CN110635246A - 基于吸波材料的gnss扼流圈天线 - Google Patents

Abstract

一种基于吸波材料的GNSS扼流圈天线，包括多径抑制板、多个第一吸波单元、天线单元、多个第二吸波单元及多个第三吸波单元，多个第一吸波单元沿多径抑制板的中心成环形排列且垂直设于多径抑制板的上表面；天线单元设于多径抑制板的上表面且位于多个第一吸波单元排列形成的环形内；多个第二吸波单元沿多径抑制板的中心成环形排列设置且倾斜设于多径抑制板的上表面；多个第三吸波单元沿多径抑制板的中心成环形排列设置且设于多径抑制板的外周面，多个第三吸波单元垂直于多个第一吸波单元。本发明提供的GNSS扼流圈天线不仅大部分的吸收的多路径信号，还能大部分的吸收多径抑制板外周面处形成的表面波，减少表面波的干扰，有效提高天线的多径抑制能力。

Description

基于吸波材料的GNSS扼流圈天线

技术领域

本发明涉及卫星导航天线领域，尤其涉及一种基于吸波材料的GNSS扼流圈天线。

背景技术

GNSS(Global Navigation Satellite System)是指全球导航卫星系统，其包括美国的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、俄罗斯的格洛纳斯(GlobalNavigation Satellite System，Glonass)、欧洲的伽利略卫星导航系统(GalileoSatellite Navigation System，Galileo)和中国的北斗卫星导航系统。GNSS能够提供时间/空间基准和所有与位置相关的实时动态信息。

随着卫星导航技术的发展，高性能的卫星定位天线越受人们的青睐，但多径效应、天线相位中心不稳定等影响系统精度的因素无法避免，并且已经成为影响天线定位精度的主要原因。多径信号，就是在传播过程中遇到建筑、湖泊等复杂环境时发生反射或散射后，随直达信号一起被接收机天线接收的卫星信号。与直达信号相比，多径信号由于路径更长，所以相位滞后，幅度也会在反射或散射过程中衰减或者增强，即，多径信号会引起接收机载噪比变化，降低接收机的测距精度。

因此，为了抑制天线的多径信号，扼流圈技术随之而生。扼流圈是指由多个一定槽深的同心金属槽构成的基座结构，其上的同心槽的数量一般为三到五个，槽深通常为四分之一天线的波长左右，以使扼流圈表面呈现高阻抗特性，它能够产生场的复合模式来改变天线辐射场的增益分布，降低后瓣和旁瓣。由于多径信号多是从天线低仰角和后瓣进入接收机的，因此扼流圈具有抑制多径的能力。

但是，目前市面上有许多应用于GNSS天线系统的扼流圈，如美国Trimble公司的平板扼流圈、各同心金属槽位于同一水平面上的2D扼流圈、各同心金属槽成金字塔阶梯分布的3D扼流圈等。这些扼流圈性能优异，但2D、3D扼流圈均设置多个一定槽深的同心金属槽，导致整体质量较重，不方便携带和运输。而平板扼流圈天线价格昂贵，设计成本高。

