CN202503105U - 一种测量型gnss接收天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量型GNSS接收天线，包括：设有上层贴片的上层微带天线、设有下层贴片的下层微带天线及置于底层的地板及抑径板，所述上层贴片的几何中心与所述下层贴片的几何中心重合；所述上层贴片设有四个呈方阵分布的上层馈点，所述四个上层馈点的几何中心与所述上层贴片的几何中心重合；所述下层贴片设有四个呈方阵分布的下层馈点，所述四个下层馈点的几何中心与所述下层贴片的几何中心重合；所述四个上层馈点的对角线与所述四个下层馈点的对角线相交成45°。采用本实用新型，可有效地提高波束带宽、轴比带宽及阻抗带宽，使天线的相位中心位稳定，提高低仰角信号接收能力和抗多路径干扰能力，有利于卫星型号的接收，实现高精度测量。

Description

一种测量型GNSS接收天线

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种测量型GNSS接收天线。

背景技术

基于卫星导航具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点，使得卫星导航已广泛应用于导航、测绘、监测、授时、通信等多种领域，并在经济发展、科学研究、灾害防控以及军事领域起着越来越重要的作用。

以美国GPS（(Global Positioning System）为代表的GNSS（Global Navigation Satellite System）应用产业已逐步成为一个全球性的高新技术产业。根据GNSS定位原理及其卫星信号特征，用户为实现接收机快速、连续、精确地定位，要求双频接收天线具备相位中心稳定，响应均匀，相位中心与天线几何中心吻合，低仰角信号接收能力好、交叉极化抑制能力强，抗多路径效应好等特点。

目前，应用于全球卫星导航系统的双频段终端天线主要有螺旋天线和微带天线两种形式。

其中，传统的螺旋天线除样式不吸引人外，体积大也限制了它的发展。常用的平面多臂阿基米德螺旋天线属于超宽带天线，能在几十个倍频程内具有良好的阻抗、圆极化、方向图特性。但其增益低，并且为了抑制左旋圆极化波，需要加一个反射腔，结构复杂，轴向体积大。

然而，微带天线的阻抗带宽及轴比带宽窄，增益小，往往只能覆盖GPS、GLONASS、GALILEO或北斗—2卫星导航系统的一种系统或两种系统，在既要实现宽频段又要具有良好的抗多路径效应的情况下，往往需要采用扼流圈天线或带有大抑径板的天线，这严重地阻碍着其发展。相应地，实现高精度测量型的天线需要至少四个馈点馈电以实现零相位和右旋圆极化，但馈点的排布方式和“+”字型背馈馈电的具体采用形式，严重地影响了轴比带宽和天线带宽。另外，市场上的双频天线大都加有调谐齿，这又影响了轴向对称性，造成了轴比带宽的下降。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种测量型GNSS接收天线，可有效地提高波束带宽、轴比带宽及阻抗带宽，使天线的相位中心位稳定，提高低仰角信号接收能力和抗多路径干扰能力，有利于卫星型号的接收，实现高精度测量。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种测量型GNSS接收天线，包括：设有上层贴片的上层微带天线、设有下层贴片的下层微带天线及置于底层的地板及抑径板，所述上层贴片的几何中心与所述下层贴片的几何中心重合；所述上层贴片设有四个呈方阵分布的上层馈点，所述四个上层馈点的几何中心与所述上层贴片的几何中心重合；所述下层贴片设有四个呈方阵分布的下层馈点，所述四个下层馈点的几何中心与所述下层贴片的几何中心重合；所述四个上层馈点的对角线与所述四个下层馈点的对角线相交成45°。

作为上述方案的改进，所述上层贴片及下层贴片中至少有一个为圆形。

作为上述方案的改进，所述抑径板上设有微带电抗网络；所述微带电抗网络由多个通孔及两个圆环组成。

作为上述方案的改进，所述上层微带天线及下层微带天线的衬底采用聚四氟乙烯微带电路板。

作为上述方案的改进，所述测量型GNSS接收天线还包括短路探针；所述上层微带天线的几何中心设有上层通孔，所述下层微带天线的几何中心设有下层通孔；所述短路探针依次经过所述上层通孔及下层通孔，与所述上层贴片、下层贴片及抑径板分别相连。

作为上述方案的改进，所述上层微带天线与下层微带天线通过螺钉固定。

实施本实用新型的有益效果在于：采用双层微带贴片层叠的结构，实现双频功能。分别设于上层贴片及下层贴片上的馈点均匀对称馈电，改善了相位中心稳定性，四个上层馈点的对角线与所述四个下层馈点的对角线相交成45°，即使八个馈点极坐标角度依次相差45度°，实现了轴对称，背部馈电采用交叉排列的结构形式，提高了频带宽度和轴比带宽。同时，抑径板采用由圆环和通孔组成的电抗网络，有效地消耗表面波，将表面波转换成无害的热能，也能有效抑制多路径信号，提高了多路径抗干扰，并且具有低剖面结构，天线稳定性好，有利于卫星型号的接收，实现高精度测量。另外，测量型GNSS接收天线采用螺钉固定装配的形式，结构变得更为简单，降低了制作成本，满足了用户的需求。

附图说明

图1是本实用新型测量型GNSS接收天线的结构示意图；

图2是现有的双频天线中背馈馈点的排布示意图；

图3是本实用新型测量型GNSS接收天线中背馈馈点的排布示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，测量型GNSS接收天线包括：上层微带天线5、下层微带天线3及置于底层的地板及抑径板1。其中，上层微带天线5上设有上层贴片6，下层微带天线3上设有下层贴片4，所述上层贴片6的几何中心与所述下层贴片4的几何中心重合。

