CN103337699A - 一种北斗一代微带加螺旋导航天线 - Google Patents

一种北斗一代微带加螺旋导航天线 Download PDF

Info

Publication number
CN103337699A
CN103337699A CN201310237908XA CN201310237908A CN103337699A CN 103337699 A CN103337699 A CN 103337699A CN 201310237908X A CN201310237908X A CN 201310237908XA CN 201310237908 A CN201310237908 A CN 201310237908A CN 103337699 A CN103337699 A CN 103337699A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
big dipper
helical
spiral
dipper generation
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
CN201310237908XA
Other languages
English (en)
Inventor
李航
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.)
Xi'an Xide Electronic Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Xi'an Xide Electronic Information Technology Co Ltd
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 Xi'an Xide Electronic Information Technology Co Ltd filed Critical Xi'an Xide Electronic Information Technology Co Ltd
Priority to CN201310237908XA priority Critical patent/CN103337699A/zh
Publication of CN103337699A publication Critical patent/CN103337699A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明公开了一种北斗一代微带加螺旋导航天线，包括天线腔体，所述天线腔体上设置有微带天线单元，微带天线单元通过短路柱连接有采用四臂螺旋天线结构的螺旋天线单元，所述天线腔体上留有用于安装天线射频线缆的开口。该导航天线兼容微带天线和螺旋天线的优点，提高了北斗一代接收天线低仰角增益。实现了北斗一代发射天线，缩减了天线尺寸。通过加载短路柱固定天线，简化了天线安装程序。

