CN104901005B - 小型化双频宽带圆极化贴片天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型化双频宽带圆极化贴片天线，包括介质基板、主辐射贴片、寄生辐射贴片以及导电接地层；主辐射贴片设于介质基板的上表面，寄生辐射贴片也设于介质基板的上表面并作为主辐射贴片的边框，且寄生辐射贴片与主辐射贴片之间预留有环形细缝；主辐射贴片还设有馈电点以及开槽，其中馈电点与馈电线电连接，馈电点及开槽都以主辐射贴片的几何中心点为原点呈中心对称；导电接地层设于介质基板的下表面。本发明采用中央贴片表面开槽再附加一个边框贴片的结构，设计成双频宽带精确导航天线，其双频带能够覆盖北斗/GPS/GLONASS/GALILEO四大导航系统的L1和L2频段，适合于手持精确导航终端。
Description
技术领域
本发明涉及贴片天线，具体是一种适用于手持式精确导航终端的小型化双频宽带圆极化贴片天线。
背景技术
全球已有多个国家建立了自己的卫星导航定位系统，如中国的北斗系统、美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统以及欧洲的GALILEO系统。卫星导航系统终端测量型天线，已成为人们倍受关注的一个热点技术。
一般的微带贴片天线存在工作带宽窄的缺点，不适合应用于精确测量双频导航接收机虽然通过降低微带天线介质基板的介质常数或增加基板厚度，可以拓宽其工作带宽，但拓宽量非常有限，而且随着天线的基板厚度增加，体积增大，若在矩形微带贴片上开一个或多个平行于边沿的短缝，可以略微减小天线的尺寸；采用耦合馈电，多点馈电，中心短路钉或贴片切角等改进措施，有助于适当提高贴片天线性能，但都难以大幅提高天线的工作带宽。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种小型化双频宽带圆极化贴片天线，为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：
一种小型化双频宽带圆极化贴片天线，包括介质基板、主辐射贴片、寄生辐射贴片以及导电接地层；
所述主辐射贴片设于所述介质基板的上表面，所述寄生辐射贴片也设于所述介质基板的上表面并作为所述主辐射贴片的边框，以通过所述主辐射贴片、寄生辐射贴片实现双频宽带圆极化辐射和接收，其双频带分别覆盖北斗/GPS/GLONASS/GALILEO四大导航系统的L1和L2频段，且所述寄生辐射贴片与所述主辐射贴片之间预留有环形细缝；
所述主辐射贴片还设有馈电点以及开槽，其中所述馈电点与馈电线电连接，所述馈电点及所述开槽都以所述主辐射贴片的几何中心点为原点呈中心对称；
所述导电接地层设于所述介质基板的下表面。
优选的，所述介质基板、主辐射贴片呈方形，所述寄生辐射贴片、环形细缝呈方环状，其中所述环形细缝的宽度小于0.5mm；
所述开槽数量为两条，两条所述开槽分别设于所述主辐射贴片的两条对角线上，且两条所述开槽的中点相交；
所述馈电点数量为四个，四个所述馈电点分别设于两条所述开槽的两端。
优选的，所述开槽的内侧呈阶梯状。
本发明提供的小型化双频宽带圆极化贴片天线采用中央贴片表面开槽再附加一个边框贴片的结构，设计成双频宽带精确导航天线，其双频带能够覆盖北斗/GPS/GLONASS/GALILEO四大导航系统的L1和L2频段，适合于手持精确导航终端。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是本发明实施例平面示意图；
图2是本发明实施例结构示意图；
图3是本发明实施例反射系数带宽图；
图4是本发明实施例低频段的反射系数带宽图；
图5是本发明实施例高频段的反射系数带宽图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例：
