CN102904070B - 一种多频点卫星导航终端天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够应用于多种导航终端系统的多频点卫星导航终端天线，包括六层微波介质基片，三个金属辐射片，一个寄生贴片，六个T型金属柱，六个介质柱，六个介质垫片，三个3dB电桥，一个地板和一个定位螺钉；六层微波介质基片从上到下依次层叠，寄生贴片固定于第一层微波介质基片上；每两个T型金属柱4为一组，给一个金属辐射片馈电。本发明通过采用层叠结构的天线形式，使天线工作频率覆盖到更高频段，能够覆盖GPS、GALILEO、GLONASS和北斗四种模式。同时，本发明通过对辐射片采用电容耦合馈电的方式，有效扩展了带宽。

Description

一种多频点卫星导航终端天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种能够应用于多种导航终端系统的多频点卫星导航终端天线。

背景技术

为解决单一系统覆盖空白和导航精度低等问题，多模式的协同工作成为未来卫星导航系统的一种趋势。多模式的卫星导航终端天线要求能够覆盖GPS、GALILEO、GLONASS和北斗四种模式，天线的工作频带应满足1164～2491MHz的宽带要求，辐射方向特性为具有宽波束的特点，极化方式为右旋圆极化。

当前国内外广泛采用的多频点卫星导航终端天线，大多采用层叠结构实现宽频带工作，频率多集中在1164到1575MHz之间，频率很少覆盖到2491MHz的范围。有时为实现宽频带，必须牺牲其他指标，如增益或轴比等。实际上四大导航系统频点较为集中，天线只需满足多频点工作即可，无需覆盖如此宽频带。对于阻抗匹配的调节方面，目前也没有提出好的解决方式。另外，对于各微波介质板层与层之间的固定也只能采用粘接或四周装配螺钉孔的方式，没法很好的解决准确定位的结构设计问题。

中国专利“宽频带圆极化宽波束多模卫星导航终端天线”(CN200810114877.8)、一种双频段卫星导航接收天线(CN200920013024.5)、一种宽频GNSS接收天线(CN201020252678.6)和一种多模卫星定位导航终端天线(CN200910010924.9)。这些天线给出了宽频带或者双频点的卫星导航天线的设计，但是频率均集中在1.15～1.65GHz的范围，没有涉及到更高频率。

经检索，未见有关高频率、宽波束，可用于多种导航终端的卫星导航终端天线的相关文献报导。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种能覆盖更高频率、宽波束、驻波好、轴比好的，可用于多种导航终端的卫星导航终端天线。

本发明的技术解决方案是：一种多频点卫星导航终端天线，包括六层微波介质基片，三个金属辐射片，一个寄生贴片，六个T型金属柱，六个介质柱，六个介质垫片，三个3dB电桥，一个地板和一个定位螺钉；六层微波介质基片从上到下依次层叠，第一层微波介质基片位于最上层；第二层微波介质基片和第三层微波介质基片为高端频率辐射层，即覆盖2441到2541MHz范围；第四层微波介质基片和第五层微波介质基片为中间频率辐射层，即覆盖1559到1607MHz范围；第六层微波介质基片为低端频率辐射层，即覆盖1164到1280MHz范围；寄生贴片固定于第一层微波介质基片上；第一金属辐射片位于第二层微波介质基片上，第二金属辐射片位于第四层微波介质基片上，第三金属辐射片位于第六层微波介质基片上；每两个T型金属柱为一组，给一个金属辐射片馈电；定位螺钉通过地板，固定在整个天线中心。

所述每个T型金属柱的一端穿过位于微波介质基片内的介质柱，与一个3dB电桥的两个引出端电连接，另一端T型头上安装介质垫片；每两个T型金属柱通过3dB电桥形成90°相位差，与上层金属辐射片形成电容耦合馈电。

所述寄生贴片上开四个大小相同的孔，通过调节孔径和位置能够有效改善天线输入口的驻波比。

所述地板上带有两个圆柱形台阶，一个位于第三层微波介质基片与第四层微波介质基片内，另一个位于第五层微波介质基片与第六层微波介质基片内；调节这两个圆柱形台阶的直径尺寸，能够有效调节天线驻波比。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1.本发明通过采用层叠结构的天线形式，使天线工作频率覆盖到更高频段，能够覆盖GPS、GALILEO、GLONASS和北斗四种模式。

2.本发明以每两个T型金属柱为一组，每个T型金属柱的一端穿过位于微波介质基片内的介质柱，与一个3dB电桥的两个引出端电连接，另一端T型头上安装介质垫片。每两个T型金属柱通过3dB电桥形成90°相位差，形成右旋圆极化，与上层金属辐射片形成电容耦合馈电。通过对辐射片采用电容耦合馈电的方式，有效扩展了带宽。

