CN103746192B - 北斗一代/北斗二代b1/gps多系统兼容导航天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种北斗一代/北斗二代B1/GPS多系统兼容导航天线，其包括依次层叠的三个材料基板，第一材料基板的下表面设置有三个SMA头，所述第一材料基板的上表面设置有一北斗一代发射天线，第一SMA头和北斗一代发射天线之间连接有底层馈电探针，且该底层馈电探针与所述北斗一代发射天线的连接点作为第一馈电点；第三材料基板的上表面设置有一北斗一代接收天线，第三SMA头和所述北斗一代接收天线之间连接有顶层馈电探针，且该顶层馈电探针与所述北斗一代接收天线的连接点作为第三馈电点。本发明是一种实现多频段复用以及更简便解决多端口隔离度的实施方案，不仅能够覆盖多个频段，满足多系统兼容导航设备的需求，同时有效的改善了多端口隔离度问题。

Description

北斗一代/北斗二代B1/GPS多系统兼容导航天线
技术领域
本发明涉及一种多频段组合天线，尤其涉及北斗一代、北斗二代B1和GPSL1的组合天线。
背景技术
当今世界主流卫星导航系统有GPS全球卫星系统，GLONASS全球卫星系统，GALILEO全球卫星系统和中国的北斗卫星系统，其中GPS全球卫星系统市场占有率和认知度较高，且终端产业链比较成熟，为了更好的结合市场推动北斗产业的发展，国内外各大导航公司，通信企业，高校等致力于北斗、GPS以及多个导航系统联合的研究，这就要求射频组件以及天线往多系统兼容方向发展，目前多系统兼容型的天线应用比较少，其原因在于多频段的实现以及多个端口间的隔离度解决方案尚未得到完善。
发明内容
本发明提出一种实现多频段复用以及更简便解决多端口隔离度的实施方案，不仅能够覆盖多个频段，满足多系统兼容导航设备的需求，同时有效的改善了多端口隔离度问题。
本发明采用以下方案实现：一种北斗一代/北斗二代B1/GPS多系统兼容导航天线，其特征在于：包括依次层叠的第一、二、三材料基板，所述的第一材料基板的下表面设置有第一、二、三SMA头，所述第一材料基板的上表面设置有一北斗一代发射天线，所述的第一SMA头和北斗一代发射天线之间连接有底层馈电探针，且该底层馈电探针与所述北斗一代发射天线的连接点作为第一馈电点；所述的第二材料基板的上表面设置有一北斗二代B1/GPS接收天线，所述的第二SMA头和北斗二代B1/GPSL1接收天线之间连接有中层馈电探针，且该中层馈电探针与所述北斗二代B1/GPSL1接收天线的连接点作为第二馈电点；所述第三材料基板的上表面设置有一北斗一代接收天线，所述的第三SMA头和所述北斗一代接收天线之间连接有顶层馈电探针，且该顶层馈电探针与所述北斗一代接收天线的连接点作为第三馈电点。
在本发明一实施例中，所述导航天线采用单馈正交激励。
在本发明一实施例中，所述第一、二、三材料基板均与地平齐。
在本发明一实施例中，所述北斗一代接收天线采用正方形铜皮贴片作为辐射单元，且该方形贴片上开设有凹槽，所述的凹槽内加载有用于中心馈电的微带线，以实现天线的匹配特性。
在本发明一实施例中，所述的方形贴片采用切角微扰，以实现圆极化特性，所述方形贴片的四边，开有四个相同的槽。
在本发明一实施例中，所述北斗二代B1/GPS接收天线采用三角切角形微扰实现右旋极化特性，中间处设有避让通孔，以避免馈电探针穿过发生短接现象。
在本发明一实施例中，所述第二馈电点离北斗二代B1/GPS接收天线中心6mm。
在本发明一实施例中，所述北斗一代发射天线采用单探针馈电，中心处设置避让通孔，在离中心一预定距离处对称的四个地方都设置金属化过孔。
在本发明一实施例中，该北斗一代发射天线采用切角微扰实现左旋极化特性。
在本发明一实施例中，所述第一、二、三材料基板边沿设有四个直径为2.8mm定位孔，用来衔接固定该导航天线。
本发明是一种实现多频段复用以及更简便解决多端口隔离度的实施方案，不仅能够覆盖多个频段，满足多系统兼容导航设备的需求，同时有效的改善了多端口隔离度问题。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明第三材料基板的俯视图。
图3是本发明第二材料基板的俯视图。
图4是本发明第一材料基板的俯视图。
图5是北斗一代L波段回波损耗图。
图6是北斗一代S波段回波损耗图。
图7是北斗二代B1/GPSL1波段回波损耗图。
其中，1为北斗一代接收天线；2为北斗二代B1/GPS接收天线；3为北斗一代发射天线；41为底层馈电探针；42为中层馈电探针；43为顶层馈电探针；51为第一SMA头；52为第二SMA头；53为第三SMA头；8为定位孔；9为方形切角；10为凹槽；11为微带线；12为槽；13为第三馈电点；14为通孔；15为第二馈电点；16为切角；17为切角微扰；18为金属化过孔；20为第一馈电点；21为避让通孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参见图1至图4，本发明提供一种北斗一代/北斗二代B1/GPS多系统兼容导航天线，其特征在于：包括依次层叠的第一、二、三材料基板71、72、73，所述的第一材料基板71的下表面设置有第一、二、三SMA头51、52、53，所述第一材料基板71的上表面设置有一北斗一代发射天线3，所述的第一SMA头51和北斗一代发射天线3之间连接有底层馈电探针41，且该底层馈电探针41与所述北斗一代发射天线3的连接点作为第一馈电点20；所述的第二材料基板72的上表面设置有一北斗二代B1/GPS接收天线2，所述的第二SMA头52和北斗二代B1/GPS接收天线2之间连接有中层馈电探针42，且该中层馈电探针42与所述北斗二代B1/GPS接收天线2的连接点作为第二馈电点15；所述第三材料基板73的上表面设置有一北斗一代接收天线1，所述的第三SMA头53和所述北斗一代接收天线1之间连接有顶层馈电探针43，且该顶层馈电探针43与所述北斗一代接收天线1的连接点作为第三馈电点13。
本实施例中，该组合天线均采用单馈正交激励,馈电口接有50欧姆SMA头,SMA头的探针分别接到对应的天线上形成馈电点，三个材料基板的四个角边分别设有1个直径2.8mm的定位孔8，用来衔接固定，利于天线加工，紧凑性强和稳定性高。
请继续参见图2，图2是第三材料基板73（即顶层）的俯视图，图中北斗一代接收天线1采用正方形贴片作为辐射单元，在方形铜皮贴片上开设有凹槽10，并在槽内加载用于第三馈电点13馈电的微带线11来实现天线的匹配特性，采用方形切角9微扰实现圆极化特性，在天线四边，开有四个相同的槽12，利用曲流技术，减小天线尺寸。
图3是第二材料基板（即中间层）的俯视图，图中北斗二代B1/GPS接收天线2的第二馈电点15在离中心6mm处，中层馈电探针42穿过金属化过孔18,且在中心处设有通孔14以避让顶层探针43,采用切角16微扰实现接收天线的右旋极化特性。
图4是第一材料基板（即底层）的俯视图，图中北斗一代发射天线3具有第一馈电点20，采用单探针馈电，中心处设置避让通孔21，以避让顶层探针43，在离中心6mm对称的四个地方都设置金属化过孔18，把地与北斗一代发射天线3（即底层微带贴片)连接一起,采用切角微扰17实现左旋极化特性。
请参见图5、图6和图7，其中图5是北斗一代L波段回波损耗图。图6是北斗一代S波段回波损耗图。图7是北斗二代B1/GPSL1波段回波损耗图。图中能很好的反应该组合天线既能发射和接收北斗一代信号，又能接收北斗二代B1信号和GPS信号，满足多导航系统的需求，实现了北斗和GPS导航系统优势互补，提高系统的稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做成若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范畴。

