线通过其辐射贴片上位置与上述上层微带天线的馈针位置相对应的过孔耦合馈电，上述上层微带天线的馈针穿过上述开孔到达上述移相馈电网络。本发明体积小，结构坚固且工艺简单，还具有良好的轴比带宽以及低仰角增益。

Description

一种双频天线

技术领域

本发明涉及天线领域，尤其涉及一种双频天线。

背景技术

随着卫星导航技术的高速发展和在各个领域的广泛应用，对高精度测量的卫星导航定位系统中的手持接收设备的天线性能也提出了越来越高的要求，主要表现在：

1、良好的圆极化性能

在卫星通讯中，因为圆极化波雨、雪衰减小，穿透电离层能力强，不受地球两极磁场发作的法拉地效应影响，卫星通讯一般使用的是圆极化的信号。所以天线相应的也应该工作在良好的圆极化状态才能与系统较好的匹配。

2、能接受多频信号

电离层延迟是影响全球定位系统(Global Positioning System，GPS)绝对定位的最主要因素，利用接收双频信号来进行差分处理，能有效的消弱电离层的影响，提升定位精度。

3、小型化，结构简单可靠

由于手持设备都有小型化，轻薄化的趋势，用于容纳天线的空间也越来越小，因此天线需要能够在保证性能可靠性的前提下，严格控制体积。

4、低仰角增益

在卫星通讯中，要求天线能在不低于5°的仰角时能够很好的接收到卫星信号，这就要求天线在低仰角时的增益要足够高。

发明内容

本发明的目的是提供一种双频天线，以满足卫星导航定位系统中的手持接收设备对天线的要求。本发明体积小，结构坚固且工艺简单，还具有良好的轴比带宽以及低仰角增益。

本发明提出了一种双频天线，上述天线包括上层微带天线、下层微带天线、反射板以及移相馈电网络；

上述上层微带天线与上述下层微带天线重叠后通过螺丝固定在上述反射板的正面，上述移相馈电网络位于上述反射板的背面；上述上层微带天线通过双馈针馈电，上述下层微带天线通过其辐射贴片上位置与上述上层微带天线的馈针位置相对应的过孔耦合馈电，上述上层微带天线的馈针穿过上述开孔到达上述移相馈电网络。

优选地，上述天线在上述下层微带天线与上说反射板之间还包括介质层。

优选地，上述天线还包括一屏蔽盒，上述屏蔽盒设置在上述反射板背面的正下方。

优选地，上述上层微带天线的工作频段大于上述下层微带天线的工作频段。

优选地，上述天线中心设置有金属化过孔。

本发明采用上层微带天线直接馈电、下层微带天线耦合馈电的方式来实现双频工作，上层微带天线对应高频段，下层微带天线对应低频段；本发明在生产时，只需一套模具，并可共用介质，降低了成本；同时采过移相馈电网络对馈针进行90度移相馈电，实现了圆极化工作；本发明的天线中心设置有金属化过孔，使得天线具备良好接地；仿真和实测结果都表明，本发明的天线具有良好的轴比带宽及低仰角增益，适用于高精度测量的卫星导航定位系统中的手持接收设备。

附图说明

图1是本发明双频天线的优选实施例的切面示意图；

图2是图1所述双频天线的上层微带天线的正面示意图；

图3是图1所述双频天线的下层微带天线的正面示意图；

图4是图1所述双频天线的反射板的背面示意图；

图5是图1所述双频天线的上层微带天线的增益仿真图；

图6是图1所述双频天线的下层微带天线的增益仿真图；

图7是图1所述双频天线的上层微带天线的轴比仿真图；

图8是图1所述双频天线的下层微带天线的轴比仿真图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明双频天线的优选实施例的切面示意图；本实施例包括上层微带天线1、下层微带天线2、介质层3、反射板4、位于反射板4背面的移相馈电网络5以及位于反射板4背面正下方的屏蔽盒6；图中，11为上层微带天线1的辐射贴片，12为上层微带天线1的介质基片，13为上层微带天线1的馈针；21为下层微带天线2的辐射贴片，22为下层微带天线2的介质基片，23为下层微带天线2的辐射贴片21上位置与上层微带天线1的馈针13位置相对应的过孔；7为上述天线中心的金属化过孔，金属化过孔7使得天线整体能够良好接地；8为螺丝孔；本实施例在天线的四边中间位置各设有一个螺丝孔，上层微带天线1、下层微带天线2以及介质层3依次重叠后通过螺丝经螺丝孔8固定在反射板4上；屏蔽盒6用于隔离天线与其他电路板；上层微带天线1通过两根馈针13直接馈电，上层微带天线1的两根馈针13分别穿过下层微带天线2的辐射贴片21上的两个过孔23到达移相馈电网络5；下层微带天线2通过过孔23与上层微带天线1的馈针13耦合馈电。