所述上层贴片6设有四个呈方阵分布的上层馈点8，所述四个上层馈点8的几何中心与所述上层贴片6的几何中心重合。所述下层贴片4设有四个呈方阵分布的下层馈点7，所述四个下层馈点7的几何中心与所述下层贴片4的几何中心重合。这样，四个上层馈点8中每相邻馈点信号相位差为90°，可以更容易实现辐射方向图的对称，容易在更广的角度接收卫星的圆极化电波。相应地，四个下层馈点7中每相邻馈点信号相位差也为90°。

需要说明的是，上层馈点8及下层馈点7分别是测量型GNSS接收天线的两个不同的频段，采用双层微带贴片层叠的结构，有效地实现双频功能。

如图3所示，所述四个上层馈点8的对角线与所述四个下层馈点7的对角线相交成45°，即使四个上层馈点8及四个下层馈点7的极坐标角度依次相差45度°，实现了轴向对称，提高了频带宽度和轴比带宽，改善了相位中心稳定性。

如图2及图3所示，需要说明的是，在背馈方式下，馈点采用交叉排列的结构形式相对图2中“+”字型的排列方式，四个上层馈点8及四个下层馈点7的极坐标角度依次相差45度°，提高了测量型GNSS接收天线的频带宽度和轴比宽度。

更佳地，所述上层微带天线5及下层微带天线3的衬底采用聚四氟乙烯微带电路板，一致性良好。并使得上层微带天线5与电路板、下层微带天线3与电路板分别位于不同的介质板上，实现背部馈电。

更佳地，所述测量型GNSS接收天线还包括短路探针9，所述上层微带天线5的几何中心设有上层通孔，所述下层微带天线3的几何中心设有下层通孔，所述短路探针9依次经过所述上层通孔及下层通孔，与所述上层贴片6、下层贴片4及抑径板1分别相连。

需要说明的是，背部馈电采用交叉排列的结构形式，使得上层微带天线5与电路板、下层微带天线3与电路板分别位于不同的介质板上，短路探针9穿过介质板，通过调节短路探针9，使得测量型GNSS接收天线输出阻抗满足有源电路实现规定增益等参数的输入阻抗要求。另外，短路探针9还能有效固定上层微带天线5、上层贴片6、下层微带天线3、下层贴片4及抑径板1，将上层贴片6及下层贴片4的几何中心及电气相位中心重合，保证了相位中心稳定性，可以降低测量型GNSS接收天线的信号误差，提高信号接收的精度。

更佳地，所述上层贴片6及下层贴片4中至少有一个为圆形。这便于交叉排列的四个上层馈点8及四个下层馈点7的极坐标角度依次相差45度，实现轴向对称。优选地，上层贴片6为正方形贴片，下层贴片4为圆形贴片，其中，正方形贴片可更容易实现贴片均匀对称设计，加工容易。

更佳地，所述抑径板1上设有微带电抗网络2，所述微带电抗网络2由多个通孔及两个圆环组成。多个通孔及两个圆环的周期排列所组成的周期结构，能够产生光子带隙，阻止某个频率范围的电磁波在某个方向上或所有方向上的传播。有效地消耗表面波，将表面波转换成无害的热能，也能有效抑制多路径信号，提高了多路径抗干扰，天线稳定性好，有利于卫星型号的接收，实现高精度测量。

更佳地，所述上层微带天线5与下层微带天线3通过螺钉固定，工艺简单，降低了制作成本，方便用户拆卸或技术人员维修。

需要说明的是，馈电后用正交90° Hybrid耦合器组成馈电网络，实现了测量型GNSS接收天线的右旋圆极化，可工作在北斗二代B1/B2、GPS L1/L2和GLONASS L1/L2频段，适用性强。

由上可知，采用双层微带贴片层叠的结构，实现双频功能。使设于上层贴片6及下层贴片4上的馈点均匀对称馈电，改善了相位中心稳定性，背部馈电采用交叉排列的结构形式，提高了频带宽度和轴比带宽。另外，抑径板1采用由圆环和通孔组成的电抗网络，有效地消耗表面波，将表面波转换成无害的热能，也能有效抑制多路径信号，提高了多路径抗干扰，稳定性好，有利于卫星型号的接收，实现高精度测量。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种测量型GNSS接收天线，其特征在于，包括：设有上层贴片的上层微带天线、设有下层贴片的下层微带天线及置于底层的地板及抑径板，所述上层贴片的几何中心与所述下层贴片的几何中心重合；

所述上层贴片设有四个呈方阵分布的上层馈点，所述四个上层馈点的几何中心与所述上层贴片的几何中心重合；

所述下层贴片设有四个呈方阵分布的下层馈点，所述四个下层馈点的几何中心与所述下层贴片的几何中心重合；

所述四个上层馈点的对角线与所述四个下层馈点的对角线相交成45°。

2.如权利要求1所述的测量型GNSS接收天线，其特征在于，所述上层贴片及下层贴片中至少有一个为圆形。

3.如权利要求1所述的测量型GNSS接收天线，其特征在于，所述抑径板上设有微带电抗网络；

所述微带电抗网络由多个通孔及两个圆环组成。

4.如权利要求1所述的测量型GNSS接收天线，其特征在于， 所述上层微带天线及下层微带天线的衬底采用聚四氟乙烯微带电路板。

5.如权利要求1~4任一项所述的测量型GNSS接收天线，其特征在于，所述测量型GNSS接收天线还包括短路探针；

所述上层微带天线的几何中心设有上层通孔，所述下层微带天线的几何中心设有下层通孔；

所述短路探针依次经过所述上层通孔及下层通孔，与所述上层贴片、下层贴片及抑径板分别相连。

6.如权利要求5所述的测量型GNSS接收天线，其特征在于，所述上层微带天线与下层微带天线通过螺钉固定。

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