发明内容

本发明实施例公开了一种基于吸波材料的GNSS扼流圈天线，能够减轻天线的整体重量并有效提高其多径抑制的能力，且结构简单，设计成本低。

本发明实施例公开了一种基于吸波材料的GNSS扼流圈天线，包括

多径抑制板；

多个第一吸波单元，沿所述多径抑制板的中心成环形排列且垂直设于所述多径抑制板的上表面，且所述多个第一吸波单元临近所述多径抑制板的外周面设置；

天线单元，设于所述多径抑制板的上表面且位于所述多个第一吸波单元排列形成的环形内；

多个第二吸波单元，沿所述多径抑制板的中心成环形排列设置且倾斜设于所述多径抑制板的上表面；

多个第三吸波单元，沿所述多径抑制板的中心成环形排列设置且设于所述多径抑制板的外周面，所述多个第三吸波单元分别自所述多径抑制板的外周面向外延伸设置且垂直于所述多个第一吸波单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，相邻两所述第一吸波单元、相邻的两所述第二吸波单元以及相邻的两所述第三吸波单元分别间隔设置，各所述第二吸波单元与各所述第一吸波单元交错设置，各所述第三吸波单元分别与各所述第一吸波单元对应设置。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述多个第一吸波单元排列形成第一环形，所述多个第二吸波单元排列形成第二环形，所述第一环形与所述第二环形的半径相等，或者，所述第一环形位于所述第二环形内。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述多个第二吸波单元分别自所述多径抑制板的上表面向外倾斜设置，且所述第二吸波单元相对所述第三吸波单元的上表面的倾斜角度为锐角。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述扼流圈天线还包括多个第一短路单元，所述多个第一短路单元设于所述多径抑制板的上表面，且自所述多径抑制板的上表面向上延伸，所述多个第一短路单元沿所述多径抑制板的中心成环形排列设置，形成第一短路环，所述第一短路环位于所述多个第一吸波单元排列形成的环形内，所述天线单元位于所述第一短路环内。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述扼流圈天线还包括多个第二短路单元，所述多个第二短路单元设于所述多径抑制板的上表面且自所述多径抑制板的上表面向上延伸，所述多个第二短路单元靠近所述多径抑制板的外周面设置，所述多个第二短路单元沿所述多径抑制板的中心成环形排列设置，形成第二短路环，所述第一短路环位于所述第二短路环内。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，相邻的两所述第一短路单元及相邻的两个所述第二短路单元之间间隔设置，且各所述第二短路单元与各所述第一短路单元交错设置，且各所述第二短路单元与各所述第一吸波单元交错设置。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第二短路环的半径与所述多个第一吸波单元排列形成的环形的半径相等，或者，所述第二短路环位于所述多个第一吸波单元排列形成的环形内。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一短路单元及所述第二短路单元为柱状结构，且所述第一短路单元及所述第二短路单元为相同尺寸的结构。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一短路单元及所述第二短路单元均为圆柱，所述第一短路单元及所述第二短路单元的高度为20-45mm，所述第一短路单元及所述第二短路单元的半径为1-2mm。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，各所述第一短路单元在所述多径抑制板的上表面上的投影至所述天线单元的距离为第一距离S1，所述第一短路单元在所述多径抑制板的上表面的投影至所述第二短路单元在所述多径抑制板的上表面上的投影之间的距离为第二距离S2，其中，S1与S2相等或近似相等，且S1等于或近似等于八分之一天线的波长。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一吸波单元、所述第二吸波单元及所述第三吸波单元均为采用吸波材料制成的条形板状结构，所述第一吸波单元与所述第二吸波单元为相同尺寸的吸波板，所述第三吸波材料的宽度大于所述第一吸波单元的宽度。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一吸波单元的长度为等于或近似等于四分之一天线的波长，宽度等于或近似等于八分之一天线的波长，所述第三吸波单元的长度与所述第一吸波单元的长度相等，所述第三吸波单元的宽度等于或近似等于六分之一天线的波长。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一吸波单元、所述第二吸波单元及所述第三吸波单元的厚度相等。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述多径抑制板为圆形板，所述多径抑制板的外周面为圆周面，所述天线单元与所述多径抑制板同心设置。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述天线单元为单层四馈微带天线，所述天线单元连接有馈电网络及低噪声放大电路，且所述天线单元上设有四个相对所述天线单元的中心对称设置的馈电端口。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

(1)抗多径干扰能力强。本发明的GNSS扼流圈天线，通过在多径抑制板上设置第一吸波单元、第二吸波单元及第三吸波单元，并通过其三者之间的相对位置关系，从而使得第一吸波单元、第二吸波单元及第三吸波单元在多径抑制板上形成空间三维分布，不仅大部分的吸收的多路径信号，还能大部分的吸收多径抑制板外周面处形成的表面波，减少表面波的干扰，进而进一步提高天线的多径抑制能力。

(2)结构简单且重量轻。本发明的GNSS扼流圈天线，采用第一吸波单元、第二吸波单元及第三吸波单元实现吸收多路径信号的方式，无需在多径抑制板上设置多个同心金属槽，多个吸波材料的重量远远轻于多个同心金属槽，使结构设计更加简单且重量较轻，不仅可有效控制扼流圈结构的设计成本，还方便携带及运输。

(3)有效提高天线低仰角增益、扩展天线的轴比带宽。本发明的GNSS扼流圈天线，通过在多径抑制板上设置多个第一短路单元及多个第二短路单元，并使得第一短路单元形成的第一短路环位于多个第二短路单元形成的第二短路环内，且第二短路单元与第一短路单元交错设置，从而可有效提高天线低仰角增益、扩展天线的轴比带宽，增强系统对低仰角卫星的追踪能力。

