CN109698405B - 一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线，包括介质板和PCB底板；所述介质板包括若干个高频馈电点、高频辐射面、若干个低频馈电点和低频辐射面；所述高频辐射面和低频辐射面通过高频介质板隔离开；所述低频辐射面和PCB底板通过低频介质板隔开，所述PCB底板直径大于低频介质板直径，本发明天线具备小体积，叠层结构，稳定相位中心，能够应用于测绘、汽车导航、无人自动驾驶等高精度定位相关领域。

Description

一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线
技术领域
本发明涉及卫星导航天线领域，具体涉及到一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线。
背景技术
随着我国北斗卫星导航系统建设的不断完善，与北斗定位导航相关的应用得到了大力发展，涵盖了传统的测绘测量到当下无人自动驾驶、无人机等热点。为了实现高精度导航定位，目前定位设备往往会同时接收北斗、GPS(Global Positioning System)、GLONASS(Global Navigation Satellite System)导航系统不同频段的卫星信号，实现多系统联合定位，并通过实时差分技术进一步提高定位精度。
为了满足定位设备接收北斗、GPS、GLONASS等导航系统不同频段的卫星信号，现有高精度定位设备多采用传统的上下两片叠层天线方案，上层天线对应接收北斗B1频段(1561.098MHz)、GPS L1频段(1575.42MHz)，GLONASS高频段卫星信号；下层天线对应接收北斗B2频段(1207.14MHz)、B3频段(1268.52MHz)，GPS L2频段(1227.6MHz)等低频段卫星信号。
传统的高前后比宽波束GNSS高精度天线，如扼流圈结构等不仅体积大，厚度高，重量大，一方面加大了定位设备的体积，另一方面也使天线成本大幅提高。
发明内容
为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线，该天线具备小体积，叠层结构，稳定相位中心，能够应用于测绘、汽车导航、无人自动驾驶等高精度定位相关领域。
本发明提供了一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线，包括介质板和PCB底板；所述介质板包括若干个高频馈电点、高频辐射面、若干个低频馈电点和低频辐射面；所述高频辐射面和低频辐射面通过高频介质板隔离开；所述低频辐射面和PCB底板通过低频介质板隔开，所述PCB底板直径大于低频介质板直径。
上述的天线，其中，所述高频馈电点、低频馈电点均为4个。
上述的天线，其中，所述四个低频馈电点依次相隔90度均匀分布在四个方向上；所述四个高频馈电点依次相隔90度均匀分布在四个方向上。
上述的天线，其中，所述PCB底板在边缘处开缝，缝长度在1/8λ和1/4λ之间，其中λ为频率1227MHZ印制在PCB底板上的波长。
上述的天线，其中，每条缝隙间隔90°到1°平均分布，缝隙条数从360条到4条。
上述的天线，其中，所述缝隙为直线或曲线。
上述的天线，其中，所述缝隙分布是顺时针或逆时针。
本发明提供了一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线具有以下有益效果：该天线具备小体积，叠层结构，稳定相位中心，能够应用于测绘、汽车导航、无人自动驾驶等高精度定位相关领域；很好解决了高前后比宽波束天线小型化、双频段等问题，重点给出了高精度卫星导航天线高前后比宽波束双频段的设计方案，在有效减小天线体积的同时有效的降低天线重量。相对于传统扼流圈高精度天线方案，在采用相同前后比情况下，天线结构面积缩小60％左右，天线结构厚度降低60％左右，对定位终端小型化和轻量化提供了有效途径；同时，本发明的设计方案还可以应用在本领域的其他场合，都能够起到很好的小型化作用，对天线小型化具备重要的意义。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线的整体设计图。
图2为本发明一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线的整体侧视图。
