CN106450724B - 一种小型化七阵元自适应抗干扰天线 - Google Patents

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Abstract

一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，涉及一种北斗抗干扰天线领域；选用介电常数为10.2的板材作为天线介质基板；适当减小天线单元间的间距；将6个副天线等角度等等距离排布在天线周围；将低噪声放大模块小型化，集成在天线后端，并在放大模块内部添加滤波器；主天线采用4层高介电常数的板材作为介质基板。具体涉及一种包含七单元天线单元和低噪声放大器的天线阵列，该发明中阵列天线将天线、低噪声放大器、滤波器集为一整体，可以实现对GPS和北斗导航信号的接收，在北斗导航频段信号具有较强的抗干扰能力。该天线具有体积小、重量轻、功耗小、抗干扰能力强等特点。

Description

一种小型化七阵元自适应抗干扰天线
技术领域
本发明涉及一种北斗抗干扰天线领域，特别是一种小型化七阵元自适应抗干扰天线。
背景技术
普通抗干扰天线阵列天线单元一般尺寸较大，且天线单元间距离较远，抗干扰天线设计时一般也不考虑天线阵列的小型化设计。但在一些特殊的应用场合下，给予抗干扰天线安装的窗口尺寸有限，因此抗干扰天线的设计需要考虑天线单元的小型化，并适当缩小天线单元间的间距。普通抗干扰天线没有实现小型化的原因主要有以下两个原因：
1)天线单元辐射贴片尺寸较大，导致抗干扰天线尺寸较大；
2)天线单元间距过大，导致抗干扰天线阵面较大；
3)低噪声放大模块设计尺寸较大，导致天线单元过大。
基于上述原因，七阵元抗干扰天线的小型化需要考虑减小低噪声放大模块的尺寸，并选用高介电常数的印制板已达到降低天线单元辐射贴片尺寸的目的，并适当降低天线单元间的距离。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，将天线、低噪声放大器、滤波器集为一整体，可以实现对GPS和北斗导航信号的接收，在北斗导航频段信号具有较强的抗干扰能力。该天线具有体积小、重量轻、功耗小、抗干扰能力强等特点。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，包括主天线和6个副天线；所述主天线直径为58-62mm；所述副天线直径为58-62mm；6个副天线每隔60度等角度均匀对称的环绕在主天线的周围，且各副天线与主天线间距为90-100mm。
在上述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，所述自适应抗干扰天线接收信号频段为50MHz的北斗导航工作带宽，自适应抗干扰天线接收频段为50MHzGPS的导航信号工作带宽；通过主天线和6个副天线组阵接收信号实现对6个方向的抗干扰能力。
在上述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，所述主天线包括第一主接收天线、第二主接收天线、第三主接收天线、第四主接收天线、主低噪声放大模块、主天线压板、主射频连接器、绝缘衬套、第一焊点、第二焊点、长馈电针和短馈电针；其中主天线压板水平位于自适应抗干扰天线的中部位置；主射频连接器轴向竖直固定在主天线压板的下端；主低噪声放大模块固定安装在主天线压板的上表面；第四主接收天线固定安装在主低噪声放大模块的上表面；第三主接收天线固定安装在第四主接收天线的上表面；第二主接收天线固定安装在第三主接收天线的上表面；第一主接收天线固定安装在第二主接收天线的上表面；长馈电针固定安装在第一主接收天线、第二主接收天线、第三主接收天线和第四主接收天线内部，绝缘衬套包裹在长馈电针的外壁；短馈电针固定安装在第三主接收天线和第四主接收天线的内部；第一焊点设置在第一主接收天线的上表面；第二焊点设置在第三主接收天线的上表面。