(4)天线结构更加简单且相位中心更加稳定。本发明的GNSS扼流圈天线，通过采用单层四馈微带天线的天线单元，实现介质单一的辐射面即可实现宽带双频性能，天线结构更加简单，且自重更轻。此外，采用四个对称的馈电端口馈电方式，能够保证高稳定相位中心的同时又有效扩展轴比带宽。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的天线的结构示意图。

图2是图1的另一视角的示意图。

图3是本发明实施例提供的天线的俯视图。

图4是本发明实施例提供的天线在1.227GHz的无源方向图。

图5是本发明实施例提供的天线在1.575GHz的无源方向图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明实施例公开了一种基于吸波材料的GNSS扼流圈天线，能够减轻天线的整体重量并有效提高其抗多径干扰能力。

以下将结合附图对本发明实施例提供的一种基于吸波材料的GNSS扼流圈天线进行详细描述。

请一并参阅图1至图3，该扼流圈天线包括多径抑制板10、多个第一吸波单元20、天线单元30、多个第二吸波单元40及多个第三吸波单元50。该多个第一吸波单元20沿多径抑制板10的中心成环形排列且垂直设于该多径抑制板10的上表面11，且该多个第一吸波单元20临近该多径抑制板10的外周面设置。天线单元30设于多径抑制板10的上表面11，且位于该多个第一吸波单元20排列形成的环形内。该多个第二吸波单元40沿多径抑制板10的中心成环形排列且倾斜设于该多径抑制板10的上表面11。该多个第三吸波单元50沿多径抑制板10的中心成环形排列且设于该多径抑制板10的外周面，该多个第三吸波单元50分别自多径抑制板10的外周面12向外延伸设置且垂直于该多个第一吸波单元20。

本发明实施例公开的GNSS扼流圈天线，通过设置第一吸波单元20、第二吸波单元40及第三吸波单元50，且第二吸波单元40与第一吸波单元20倾斜设置，第三吸波单元50与第一吸波单元20垂直设置，从而可利用三者之间的位置关系而实现对大部分多路径信号的吸收，同时因第一吸波单元20、第二吸波单元40靠近多径抑制板10的外周面12设置，而第三吸波单元50则设于多径抑制板10的外周面12，从而能够大部分吸收多径抑制板10的外周面12形成的表面波，减少表面波的干扰，进一步提高天线的多径抑制能力。

在本实施例中，多径抑制板10为圆形板，其材质可选用金属材质，且为了适应不同应用场合的需求，其直径可为80-120mm。优选地，多径抑制板10的直径可为80mm、90mm、100mm、110mm、120mm等等。可以理解的是，在其他实施例中，多径抑制板10的尺寸还可根据天线的不同需求设置。

进一步地，由上述可知，多径抑制板10为圆形板，则其中心为圆心，其外周面12则为外圆周面，而多径抑制板10的上表面11则为圆形板的上表面11，其靠近外周面12的位置为多径抑制板10的外端部位置。

在本实施例中，天线单元30为圆形天线单元，其与多径抑制板10的圆心同心设置。具体地，天线单元30为单层微带天线，从而可采用单层介质单一的辐射面即可实现宽带双频性能，使得天线结构更加简单，且有利于减少天线的整体重量。更具体地，天线单元30为覆盖GNSS全部工作频段的单层四馈微带天线，其上设有四个幅度相等、相差90°的对称馈电端口，从而能够有效保证高稳定相位中心的同时又能扩展3dB的轴比带宽。

进一步地，天线单元30上连接有馈电网络及低噪声放大电路。

在本实施例中，多个第一吸波单元20沿该多径抑制板10的圆心成环形排列，且该多个第一吸波单元20之间间隔且均匀排列，即相邻的两个第一吸波单元20之间的距离相等。具体地，为了保证天线相位中心的稳定，采用高度对称的天线单元及四端口馈电，因此第一吸波单元20的个数需与天线单元30的馈电端口的数量相匹配或以天线单元30的馈电端口的数量成倍数递增，以实现扼流圈结构整体的对称性，从而确保天线相位中心的稳定性。由上述可知，天线单元30为单层四馈微带天线，因此，该第一吸波单元20的个数至少为4个。由此可知，在多径抑制板10的上表面11上设置的第一吸波单元20的总个数可为4*M1，其中M1为正整数。