Claims (5)

1.一种北斗一代/北斗二代B1/GPS多系统兼容导航天线，其特征在于：包括依次层叠的第一、二、三材料基板，所述的第一材料基板的下表面设置有第一、二、三SMA头，所述第一材料基板的上表面设置有一北斗一代发射天线，所述的第一SMA头和北斗一代发射天线之间连接有底层馈电探针，且该底层馈电探针与所述北斗一代发射天线的连接点作为第一馈电点；所述的第二材料基板的上表面设置有一北斗二代B1/GPS接收天线，所述的第二SMA头和北斗二代B1/GPSL1接收天线之间连接有中层馈电探针，且该中层馈电探针与所述北斗二代B1/GPSL1接收天线的连接点作为第二馈电点；所述第三材料基板的上表面设置有一北斗一代接收天线，所述的第三SMA头和所述北斗一代接收天线之间连接有顶层馈电探针，且该顶层馈电探针与所述北斗一代接收天线的连接点作为第三馈电点；
所述北斗一代接收天线采用正方形铜皮贴片作为辐射单元，且该方形贴片上开设有凹槽，所述的凹槽内加载有用于中心馈电的微带线，以实现天线的匹配特性；
所述的方形贴片采用切角微扰，以实现圆极化特性，所述方形贴片的四边，开有四个相同的槽；
所述北斗二代B1/GPS接收天线采用三角切角形微扰实现右旋极化特性，中间处设有避让通孔，以避免馈电探针穿过发生短接现象；
所述北斗一代发射天线采用单探针馈电，中心处设置避让通孔，在离中心一定距离处对称的四个地方都设置金属化过孔，所述中层馈电探针经一金属化过孔穿过；
该北斗一代发射天线采用切角微扰实现左旋极化特性。
2.根据权利要求1所述的北斗一代/北斗二代B1/GPS多系统兼容导航天线，其特征在于：所述导航天线采用单馈正交激励。
3.根据权利要求1所述的北斗一代/北斗二代B1/GPS多系统兼容导航天线，其特征在于：所述第一、二、三材料基板均与地平齐。
4.根据权利要求1所述的北斗一代/北斗二代B1/GPS多系统兼容导航天线，其特征在于：所述第二馈电点离北斗二代B1/GPS接收天线中心6mm。
5.根据权利要求1所述的北斗一代/北斗二代B1/GPS多系统兼容导航天线，其特征在于：所述第一、二、三材料基板边沿设有四个直径为2.8mm定位孔，用来衔接固定该导航天线。
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