CN201797044U - 单贴片双频双极化微带天线 - Google Patents

单贴片双频双极化微带天线 Download PDF

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Abstract

单贴片双频双极化微带天线，包括金属地板和矩形金属贴片，在矩形金属贴片上开一个“十字”缝隙，金属地板与矩形金属贴片之间夹一层大介电常数的陶瓷介质，通过同轴线馈电，同轴线的内导线穿过金属地板和陶瓷介质与金属贴片连接，同轴线的地线与金属地板连接。本实用新型微带天线，采用了大电介质，天线尺寸大大减小，实现了小型化；通过调整金属贴片上的十字缝隙大小和同轴馈电位置，实现了双频双极化，同时也减小了交叉极化。在垂直于天线平面方向上实现了圆极化，中心工作频率分别在1.227GHz和1.575GHz，天线方向图对称，平滑，天线结构简单，易于加工。

Description

单贴片双频双极化微带天线 
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，应用在全球定位系统(GPS)的天线中，特别涉及单贴片双频双极化微带天线。 
背景技术
微带天线由于其结构简单，重量轻，易于制作，成本低等优势，已被广泛的应用在导航、军事、民用等领域，其设计要求苛刻，除了尺寸和重量的特殊要求外，还有两方面的重要指标：一是圆极化，二是工作于特定频段。但多数的GPS天线仅工作在一个频率，为了满足GPS的一些特殊应用，GPS天线必须同时在两个频率(1.575GHz，1.227GHz)上工作并实现圆极化。现有的双频GPS天线多数是加工在两块介质基片上的双层贴片天线，贴片中间引入空气层(可采用泡沫材料来支撑上层)，因此改善了天线的方向图，但这种方案同时增大了尺寸，也不便于加工。 
发明内容
本实用新型是为了在不影响天线方向性能的前提下，使用单贴片实现双频双极化的GPS天线。方法是在贴片上开十字槽，利用同轴线馈电，与常规的双频圆极化GPS天线相比，尺寸大大减小了，实现了小型化，而且结构简单。 
本发明的目的是通过如下方案实现的： 
单贴片双频双极化微带天线，包括金属地板，矩形金属贴片，同轴线，陶瓷介质，其特征是：在矩形金属贴片上开一个“十字”缝隙，两缝隙长度相等，金属地板与矩形金属贴片之间夹一层大介电常数的陶瓷介质，陶瓷介质的相对电介常数为9.2，通过同轴线馈电，同轴线的内导线穿过金属地板和陶瓷介质与金属贴片连接，同轴线的地线与金属地板连接。 
本发明的工作原理： 
根据微波理论，贴片上加十字型缝隙使天线产生两个频率，两频的频率比由矩形贴片的边长比决定，改变十字槽的长度，可以使两个频率下降或升高，但其频率比不发生变化。并采用单点馈电的单贴片圆极化方案，调节馈点在对角线上的位置使天线在双频带上达到圆极化。 
本发明的优越性： 
本实用新型微带天线，采用了大电介质，天线尺寸大大减小，实现了小型化；通过调整金属贴片上的十字缝隙大小和同轴馈电位置，实现了双频双极化，阻抗带宽和轴比带宽满足GPS天线的要求，同时也减小了交叉极化。在垂直于天线平面方向上实现了圆极化，中心工 作频率分别在1.227GHz和1.575GHz，天线方向图对称，平滑，天线结构简单，易于加工，成本低，便于批量生产。 
附图说明
图1单贴片双频双极化微带天线 
图面说明： 
1辐射贴片长；2辐射贴片宽；3、4两个等长的十字缝隙；5缝隙宽；6矩形金属贴片；7同轴线；8介质基板厚度；9介质基板相对介电常数；10金属地板； 
具体实施方式
见图1，在矩形金属贴片上开一个“十字”缝隙，金属地板(10)与矩形金属贴片(6)之间夹一层大介电常数的陶瓷介质，通过同轴线馈电，同轴线(7)的内导线穿过金属地板和陶瓷介质与金属贴片连接，同轴线的地线与金属地板连接。天线设计参数：介质基板相对介电常数(9)(9.2)，介质基板厚度(8)3mm，辐射贴片长(1)36.2mm，宽(2)28.8mm，贴片上开两个等长的十字缝隙(3和4)，十字缝隙中心与矩形中心重合，缝隙长(3和4)11.2mm，缝隙宽(5)1mm；馈电点位置在距离矩形中心为4.45mm和4.45mm处。 

Claims (3)

1.一种单贴片双频双极化微带天线，包括金属地板(10)，矩形金属贴片(6)，同轴线(7)，陶瓷介质(9)，其特征是：矩形金属贴片上开一个“十字”缝隙，两缝隙长度相等，金属地板与矩形金属贴片之间夹陶瓷介质，陶瓷介质的相对电介常数为9.2，通过同轴线馈电，50Ω的同轴线内导线穿过金属地板和陶瓷介质与金属贴片连接，同轴线的地线与金属地板连接。
2.如权利要求1所述的单贴片双频双极化微带天线，其特征在于，适当的同轴馈电位置，确保天线工作频率分别在1.227GHz和1.575GHz，且实现圆极化。
3.如权利要求1所述的单贴片双频双极化微带天线，其特征在于，矩形金属贴片长度与宽度的比近似等于两频率比，即为1.575GHz/1.227GHz。 
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