进一步地，第一吸波单元20为由吸波材料制成的条形板状结构，该第一吸波单元20自多径抑制板10的上表面11向上垂直延伸设置。也就是说，每一个第一吸波单元20是垂直设置在多径抑制板10的上表面11的，并且，每一个第一吸波单元20都靠近该多径抑制板10的外周面12设置。即，第一吸波单元20可设置在临近多径抑制板10的上表面11边缘的位置。

在本实施例中，该多个第二吸波单元40也同样沿多径抑制板10的圆心成环形排列，且多个第二吸波单元40之间间隔且均匀排列设置。即，相邻的两个第二吸波单元40之间的距离相等。具体地，第二吸波单元40的个数与第一吸波单元20的个数相匹配，即，第二吸波单元40的个数可为至少4个，且以4的倍数逐渐递增。例如，第二吸波单元40可为4个、8个、12个等等。因此，第二吸波单元40的总个数满足4*M2，其中，M2为正整数，M2与M1可相等或不等。

进一步地，由上述可知，多径抑制板10为圆形板，其外周面12为圆周面，该第二吸波单元40设置在靠近该多径抑制板10的外周面12与多径抑制板10的上表面11相交的位置处，且该第二吸波单元40自该多径抑制板10的上表面11向外倾斜设置，并且，由上述可知，第一吸波单元也靠近多径抑制板的外周面与上表面相交的位置处。

作为一种可选的实施方式，多个第一吸波单元排列形成第一环形，多个第二吸波单元排列形成第二环形，该第一环形的半径与第二环形的半径相等。也就是说，在多径抑制板的上表面上，该多个第一吸波单元与多个第二吸波单元沿着多径抑制板的中心排列形成一个整环，且多个第一吸波单元和多个第二吸波单元交错设置并靠近该多径抑制板的外周面的边缘处，即，第一吸波单元和第二吸波单元可以设置在多径抑制板的上表面的最边沿，第一吸波单元和第二吸波单元排列形成的整环的半径近似等于该多径抑制板的半径。

作为另一种可选的实施方式，多个第一吸波单元排列形成第一环形，多个第二吸波单元排列形成第二环形，第一环形的半径小于第二环形的半径，即，第一环形位于第二环形内。也就是说，第一吸波单元与第二吸波单元在多径抑制板的上表面上的设置方式为自多径抑制板的中心由内向外设置。

不论上述哪种方式，在本发明实施例中，第一吸波单元和第二吸波单元均靠近该多径抑制板的外周面设置，并与天线单元具有一定距离，从而避免对天线单元的信号造成影响。

更进一步地，由上述可知，第三吸波单元50是自多径抑制板10的外周面12水平向外延伸，则第二吸波单元40与第三吸波单元50的上表面(因第三吸波单元沿多径抑制板的外周面向外延伸且垂直于第一吸波单元，则第三吸波单元的上表面为水平面)之间也是倾斜设置，形成第一角度α，该第一角度α为锐角。例如，第一角度可优选为30°-60°，如30°、35°、40°、45°、50°、55°或60°等等。

更进一步地，第二吸波单元40可与第一吸波单元20交错设置。如图3所示，第二吸波单元与第一吸波单元交错设置是指：第二吸波单元与第一吸波单元未对准设置，即，第二吸波单元40位于相邻的两个第一吸波单元20之间。

具体地，第二吸波单元40同样为由吸波材料制成的条形板，其尺寸可与第一吸波单元20的尺寸一致。以第二吸波单元40为长方形板为例，则第二吸波单元40的长度、宽度、厚度分别与第一吸波单元20的长度、宽度、厚度相同。该第二吸波单元40的长度可根据扼流圈天线的天线信号设置为大于或等于四分之一的天线波长，而第二吸波单元40的宽度可设置为等于或近似等于八分之一的天线波长，其厚度可为2-4mm。可以理解的是，在其他实施例中，第二吸波单元40的长度、宽度以及厚度均可根据实际情况调整设置。