Description

一种北斗一代微带加螺旋导航天线
技术领域
本发明属于卫星导航及通信技术领域，涉及一种北斗卫星导航定位的北斗一代微带加螺旋导航天线。
背景技术
现有北斗一代导航天线以微带天线为主，微带天线具有体积小重量轻等优点，但微带天线在低仰角增益方面较低，天线在恶略的环境下（天线朝北向时）天线无法完成对卫星信号的接收。而螺旋天线在低仰角增益方面较高，可以弥补微带天线的在低仰角增益方面的不足。但是螺旋天线的缺点就是天线的高度较高。本天线兼容微带天线和螺旋天线的优点，在结构尺寸上尽量做到最小，利用螺旋天线提高了北斗一代接收天线低仰角增益。利用微带天线实现北斗一代发射天线，缩减了天线尺寸。而现有的北斗一代接收天线多是普通微带或者单纯的螺旋结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种北斗一代微带加螺旋导航天线，解决了北斗一代接收天线低仰角增益较低、天线总体尺寸较大、天线安装较为复杂等问题。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种北斗一代微带加螺旋导航天线，包括天线腔体，所述天线腔体上设置有微带天线单元，微带天线单元通过短路柱连接有采用四臂螺旋天线结构的螺旋天线单元，所述天线腔体上留有用于安装天线射频线缆的开口。
进一步地，所述微带天线单元安装在天线腔体表面，螺旋天线单元连接在短路柱上，并叠加在微带天线单元上，通过螺钉将短路柱、微带天线单元及天线腔体固定。
进一步地，所述天线腔体为圆盘形结构，圆盘的截面呈锥形结构。
进一步地，所述微带天线单元为北斗一代发射天线。
进一步地，所述螺旋天线单元为北斗一代接收天线，螺旋天线单元采用呈圆柱形结构的四个辐射臂螺旋天线，沿圆柱体的四个面上设有呈螺旋线状分布的若干个螺旋天线辐射臂，且相邻螺旋天线辐射臂底部并联连接有螺旋天线威尔金森馈电网络，各螺旋天线威尔金森馈电网络相互连接，且螺旋天线威尔金森馈电网络设在圆柱体的底面上。
进一步地，所述螺旋天线单元螺旋线四个辐射臂的旋向为右旋。
进一步地，所述螺旋天线单元螺旋天线四个辐射臂通过威尔金森馈电网络向四个辐射臂馈电及移相，且馈电的大小相等，相位依次为0°、90°、180°、270°。
进一步地，所述螺旋天线单元与微带天线单元均采用微波复合介质材料，螺旋天线单元天线厚度为0.22mm。
进一步地，所述天线腔体采用表面导电氧化处理后的硬铝2A12材料制作。
进一步地，所述短路柱采用表面导电氧化处理后的金属铜材料制作。
本天线兼容微带天线和螺旋天线的优点，具有下述特点：
1）利用螺旋天线提高了北斗一代接收天线低仰角增益，天线四个辐射臂呈螺旋状，有极强圆极化特性，通过天线腔体结构使北斗一代发射天线低仰角增益最大化；
2）在结构尺寸上尽量做到最小；
3）利用微带天线实现北斗一代发射天线，缩减了天线尺寸；
4）通过加载短路柱固定天线，简化了天线安装程序，并且提高了天线的收发隔离度；
5）利用天线腔体的锥形结构改善了微带天线低仰角的增益；
6）螺旋天线材料采用0.22mm微波复合介质材料，易弯曲成圆柱状；
7）螺旋天线采用威金森馈电网络实现馈电及移相，提高了驻波带宽。
附图说明
图1是本发明天线主视图；
图2是本发明天线整体构造图；
图3是本发明天线俯视图；
图4是本发明螺旋天线单元结构示意图；
图5是本发明螺旋天线单元平面展开正面示意图。
图中：1为螺旋天线单元（北斗一代接收天线）；2为短路柱；3为微带天线单元（北斗一代发射天线）；4为天线腔体；5为天线射频线缆；6为螺旋天线辐射臂；7为螺旋天线威尔金森馈电网络。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本天线由螺旋天线单元1（北斗一代接收天线）、微带天线单元3（北斗一代发射天线）、短路柱2、天线腔体4、天线射频线缆5五部分组成。
上述微带天线单元3（北斗一代发射天线）安装在天线腔体4表面，螺旋天线单元1（北斗一代接收天线）焊接在短路柱2上，并叠加在微带天线单元3（北斗一代发射天线）上，通过一个M2.5螺钉将短路柱2、微带天线单元3（北斗一代发射天线）及天线腔体4固定。用两根带有MCX的射频电缆5穿过天线腔体4，并分别焊接在螺旋天线单元1（北斗一代接收天线）与微带天线单元3（北斗一代发射天线）上。螺旋天线单元1（北斗一代接收天线）与微带天线单元3（北斗一代发射天线）分别通过这两根带有MCX的射频电缆5输出。装配后的天线整体构造见图2、图3所示。
如图4所示，本发明螺旋天线单元1采用四臂螺旋天线实现，即螺旋天线单元1呈圆柱形结构的四个辐射臂螺旋天线，沿圆柱体的四个面上设有呈螺旋线状分布的若干个螺旋天线辐射臂6，且相邻螺旋天线辐射臂6底部并联连接有螺旋天线威尔金森馈电网络7，各螺旋天线威尔金森馈电网络相互连接。且螺旋天线威尔金森馈电网络7设在圆柱体的底面上（见图5所示）。天线材料采用微波复合介质材料，材料厚度为0.22mm，方便弯曲卷成环状。天线四个辐射臂程螺旋状，有极强的圆极化特性。螺旋的旋向是用来控制左右旋圆极化。北斗一代接收天线为右旋圆极化，故螺旋天线四个辐射臂的旋向应为右旋。最后通过威尔金森馈电网络向四个辐射臂馈电及移相。馈电的大小相等，相位依次为0°、90°、180°、270°。
上述的螺旋天线单元1与微带天线单元3均采用微波复合介质材料，天线腔体采用硬铝2A12材料制作，表面导电氧化处理。短路柱采用金属铜材料制作，表面导电氧化处理。
本天线设计分四部分：
短路柱加载：北斗一代接收天线采用螺旋天线设计，螺旋天线尺寸较大，并且螺旋天线的微波符合介质材料很薄，受力极易变形。通过将螺旋天线焊接在短路柱上，可以有效的固定螺旋天线。并且，再将短路柱与北斗一代发射天线（微带天线单元）及天线腔体固定，短路柱起到了承上启下的作用。
北斗一代发射天线圆极化实现方式：北斗一代发射天线采用单馈点实现圆极化，比起双馈点、四馈点实现圆极化的增益要高，不需要用电桥或者威尔金森功分器来移相位，简化了天线结构，实现了天线小型化，并且也降低了成本。
螺旋与微带叠加设计：
天线腔体大小及形状直接影响着微带天线的增益和其他一些电性能指标。低仰角的增益也可以通过对天线腔体加以特殊的形状来改善。比如说，通过锥形结构的天线腔体可以改善微带天线的低仰角增益。但是由于北斗一代发射天线和北斗一代接收天线的频率相差很远，波长相差很长，进而导致通过天线腔体改善了北斗一代接收天线的低仰角增益，但是对北斗一代发射天线的增益没有起到改善作用，反倒会恶化北斗一代发射天线低仰角的增益。或者是对北斗一代发射天线的低仰角增益改善了，但是对北斗一接收天线的增益没有改善，反倒会恶化北斗一接收天线低仰角增益。天线腔体无法做到适中状态。况且通过天线腔体也只是改善微带天线的低仰角增益，而也没有达到明显的提高。本次设计，北斗一代接收天线采用螺旋天线设计，螺旋天线的辐射臂呈螺旋状，有极强圆极化特性，在低仰角增益方面比起微带天线要高很多，况且天线腔体的结构形状对螺旋天线影响较小，甚至没有影响。可以通过天线腔体结构使北斗一代发射天线低仰角增益最大化，而北斗一代接收天线采用螺旋天线实现。
上述实施例给出了一个有限范围的实例对本发明做出了详细说明，不能认定本发明的实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，凡根据本发明精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (10)