本实施例中，下层微带天线2与反射板4之间的介质层3由一个介质基片组成，在其他实施例中，根据双频天线的带宽要求，可以没有介质层3，也可以是贴合在一起的两个或者两个以上的介质基片形成介质层3，比如，在实际应用中，若下层微带天线2的介质基片22厚度能够满足双频天线对带宽的要求，则可以没有介质层3；若不能够满足带宽要求，则需要增加介质层3，假设需要增加6毫米厚度的介质层3，那么可以选择一个6毫米的介质基片作为介质层3，也可以选择一个2毫米的介质基片和一个4毫米的介质基片贴合在一起形成介质层3。

如图2所示，是图1所述双频天线的上层微带天线的正面示意图；图中，14为上层微带天线1的馈针13位置示意孔；上层微带天线1通过双馈针13直接馈电；包括辐射贴片11、介质基片12，通过金属过孔7接地；上层微带天线1的增益仿真图及轴比仿真图参见图5、图7。

如图3所示，是图1所述双频天线的下层微带天线的正面示意图；下层微带天线2包括辐射贴片21、介质基片22，通过本发明双频天线中心的金属化过孔7接地。图中，23为下层微带天线2的辐射贴片21上位置与上层微带天线1的馈针13位置相对应的过孔，下层微带天线2通过上述过孔23与上层微带天线1的馈针13耦合馈电；下层微带天线2的增益仿真图及轴比仿真图参见图6、图8。

如图4所示，是图1所述双频天线的反射板的背面示意图，移相馈电网络5位于反射板4的背面，上、下层微带天线利用移相馈电网络5产生90度相位差来实现圆极化。

如图5所示，是图1所述双频天线的上层微带天线的增益仿真图，其中横轴(X轴)表示仰角角度，纵轴(Y轴)表示天线增益。

如图6所示，是图1所述双频天线的下层微带天线的增益仿真图，其中横轴(X轴)表示仰角角度，纵轴(Y轴)表示天线增益。

如图7所示，是图1所述双频天线的上层微带天线的轴比仿真图，其中横轴(X轴)表示仰角角度，纵轴(Y轴)表示轴比。

如图8所示，是图1所述双频天线的下层微带天线的轴比仿真图，其中横轴(X轴)表示仰角角度，纵轴(Y轴)表示轴比。

本发明中，下层微带天线2作为辐射体的同时相对上层微带天线1还起到充当上层微带天线1参考地的作用，在上、下层微带天线的介质基片的介电常数都相同的前提下，上层微带天线1的工作频段大于下层微带天线2的工作频段。

本发明中，介质层采用高介电常数低损耗的介质基片，使得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，适用于高精度测量的卫星导航系统的手持接收设备中。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明内容所作的等效变换，或将本发明直接/间接运用在具体设备或者其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种双频天线，其特征在于，所述天线包括上层微带天线、下层微带天线、反射板以及移相馈电网络；

所述上层微带天线与所述下层微带天线重叠后通过螺丝固定在所述反射板的正面，所述移相馈电网络位于所述反射板的背面；所述上层微带天线通过双馈针馈电，所述下层微带天线通过其辐射贴片上位置与所述上层微带天线的馈针位置相对应的过孔耦合馈电，所述上层微带天线的馈针穿过所述开孔到达所述移相馈电网络。

2.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述天线在所述下层微带天线与所说反射板之间还包括介质层。

3.根据权利要求1或2所述的双频天线，其特征在于，所述天线还包括一屏蔽盒，所述屏蔽盒设置在所述反射板背面的正下方。

4.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述上层微带天线的工作频段大于所述下层微带天线的工作频段。

5.根据权利要求1或2所述的双频天线，其特征在于，所述天线中心设置有金属化过孔。

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