3.本发明通过对寄生贴片上开孔的尺寸和位置调整实现阻抗调节，便于实现阻抗匹配。

4.本发明通过对地板上的圆柱形台阶直径控制实现阻抗调整，便于实现阻抗匹配。

5.本发明采用定位螺钉，既可实现结构的准确定位，又能够实现各基片固定；同时装配过程简单，结构定位准确，可靠性高，便于进行批量生产。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的侧视剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1、2所示，本发明的一种多频点卫星导航终端天线，包括六层微波介质基片，三个金属辐射片，一个寄生贴片3，六个T型金属柱4，六个介质柱5，六个介质垫片6，三个3dB电桥7，一个地板8和一个定位螺钉9。

六层微波介质基片从上到下依次层叠，第一层微波介质基片11位于最上层；第二层微波介质基片12和第三层微波介质基片13为高端频率辐射层，即覆盖2441到2541MHz范围；第四层微波介质基片14和第五层微波介质基片15为中间频率辐射层，即覆盖1559到1607MHz范围；第六层微波介质基片16为低端频率辐射层，即覆盖1164到1280MHz范围。

寄生贴片3固定于第一层微波介质基片11上。寄生贴片3上开四个大小相同的孔，通过调节孔径和位置能够有效改善天线输入口的驻波比。

第一金属辐射片21位于第二层微波介质基片12上，第二金属辐射片22位于第四层微波介质基片14上，第三金属辐射片23位于第六层微波介质基片16上。

每两个T型金属柱4为一组，给一个金属辐射片馈电。其中，每个T型金属柱4的一端穿过位于微波介质基片内的介质柱5，与一个3dB电桥7的两个引出端电连接，另一端T型头上安装介质垫片6。每两个T型金属柱4通过3dB电桥7形成90°相位差，形成右旋圆极化，与上层金属辐射片形成电容耦合馈电。如图2中，穿过序号5、6所指位置的T型金属柱4，即与位于第四层微波介质基片14上的第二金属辐射片22形成电容耦合馈电。

地板8上带有两个圆柱形台阶，一个位于第三层微波介质基片13与第四层微波介质基片14内，另一个位于第五层微波介质基片15和第六层微波介质基片16内。调节这两个圆柱形台阶的直径尺寸，能够有效调节天线驻波比。

定位螺钉9通过地板8上的螺纹孔，固定在整个天线中心，既可实现结构的准确定位，又能够实现各基片固定。

各微波介质基片上用于安装固定螺钉的通孔为金属化通孔，这样能够保证各微波介质基片良好共地。

本发明通过叠层结构实现多频点工作，能够覆盖GPS、GALILEO、GLONASS和北斗四种模式，通过调节寄生贴片3上的孔径位置和大小以及调节地板上的金属台阶直径有效改善天线驻波比，本发明还具备宽波束的辐射特性和良好的轴比特性，适用于各种导航终端。

本发明未详细阐述的部分属于本领域公知技术。

Claims (2)

1.一种多频点卫星导航终端天线，其特征在于：包括六层微波介质基片，三个金属辐射片，一个寄生贴片(3)，六个T型金属柱(4)，六个介质柱(5)，六个介质垫片(6)，三个3dB电桥(7)，一个地板(8)和一个定位螺钉(9)；所述六层微波介质基片从上到下依次层叠，第一层微波介质基片(11)位于最上层；第二层微波介质基片(12)和第三层微波介质基片(13)为高端频率辐射层，覆盖2441到2541MHz范围；第四层微波介质基片(14)和第五层微波介质基片(15)为中间频率辐射层，覆盖1559到1607MHz范围；第六层微波介质基片(16)为低端频率辐射层，覆盖1164到1280MHz范围；寄生贴片(3)固定于第一层微波介质基片(11)上；第一金属辐射片(21)位于第二层微波介质基片(12)上，第二金属辐射片(22)位于第四层微波介质基片(14)上，第三金属辐射片(23)位于第六层微波介质基片(16)上；每两个T型金属柱(4)为一组，给一个金属辐射片馈电；定位螺钉(9)通过地板(8)，固定在整个天线中心； 

所述每个T型金属柱(4)的一端穿过位于微波介质基片内的介质柱(5)，与一个3dB电桥(7)的两个引出端电连接，另一端T型头上安装介质垫片(6)；每两个T型金属柱(4)通过3dB电桥(7)形成90°相位差，与上层金属辐射片形成电容耦合馈电； 

所述寄生贴片(3)上开四个大小相同的孔，通过调节孔径和位置能够有效改善天线输入口的驻波比。 

2.根据权利要求1的一种多频点卫星导航终端天线，其特征在于：所述地板(8)上带有两个圆柱形台阶，一个位于第三层微波介质基片(13)与第四层微波介质基片(14)内，另一个位于第五层微波介质基片(15)与第六层微波介质基片(16)内。