1.一种北斗一代微带加螺旋导航天线，包括天线腔体（4），其特征在于：所述天线腔体（4）上设置有微带天线单元（3），微带天线单元（3）通过短路柱（2）连接有采用四臂螺旋天线结构的螺旋天线单元（1），所述天线腔体（4）上留有用于安装天线射频线缆（5）的开口。
2.根据权利要求1所述的北斗一代微带加螺旋导航天线，其特征在于，所述微带天线单元（3）安装在天线腔体（4）表面，螺旋天线单元（1）连接在短路柱（2）上，并叠加在微带天线单元（3）上，通过螺钉将短路柱（2）、微带天线单元（3）及天线腔体（4）固定。
3.根据权利要求1所述的北斗一代微带加螺旋导航天线，其特征在于，所述天线腔体（4）为圆盘形结构，圆盘的截面呈锥形结构。
4.根据权利要求1所述的北斗一代微带加螺旋导航天线，其特征在于，所述微带天线单元（3）为北斗一代发射天线。
5.根据权利要求1所述的北斗一代微带加螺旋导航天线，其特征在于，所述螺旋天线单元（1）为北斗一代接收天线，螺旋天线单元（1）采用呈圆柱形结构的四个辐射臂螺旋天线，沿圆柱体的四个面上设有呈螺旋线状分布的若干个螺旋天线辐射臂（6），且相邻螺旋天线辐射臂（6）底部并联连接有螺旋天线威尔金森馈电网络（7），各螺旋天线威尔金森馈电网络（7）相互连接，且螺旋天线威尔金森馈电网络（7）设在圆柱体的底面上。
6.根据权利要求5所述的北斗一代微带加螺旋导航天线，其特征在于，所述螺旋天线单元（1）螺旋线四个辐射臂的旋向为右旋。
7.根据权利要求5所述的北斗一代微带加螺旋导航天线，其特征在于，所述螺旋天线单元（1）螺旋天线四个辐射臂通过威尔金森馈电网络（7）向四个辐射臂馈电及移相，且馈电的大小相等，相位依次为0°、90°、180°、270°。
8.根据权利要求1所述的北斗一代微带加螺旋导航天线，其特征在于，所述螺旋天线单元（1）与微带天线单元（3）均采用微波复合介质材料，螺旋天线单元（1）天线厚度为0.22mm。
9.根据权利要求1所述的北斗一代微带加螺旋导航天线，其特征在于，所述天线腔体（4）采用表面导电氧化处理后的硬铝2A12材料制作。
10.根据权利要求1所述的北斗一代微带加螺旋导航天线，其特征在于，所述短路柱（2）采用表面导电氧化处理后的金属铜材料制作。
CN201310237908XA 2013-06-14 2013-06-14 一种北斗一代微带加螺旋导航天线 Pending CN103337699A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310237908XA CN103337699A (zh) 2013-06-14 2013-06-14 一种北斗一代微带加螺旋导航天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310237908XA CN103337699A (zh) 2013-06-14 2013-06-14 一种北斗一代微带加螺旋导航天线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103337699A true CN103337699A (zh) 2013-10-02