在本实施例中，多个第三吸波单元50同样沿多径抑制板10的圆形成环形排列，多个第三吸波单元50设于该多径抑制板10的外圆周面且自外圆周面向外延伸设置，即，第三吸波单元50沿着外圆周面的径向延伸，从而与第一吸波单元20垂直。具体地，相邻的两个第三吸波单元50间隔且均匀排列设置，且每一个第三吸波单元50分别对应一个第一吸波单元20设置，即，第三吸波单元50与第一吸波单元20刚好对应设置，而第二吸波单元40则位于两个第一吸波单元20和两个第三吸波单元50之间。

进一步地，第三吸波单元50在多径抑制板10的外圆周面上的布置个数与第一吸波单元20的个数相匹配，例如可为4个、8个或者是更多个。因此，第三吸波单元50的总个数可为4*M3，其中M3为正整数。优选地，第三吸波单元50的个数与第一吸波单元20和第二吸波单元40的个数可相同。

更进一步地，第三吸波单元50为吸波材料制成的条形板，以第三吸波单元50为长方形板为例，其厚度可与第一吸波单元20及第二吸波单元40的厚度相同，即，第三吸波单元50的厚度同样可为2-4mm。同理，第三吸波单元50的长度与第一吸波单元20、第二吸波单元40的长度相同，即，第三吸波单元50的长度可等于或近似四分之一天线的波长，但第三吸波单元50的宽度则大于第一吸波单元20和第二吸波单元40的宽度，第三吸波单元50的宽度可等于或近似等于六分之一天线的波长。

采用第三吸波单元50的宽度大于该第一吸波单元20和第二吸波单元40的宽度的设计，因第三吸波单元50设于多径抑制板10的外周面12，其宽度方向则为第三吸波单元50与多径抑制板10的外周面12接触的一面所在的方向，也就是说，第三吸波单元50的宽度设置大一些，相当于增大第三吸波单元50与多径抑制板10的外周面12的接触面积，从而使得多个第三吸波单元50尽可能在外周面12上的接触面形成近似整环的设计，进而可有效提高第三吸波单元50对于外周面12的表面波的吸收，进一步有效减少表面波的干扰。

可以理解的是，在其他实施例中，第三吸波单元50的尺寸可根据实际情况调整。

为了进一步拓宽扼流圈天线的轴比带宽，在本实施例中，扼流圈天线还包括多个第一短路单元60，该多个第一短路单元60设于多径抑制板10的上表面11，且自多径抑制板10的上表面11向上延伸，多个第一短路单元60沿多径抑制板10的中心成环形排列设置，形成第一短路环，该第一短路环至该多径抑制板10的中心的距离小于第一吸波单元20至多径抑制板10的中心的距离。具体地，由上述可知，多个第一吸波单元20沿多径抑制板10的中心成环形排列，则该第一短路环位于该多个第一吸波单元20排列形成的环形内。也就是说，在多径抑制板10的上表面11，该第一短路单元60和第一吸波单元20的排列方式为沿着多径抑制板10的中心由内向外排列。

进一步地，为了保证结构的对称性，实现相位中心的稳定性，第一短路单元60在多径抑制板10上的排列个数与天线单元30的馈电端口的数量相匹配或以天线单元30的馈电端口的数量成倍数增加，因此，第一短路单元60的个数可为4*N1，其中N1为正整数。

更进一步地，相邻的两个第一短路单元60间隔且均匀排列设置，且第一短路单元60为柱状结构。优选地，第一短路单元60为圆柱状结构，其在上表面11的设置方式可采用焊接或者是螺接的方式固定在多径抑制板10的上表面11。

在本实施例中，扼流圈天线还包括多个沿多径抑制板10的中心成环形排列设置的第二短路单元70，该多个第二短路单元70设于多径抑制板10的上表面11且自多径抑制板10的上表面11向上延伸设置，且该多个第二短路单元70靠近该多径抑制板10的外周面12设置。具体地，该第二短路单元70至多径抑制板10的中心的距离小于第一吸波单元20至多径抑制板10的中心的距离，同时对于第一短路单元60至多径抑制板10的中心的距离。也就是说，以多个第二短路单元70沿多径抑制板10的中心成环形排列设置，多个第二短路单元70排列形成第二短路环，第一短路环则位于第二短路环内。并且，第二短路环靠近该多径抑制板10的上表面11与外周面12的相交处设置。