如图1、2所示，一种小型化双频宽带圆极化贴片天线，包括介质基板、主辐射贴片1、寄生辐射贴片2以及导电接地层；所述介质基板由复合材料制成，在该复合材料中混合有介电常数高的陶瓷、聚苯硫醚树脂和液晶聚合物，具有适合精密成形的尺寸稳定性和对锡焊的耐热性，并且具有较高介电特性，实现贴片天线的小型化，且本发明实施例中的介质基板未引入其他层具有结构简单、易于加工、成本较低等优点；所述主辐射贴片1设于所述介质基板的上表面，所述寄生辐射贴片2也设于所述介质基板的上表面并作为所述主辐射贴片1的边框，以通过所述主辐射贴片1、寄生辐射贴片2实现双频宽带圆极化辐射和接收，其双频带分别覆盖北斗/GPS/GLONASS/GALILEO四大导航系统的L1和L2频段；且所述寄生辐射贴片2与所述主辐射贴片1之间预留有环形细缝3，其中所述环形细缝3的宽度小于0.5mm，细缝等宽且保持足够狭窄，这样使得寄生辐射贴片2与主辐射贴片1之间能够增加一定的电容耦合，增加天线的谐振，进一步提升了天线的带宽；所述主辐射贴片1、寄生辐射贴片2由铜、镍、银合金等适合的导电性金属材料制成；所述寄生辐射贴片2形成一个寄生辐射框，从而增加了一个新的谐振频率，该频率比主辐射频率要低，适合用来覆盖为较为低频的辐射带宽；所述主辐射贴片1还设有馈电点11以及开槽12，其中所述馈电点11与馈电线电连接，所述馈电点11及所述开槽12都以所述主辐射贴片1的几何中心点为原点呈中心对称，提高天线的轴比带宽，与一般不开槽12的贴片天线相比带宽大幅提升，实现了微带天线的宽频带的优点；所述开槽12可增加其表面的电流路径，调整天线的谐振频率，减小天线尺寸，同时，也能在一定程度上提高天线的增益和带宽，更有利于满足天线所要求达到的性能指标；所述导电接地层设于所述介质基板的下表面。
作为上述实施例方案的部分优选方案，所述介质基板、主辐射贴片1呈方形，所述寄生辐射贴片2、环形细缝3呈方环状，通过主辐射贴片1的边长来确定其谐振频率。
作为上述实施例方案的部分优选方案，所述开槽12数量为两条，两条所述开槽12分别设于所述主辐射贴片1的两条对角线上，使两条开槽12获得最大的长度，且两条所述开槽12的中点相交，保证开槽中心对称且耦合互连。
作为上述实施例方案的部分优选方案，所述馈电点11数量为四个，四个所述馈电点11分别设于两条所述开槽12的两端。采用对称的四点同轴馈电方式，保证天线的相位中心稳定，同时容易实现圆极化。
作为上述实施例方案的改进，所述开槽12的内侧呈阶梯状，与同频率的一般贴片天线相比，贴片尺寸明显下降。
如图3所示为本发明实施例反射系数带宽图，主辐射贴片1提供了1.53GHz～1.87GHz的工作带宽，寄生辐射贴片2提供了1.2GHz～1.26GHz的工作带宽，在频带带宽范围为1.2GHz～1.26GHz以及1.53GHz～1.87GHz内，输入反射系数(也称做s11参数)可以满足小于-10dB,只要小于-10dB，就认为天线是可用的。
图4、图5是本发明实施例低频段的反射系数带宽图和高频段的反射系数带宽图，这两个频段的带宽，在同等尺寸的贴片天线几乎是很难做到这么宽的，特别是高频段的带宽接近350MGhz。并且这两个频带能够覆盖北斗/GPS/GLONASS/GALILEO四大导航系统，适合于精确测量型导航终端。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (1)
1.一种小型化双频宽带圆极化贴片天线，其特征在于：
包括介质基板、主辐射贴片、寄生辐射贴片以及导电接地层；
所述主辐射贴片设于所述介质基板的上表面，所述寄生辐射贴片也设于所述介质基板的上表面并作为所述主辐射贴片的边框，以通过所述主辐射贴片、寄生辐射贴片实现双频宽带圆极化辐射和接收，其双频带分别覆盖北斗/GPS/GLONASS/GALILEO四大导航系统的L1和L2频段，且所述寄生辐射贴片与所述主辐射贴片之间预留有环形细缝；
所述主辐射贴片还设有馈电点以及开槽，其中所述馈电点与馈电线电连接，所述馈电点及所述开槽都以所述主辐射贴片的几何中心点为原点呈中心对称；
所述导电接地层设于所述介质基板的下表面；
所述介质基板、主辐射贴片呈方形，所述寄生辐射贴片、环形细缝呈方环状，其中所述环形细缝的宽度小于0.5mm；
所述开槽数量为两条，两条所述开槽分别设于所述主辐射贴片的两条对角线上，且两条所述开槽的中点相交；
所述馈电点数量为四个，四个所述馈电点分别设于两条所述开槽的两端；所述开槽的内侧呈阶梯状。
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