Family

ID=49245822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310237908XA Pending CN103337699A (zh) 2013-06-14 2013-06-14 一种北斗一代微带加螺旋导航天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103337699A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106603976A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 西华大学 一种智能微波频段无线电监测控制系统
CN109244631A (zh) * 2018-10-25 2019-01-18 苏州博海创业微系统有限公司 小型化抗高过载线极化单螺旋天线
CN109449572A (zh) * 2018-10-15 2019-03-08 中国科学院电子学研究所 一种用于双基星载干涉合成孔径雷达的相位同步天线
CN114256605A (zh) * 2021-12-20 2022-03-29 上海海积信息科技股份有限公司 一种组合天线

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2627771Y (zh) * 2003-07-16 2004-07-21 西安海天天线科技股份有限公司 一种圆极化手机天线
CN201215584Y (zh) * 2008-06-30 2009-04-01 上海全球卫星导航有限公司 一种北斗海洋渔业船载终端设备
CN202888389U (zh) * 2012-09-27 2013-04-17 西安中星伟业通信科技有限公司 一种北斗卫星终端
CN202940333U (zh) * 2012-12-05 2013-05-15 西安希德电子信息技术有限公司 北斗gps双模卫星导航天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2627771Y (zh) * 2003-07-16 2004-07-21 西安海天天线科技股份有限公司 一种圆极化手机天线
CN201215584Y (zh) * 2008-06-30 2009-04-01 上海全球卫星导航有限公司 一种北斗海洋渔业船载终端设备
CN202888389U (zh) * 2012-09-27 2013-04-17 西安中星伟业通信科技有限公司 一种北斗卫星终端
CN202940333U (zh) * 2012-12-05 2013-05-15 西安希德电子信息技术有限公司 北斗gps双模卫星导航天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FENG SHANG 等: "Emitting Antenna Techniques Based on BeiDou Navigation Positioning System", 《IEEE》, 31 December 2009 (2009-12-31), pages 328 - 331 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106603976A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 西华大学 一种智能微波频段无线电监测控制系统
CN106603976B (zh) * 2016-12-09 2020-01-21 西华大学 一种智能微波频段无线电监测控制系统
CN109449572A (zh) * 2018-10-15 2019-03-08 中国科学院电子学研究所 一种用于双基星载干涉合成孔径雷达的相位同步天线
CN109244631A (zh) * 2018-10-25 2019-01-18 苏州博海创业微系统有限公司 小型化抗高过载线极化单螺旋天线
CN114256605A (zh) * 2021-12-20 2022-03-29 上海海积信息科技股份有限公司 一种组合天线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cui et al. A broadband dual-polarized planar antenna for 2G/3G/LTE base stations
CN104157968B (zh) 一种新概念宽带圆极化天线
CN102738562B (zh) 具有简单馈电器的超宽带共形低剖面四臂单向行波天线
Li et al. A three-dimensional circularly polarized antenna with a low profile and a wide 3-dB beamwidth
CN102931468B (zh) 一种双频四臂螺旋天线
CN102780091B (zh) 一种高低仰角增益圆极化螺旋天线
CN101662074B (zh) 小型双频双圆极化宽波束多层微带天线
CN103259077B (zh) 射电日像仪宽频带双圆极化馈源
Xia et al. 3-D-printed wideband high-efficiency dual-frequency antenna for vehicular communications
CN103337699A (zh) 一种北斗一代微带加螺旋导航天线
WO2016132499A1 (ja) 漏れ波アンテナ
JP5432055B2 (ja) 偏波共用八木型アンテナ
EP3314694A1 (en) Multi-filar helical antenna
CN203536570U (zh) 一种宽波束圆极化相控阵天线
CN114050410A (zh) 圆极化天线和基准站
JP5793052B2 (ja) スパイラルアンテナ
CN104993245A (zh) S波段动中通双频圆极化微带天线及其阵列
CN105244607B (zh) 一种螺旋加载高增益全向单极子天线
Antoniades et al. Planar antennas for compact multiband transceivers using a microstrip feedline and multiple open‐ended ground slots
WO2023093985A1 (en) An antenna device with two stacked radiating elements
JP5904805B2 (ja) 整形ビームアンテナ
CN207559035U (zh) 双频双馈点高增益天线和mimo天线模组
Louertani et al. Multiarms multiports externally fed spiral antenna
CN102394345B (zh) 用于低轨卫星通信系统的宽波束圆极化全金属腔体天线
WO2014115653A1 (ja) アンテナ及びセクタアンテナ

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

Application publication date: 20131002