作为一种可选的实施方式，第二短路环的半径小于该多个第一吸波材料排列形成的第一环形的半径，则第二短路环位于该第一环形内，此时，第二短路柱与第一吸波材料可对应设置或者是交错设置。

作为另一种可选的实施方式，第二短路环的半径等于该多个第一吸波材料排列形成的第一环形的半径，则该多个第二短路柱与多个第一吸波材料排列形成一个整环，则第二短路柱与第一吸波材料可交错设置。

进一步地，第二短路单元70的个数与第一短路单元60的个数相匹配，即，第二短路单元70的总个数可为4*N2，其中，N2为正整数，且N2＝N1。

进一步地，相邻的两个第二短路单元70均匀间隔设置，且每一个第二短路单元70与每一个第一短路单元60交错设置。

采用第二短路单元70与第一短路单元60交错设置，能够有效提高扼流圈天线的低仰角增益，扩展天线的轴比带宽，从而增强系统对低仰角卫星的追踪能力。

更进一步地，第二短路单元70与第一短路单元60为相同的柱状结构，且第二短路单元70与第一短路单元60的尺寸相同。具体的，第一短路单元60和第二短路单元70均可为圆柱，且第一短路单元60及第二短路单元70的高度可为20-35mm，例如20、25、30、35等等。第一短路单元60及第二短路单元70的半径可为1-2mm，例如1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2mm等等。

在本实施例中，为了有效利用多径抑制板10的上表面11空间，同时确保天线具有良好的性能，该第一短路单元60在多径抑制板10的上表面11上的投影至该天线单元30的距离为第一距离S1，该第一短路单元60在多径抑制板10的上表面11上的透明至第二短路单元70在多径抑制板10的上表面11上的投影之间的距离为第二距离S2，其中，S1等于或近似等于S2，且S1等于或近似等于八分之一天线的波长。也就是说，第一短路单元60至位于多径抑制板10的上表面11中心处的天线单元30的距离与第一短路单元60至第二短路单元70之间的距离可相等。且，天线单元30、第一短路单元60、第二短路单元70、第一吸波单元20、第二吸波单元40及第三吸波单元50在多径抑制板10的上表面11的排列方式为自中心由内至外依次排列设置。

请一并参阅图4及图5，图4为本发明实施例提供的天线在1.227GHz的无源方向图，图5为本发明实施例提供的天线在1.575GHz的无源方向图。其中，图4及图5中示出，采用本发明的扼流圈天线，能够覆盖整个GNSS工作频段，且性能优异，其中，L2频段(即1.16GHz～1.3GHz频段)的副瓣抑制达-32dB，L1频段(即1.52GHz～1.62GHz)的副瓣抑制达-35dB。由图5及图4可知，采用本发明的GNSS扼流圈天线，其在L1频段的副瓣抑制效果更佳，这证明采用本发明的天线具有较强的多径抑制能力。

本发明的GNSS扼流圈天线，通过在多径抑制板10上设置第一吸波单元20、第二吸波单元40及第三吸波单元50，并通过其三者之间的相对位置关系，从而使得第一吸波单元20、第二吸波单元40及第三吸波单元50在多径抑制板10上形成空间三维分布，不仅大部分的吸收的多路径信号，还能大部分的吸收多径抑制板10外周面处形成的表面波，减少表面波的干扰，进而进一步提高天线的多径抑制能力。

此外，本发明通过在多径抑制板10上设置多个第一短路单元60及多个第二短路单元70，并使得第一短路单元60形成的第一短路环位于多个第二短路单元70形成的第二短路环内，且第二短路单元70与第一短路单元60交错设置，从而可有效提高天线低仰角增益、扩展天线的轴比带宽，增强对低仰角卫星的追踪能力。

以上对本发明实施例公开的一种基于吸波材料的GNSS扼流圈天线进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的一种基于吸波材料的GNSS扼流圈天线及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式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 (14)

1.一种基于吸波材料的GNSS扼流圈天线，其特征在于，包括

多径抑制板；

多个第一吸波单元，沿所述多径抑制板的中心成环形排列且垂直设于所述多径抑制板的上表面，且所述多个第一吸波单元临近所述多径抑制板的外周面设置；

天线单元，设于所述多径抑制板的上表面且位于所述多个第一吸波单元排列形成的环形内；

多个第二吸波单元，沿所述多径抑制板的中心成环形排列设置且倾斜设于所述多径抑制板的上表面；以及

多个第三吸波单元，沿所述多径抑制板的中心成环形排列设置且设于所述多径抑制板的外周面，所述多个第三吸波单元分别自所述多径抑制板的外周面向外延伸设置且垂直于所述多个第一吸波单元。