在上述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，所述的长馈电针轴向竖直依次贯穿第一主接收天线、第二主接收天线、第三主接收天线、第四主接收天线，且长馈电针的轴向上端伸出第一主接收天线上表面，轴向下端与主低噪声放大模块上表面接触，在长馈电针的轴向上端伸出第一主接收天线上表面的位置设置有第一焊点；所述绝缘衬套竖直依次贯穿第三主接收天线、第四主接收天线，绝缘衬套的上端与第二主接收天线下表面接触，绝缘衬套的上端与主低噪声放大模块上表面接触。
在上述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，所述的短馈电针轴向竖直依次贯穿第三主接收天线、第四主接收天线，且短馈电针的轴向上端伸出第三主接收天线上表面，轴向下端与主低噪声放大模块上表面接触，在短馈电针的轴向上端伸出第三主接收天线上表面的位置设置有第二焊点。
在上述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，所述第一主接收天线、第二主接收天线、第三主接收天线、第四主接收天线采用介电常数为10.2的印制板，厚度为1.8-2.2mm。
在上述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，所述副天线包括副接收天线、副低噪声放大模块、副天线压板、副射频连接器、第三焊点和副馈电针；其中，副低噪声放大模块位于副天线的中部位置；副接收天线固定安装在副低噪声放大模块的上表面；副天线压板水平固定安装在副低噪声放大模块的下表面；副射频连接器轴向竖直安装在副低噪声放大模块的下表面；副馈电针固定安装在副接收天线的内部；第三焊点设置在副接收天线的上表面。
在上述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，所述的副馈电针竖直穿过副接收天线，副馈电针的轴向一端与副低噪声放大模块接触，副馈电针的轴向另一端伸出副接收天线，在副馈电针伸出副接收天线的位置设置有第三焊点。
在上述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，所述副天线压板为中空环形结构，同轴固定在副低噪声放大模块的下表面。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明中，第一主接收天线、第二主接收天线、第三主接收天线、第四主接收天线采用介电常数为10.2的印制板，厚度为1.8-2.2mm；有效降低主天线单元的尺寸；
(2)本发明中，各副天线与主天线间距为90-100mm，在不影响抗干扰性能的前提下，将天线单元间的距离降为1/2倍波长；
(3)本发明通过将6个副天线等角度等等距离排布在天线周围的方案，可以实现对最多6个方向的抗干扰能力；
(4)本发明主天线采用第一主接收天线、第二主接收天线、第三主接收天线、第四主接收天线共4层高介电常数的板材作为介质基板，在实现主天线小型化的同时，满足了天线的带宽要求。
附图说明
图1为本发明主天线剖视图；
图2为本发明副天线剖视图；
图3为本发明小型化七阵元自适应抗干扰天线布局图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
为了解决普通抗干扰天线小型化的问题，本发明中，选择介电常数高的板材作为微带天线的介质基座，并适当调整天线单元间的间距，在不影响天线抗干扰性能的前提下，将天线单元间的间距由传统的1/2倍波长缩小至1/3倍波长，同时缩小了低噪声放大模块的尺寸，采用主天线在中心，6个副天线等角度等距离排布在主天线周围的方案，实现了七阵元抗干扰天线的小型化。基于上述设计思路，提出了一种小型化七阵元自适应抗干扰天线设计。
如图3所示为小型化七阵元自适应抗干扰天线布局图，由图可知，一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，包括主天线20和6个副天线21；所述主天线20直径为58-62mm；所述副天线21直径为58-62mm；6个副天线21每隔60度等角度均匀对称的环绕在主天线20的周围，且各副天线21与主天线20间距为90-100mm。