图3给出了图1所示结构下的GPS L2频点(1227MHz)方向图。
图4给出了图1所示结构下的GPS L1频点(1575MHz)方向图。
图5、图6分别为本发明的不同实施方式。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参照图1所示，本发明提供的一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线，包括介质板和PCB底板；介质板包括四个高频馈电点、高频辐射面、四个低频馈电点、低频辐射面；高频辐射面和低频辐射面通过高频介质板隔离开；低频辐射面和PCB底板通过低频介质板隔开，PCB底板直径大于低频介质板直径。四个低频馈电点依次相隔90度均匀分布在四个方向上；四个高频馈电点依次相隔90度均匀分布在四个方向上。PCB底板在边缘处开缝，缝长度在1/8λ和1/4λ之间。λ为频率1227MHZ印制在PCB底板上的波长，由此形成高阻抗，抑制表面波传播，提高前后比。每条缝隙间隔90°到1°平均分布，缝隙条数从360条到4条。缝隙可以是直线，曲线。缝隙分布可以是顺时针，逆时针。介质板为常见的微波板材，如聚四氟乙烯，PPO工程塑料等。现有传统的扼流圈高精度GNSS天线不仅体积大，厚度高，重量大，一方面加大了定位设备的体积，另一方面也是给天线成本等带来不利影响。本发明采用缝隙高阻抗PCB底板方案，实现了天线高前后比宽波束技术特点。本发明给出了一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线实现方案，生产装配工艺简单，性能满足高精度测量需求；缩小了高精度卫星导航天线体积，有利于终端设备的缩小和重量的减轻，尤其是对于国土资源测绘测量方面；采用的电镀工艺或者附铜箔及加工方式成熟，生产成本低，有利于产品的大规模应用。具备良好的经济效益。
以下提供一具体的实施方式
实施例1
本发明包括低频介质板6、高频介质板4和印制线路底板7；高频介质板4包括四个高频馈电点1、高频辐射面3。低频介质板6包括四个低频馈电点2、低频辐射面5；高频介质板4和低频介质板6采用叠层结构。
印制线路底板7开缝，缝长度在1/8λ和1/4λ之间，缝隙宽1MM-5MM。
本发明的四个低频馈电点2依次相隔90度均匀分布在四个方向上；四个高频馈电点1依次相隔90度均匀分布在四个方向上。四个低频馈电点使用金属PIN针连接到印制线路底板7，四个高频馈电点1使用金属PIN针穿过高频介质板4、低频介质板5连接到印制线路底板7。
本发明使用M3塑料螺丝高频介质板5、低频介质板6，实现高频介质板5、低频介质板6与印制线路板7固定。
本发明介质板10上的高频辐射面3、低频辐射面5通过电镀工艺或者附铜箔或者附铜箔实现。高频介质板4、低频介质板6为常见的微波板材，如聚四氟乙烯，低介电损耗工程塑料等。
图3给出了图1所示结构下的GPS L2频点(1227MHz)方向图，图4给出了图1所示结构下的GPS L1频点(1575MHz)方向图。本实施例很好解决了高前后比宽波束天线小型化、双频段等问题，重点给出了高精度卫星导航天线高前后比宽波束双频段的设计方案，在有效减小天线体积的同时有效的降低天线重量。相对于传统扼流圈高精度天线方案，在采用相同前后比情况下，天线结构面积缩小60％左右，天线结构厚度降低60％左右，对定位终端小型化和轻量化提供了有效途径。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种高前后比宽波束双频段高精度卫星导航天线，其特征在于，包括介质板和PCB底板；所述介质板包括若干个高频馈电点、高频辐射面、若干个低频馈电点和低频辐射面；所述高频辐射面和低频辐射面通过高频介质板隔离开；所述低频辐射面和PCB底板通过低频介质板隔开，所述PCB底板直径大于低频介质板直径；所述高频馈电点、低频馈电点均为4个，所述四个低频馈电点依次相隔90度均匀分布在四个方向上；所述四个高频馈电点依次相隔90度均匀分布在四个方向上，所述PCB底板在边缘处开缝，缝长度在1/8λ和1/4λ之间，其中λ为频率1227MHZ印制在PCB底板上的波长，每条缝隙间隔90°到1°平均分布，缝隙条数从360条到4条，所述缝隙为直线或曲线，所述缝隙分布是顺时针或逆时针。
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