2.根据权利要求1所述的扼流圈天线，其特征在于，相邻两所述第一吸波单元、相邻的两所述第二吸波单元以及相邻的两所述第三吸波单元分别均匀间隔设置，各所述第二吸波单元与各所述第一吸波单元交错设置，各所述第三吸波单元分别与各所述第一吸波单元对应设置。

3.根据权利要求1所述的扼流圈天线，其特征在于，所述多个第二吸波单元分别自所述多径抑制板的上表面向外倾斜设置，且所述第二吸波单元相对所述第三吸波单元的上表面的倾斜角度为锐角。

4.根据权利要求1至3任一所述的扼流圈天线，其特征在于，所述扼流圈天线还包括多个第一短路单元，所述多个第一短路单元设于所述多径抑制板的上表面，且自所述多径抑制板的上表面向上延伸，所述多个第一短路单元沿所述多径抑制板的中心成环形排列设置，形成第一短路环，所述第一短路环位于所述多个第一吸波单元排列形成的环形内，所述天线单元位于所述第一短路环内。

5.根据权利要求4所述的扼流圈天线，其特征在于，所述扼流圈天线还包括多个第二短路单元，所述多个第二短路单元设于所述多径抑制板的上表面且自所述多径抑制板的上表面向上延伸，所述多个第二短路单元靠近所述多径抑制板的外周面设置，所述多个第二短路单元沿所述多径抑制板的中心成环形排列设置，形成第二短路环，所述第一短路环位于所述第二短路环内。

6.根据权利要求5所述的扼流圈天线，其特征在于，相邻的两所述第一短路单元及相邻的两个所述第二短路单元之间间隔设置，且各所述第二短路单元与各所述第一短路单元交错设置，且各所述第二短路单元与各所述第一吸波单元交错设置。

7.根据权利要求6所述的扼流圈天线，其特征在于，所述第一短路单元及所述第二短路单元为柱状结构，且所述第一短路单元及所述第二短路单元为相同尺寸的结构。

8.根据权利要求7所述的扼流圈天线，其特征在于，所述第一短路单元及所述第二短路单元均为圆柱，所述第一短路单元及所述第二短路单元的高度为20-45mm，所述第一短路单元及所述第二短路单元的半径为1-2mm。

9.根据权利要求5所述的扼流圈天线，其特征在于，各所述第一短路单元在所述多径抑制板的上表面上的投影至所述天线单元的距离为第一距离S1，所述第一短路单元在所述多径抑制板的上表面的投影至所述第二短路单元在所述多径抑制板的上表面上的投影之间的距离为第二距离S2，其中，S1与S2相等，且S1等于八分之一的天线波长。

10.根据权利要求1至3任一所述的扼流圈天线，其特征在于，所述第一吸波单元、所述第二吸波单元及所述第三吸波单元均为采用吸波材料制成的条形板状结构，所述第一吸波单元与所述第二吸波单元为相同尺寸的吸波板，所述第三吸波材料的宽度大于所述第一吸波单元的宽度。

11.根据权利要求10所述的扼流圈天线，其特征在于，所述第一吸波单元的长度等于四分之一的天线波长，宽度等于八分之一的天线波长，所述第三吸波单元的长度与所述第一吸波单元的长度相等，所述第三吸波单元的宽度等于六分之一的天线波长。

12.根据权利要求11所述的扼流圈天线，其特征在于，所述第一吸波单元、所述第二吸波单元及所述第三吸波单元的厚度相等。

13.根据权利要求1至3任一所述的扼流圈天线，其特征在于，所述多径抑制板为圆形板，所述多径抑制板的外周面为圆周面，所述天线单元与所述多径抑制板同心设置。

14.根据权利要求13所述的扼流圈天线，其特征在于，所述天线单元为单层四馈微带天线，所述天线单元连接有馈电网络及低噪声放大电路，且所述天线单元上设有四个分别两两相对所述天线单元的中心对称设置的馈电端口。

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