自适应抗干扰天线接收信号频段为50MHz的北斗导航工作带宽，自适应抗干扰天线接收频段为50MHzGPS的导航信号工作带宽；通过主天线20和6个副天线21组阵接收信号实现对6个方向的抗干扰能力。
如图1所示为主天线剖视图，由图可知，主天线20包括第一主接收天线1a、第二主接收天线1b、第三主接收天线1c、第四主接收天线1d、主低噪声放大模块2、主天线压板3、主射频连接器4、绝缘衬套5、第一焊点6a、第二焊点6b、长馈电针7和短馈电针8；其中主天线压板3水平位于自适应抗干扰天线的中部位置；主射频连接器4轴向竖直固定在主天线压板3的下端；主低噪声放大模块2固定安装在主天线压板3的上表面；第四主接收天线1d固定安装在主低噪声放大模块2的上表面；第三主接收天线1c固定安装在第四主接收天线1d的上表面；第二主接收天线1b固定安装在第三主接收天线1c的上表面；第一主接收天线1a固定安装在第二主接收天线1b的上表面；第一主接收天线1a、第二主接收天线1b、第三主接收天线1c、第四主接收天线1d采用介电常数为10.2的印制板，厚度为1.8-2.2mm；长馈电针7固定安装在第一主接收天线1a、第二主接收天线1b、第三主接收天线1c和第四主接收天线1d内部，绝缘衬套5包裹在长馈电针7的外壁，实现绝缘；短馈电针8固定安装在第三主接收天线1c和第四主接收天线1d的内部；第一焊点6a设置在第一主接收天线1a的上表面；第二焊点6b设置在第三主接收天线1c的上表面。
长馈电针7轴向竖直依次贯穿第一主接收天线1a、第二主接收天线1b、第三主接收天线1c、第四主接收天线1d，且长馈电针7的轴向上端伸出第一主接收天线1a上表面，轴向下端与主低噪声放大模块2上表面接触，在长馈电针7的轴向上端伸出第一主接收天线1a上表面的位置设置有第一焊点6a；所述绝缘衬套5竖直依次贯穿第三主接收天线1c、第四主接收天线1d，绝缘衬套5的上端与第二主接收天线1b下表面接触，绝缘衬套5的上端与主低噪声放大模块2上表面接触。
短馈电针8轴向竖直依次贯穿第三主接收天线1c、第四主接收天线1d，且短馈电针8的轴向上端伸出第三主接收天线1c上表面，轴向下端与主低噪声放大模块2上表面接触，在短馈电针8的轴向上端伸出第三主接收天线1c上表面的位置设置有第二焊点6b。
主天线20通过第一主接收天线1a、第二主接收天线1b、第三主接收天线1c、第四主接收天线1d接收GPS导航信号和北斗导航信号，信号经过长馈电针7和短馈电针8进入GPS和北斗导航信号主低噪声放大模块2进行信号放大，最后通过主射频连接器4将放大后的信号输出；
如图2所示为副天线剖视图，由图可知，副天线21包括副接收天线9、副低噪声放大模块10、副天线压板11、副射频连接器12、第三焊点13和副馈电针14；其中，副低噪声放大模块10位于副天线21的中部位置；副接收天线9固定安装在副低噪声放大模块10的上表面；副天线压板11为中空环形结构，水平同轴固定在副低噪声放大模块10的下表面；副射频连接器12轴向竖直安装在副低噪声放大模块10的下表面；副馈电针14固定安装在副接收天线9的内部；第三焊点13设置在副接收天线9的上表面。
副馈电针14竖直穿过副接收天线9，副馈电针14的轴向一端与副低噪声放大模块10接触，副馈电针14的轴向另一端伸出副接收天线9，在副馈电针14伸出副接收天线9的位置设置有第三焊点13。
副天线21通过副接收天线9接收北斗导航信号，信号经过副馈电针14进入北斗导航信号副低噪声放大模块10进行信号放大，最后通过副射频连接器12将放大后的信号输出。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，其特征在于：包括主天线(20)和6个副天线(21)；所述主天线(20)直径为58-62mm；所述副天线(21)直径为58-62mm；6个副天线(21)每隔60度等角度均匀对称的环绕在主天线(20)的周围，且各副天线(21)与主天线(20)间距为90-100mm；
所述自适应抗干扰天线接收信号频段为50MHz的北斗导航工作带宽；通过主天线(20)和6个副天线(21)组阵接收信号实现对6个方向的抗干扰能力；
所述主天线(20)包括第一主接收天线(1a)、第二主接收天线(1b)、第三主接收天线(1c)、第四主接收天线(1d)、主低噪声放大模块(2)、主天线压板(3)、主射频连接器(4)、绝缘衬套(5)、第一焊点(6a)、第二焊点(6b)、长馈电针(7)和短馈电针(8)；其中主天线压板(3)水平位于自适应抗干扰天线的中部位置；主射频连接器(4)轴向竖直固定在主天线压板(3)的下端；主低噪声放大模块(2)固定安装在主天线压板(3)的上表面；第四主接收天线(1d)固定安装在主低噪声放大模块(2)的上表面；第三主接收天线(1c)固定安装在第四主接收天线(1d)的上表面；第二主接收天线(1b)固定安装在第三主接收天线(1c)的上表面；第一主接收天线(1a)固定安装在第二主接收天线(1b)的上表面；长馈电针(7)固定安装在第一主接收天线(1a)、第二主接收天线(1b)、第三主接收天线(1c)和第四主接收天线(1d)内部，绝缘衬套(5)包裹在长馈电针(7)的外壁；短馈电针(8)固定安装在第三主接收天线(1c)和第四主接收天线(1d)的内部；第一焊点(6a)设置在第一主接收天线(1a)的上表面；第二焊点(6b)设置在第三主接收天线(1c)的上表面；
所述的长馈电针(7)轴向竖直依次贯穿第一主接收天线(1a)、第二主接收天线(1b)、第三主接收天线(1c)、第四主接收天线(1d)，且长馈电针(7)的轴向上端伸出第一主接收天线(1a)上表面，轴向下端与主低噪声放大模块(2)上表面接触，在长馈电针(7)的轴向上端伸出第一主接收天线(1a)上表面的位置设置有第一焊点(6a)；所述绝缘衬套(5)竖直依次贯穿第三主接收天线(1c)、第四主接收天线(1d)，绝缘衬套(5)的上端与第二主接收天线(1b)下表面接触，绝缘衬套(5)的下端与主低噪声放大模块(2)上表面接触；
所述的短馈电针(8)轴向竖直依次贯穿第三主接收天线(1c)、第四主接收天线(1d)，且短馈电针(8)的轴向上端伸出第三主接收天线(1c)上表面，轴向下端与主低噪声放大模块(2)上表面接触，在短馈电针(8)的轴向上端伸出第三主接收天线(1c)上表面的位置设置有第二焊点(6b)；
所述第一主接收天线(1a)、第二主接收天线(1b)、第三主接收天线(1c)、第四主接收天线(1d)采用介电常数为10.2的印制板，厚度为1.8-2.2mm。
2.根据权利要求1所述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，其特征在于：所述副天线(21)包括副接收天线(9)、副低噪声放大模块(10)、副天线压板(11)、副射频连接器(12)、第三焊点(13)和副馈电针(14)；其中，副低噪声放大模块(10)位于副天线(21)的中部位置；副接收天线(9)固定安装在副低噪声放大模块(10)的上表面；副天线压板(11)水平固定安装在副低噪声放大模块(10)的下表面；副射频连接器(12)轴向竖直安装在副低噪声放大模块(10)的下表面；副馈电针(14)固定安装在副接收天线(9)的内部；第三焊点(13)设置在副接收天线(9)的上表面。
3.根据权利要求2所述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，其特征在于：所述的副馈电针(14)竖直穿过副接收天线(9)，副馈电针(14)的轴向一端与副低噪声放大模块(10)接触，副馈电针(14)的轴向另一端伸出副接收天线(9)，在副馈电针(14)伸出副接收天线(9)的位置设置有第三焊点(13)。
4.根据权利要求3所述的一种小型化七阵元自适应抗干扰天线，其特征在于：所述副天线压板(11)为中空环形结构，同轴固定在副低噪声放大模块(10)的下表面。
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