CN202712412U - 一种北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，主要解决现有技术无法兼顾天线性能和制备工艺的问题，其包括空心天线支架、辐射单元和馈线，空心天线支架(1)采用上部为圆台形、下部为圆柱形的一体结构；辐射单元采用对称的两个金属带线辐射体(2)和辐射体(3)，两辐射体的金属带线宽度为：4mm≤W≤8mm，并以均衡的等宽间隔按照螺旋角55°≤α≤70°自天线支架的下端缠绕至天线支架(1)的顶端；馈线(4)采用渐变线的形式，从天线支架内部升至顶端进行平衡馈电，金属带线辐射体(2)和辐射体(3)分别与馈线(4)的外导体、芯线相连。本实用新型能够实现宽带的半球圆极化覆盖且制作工艺简单，可用于北斗二代卫星定位。

Description

一种北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别是涉及一种多模多频圆极化接收天线，可用于北斗二代卫星定位。 

背景技术

传统的卫星定位接收天线有微带天线、十字交叉振子天线、四臂螺旋天线等，这些天线多为单模或窄带工作，即只能接收全球定位系统GPS、北斗BD或格洛纳斯GLONASS中的一个卫星系统信号，实现多频工作时，其方向图不是很理想。因而应用受到一定的限制。 

中国专利CN 201120317215.8公开了一种军用北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，该天线采用圆锥等角双臂螺旋天线的变形形式，将两等角螺旋金属带线辐射体绕在圆锥支架上，馈线沿其中一螺旋带线辐射体爬升至顶端进行平衡馈电。该天线虽然性能优良，但是其金属带线辐射体的宽度是渐变的，使制备工艺复杂化，限制了天线的使用。 

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种性能优异且制备工艺简单的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线。 

为实现上述目的，本实用新型包括：空心天线支架、辐射单元和馈线，辐射单元采用对称的两个金属带线辐射体(2)和辐射体(3)，缠绕在空心天线支架的外表面，其特征在于：所述的金属带线辐射体(2)和辐射体(3)，其金属带线的宽度W相同，并以均衡的等宽间隔，按照螺旋角α自天线支架的下端缠绕至天线支架的顶端,4mm≤W≤8mm，55°≤α≤70°； 

所述的馈线采用渐变线结构，从空心支架内部升至顶端进行平衡馈电。 

所述馈线采用的渐变线结构，是用馈线底部位置的外导体全部包裹住芯线，馈线顶部位置的外导体与芯线平行，馈线中间位置的外导体部分渐变地包裹住芯线。 

所述金属带线辐射体(2)和辐射体(3)分别与馈线的外导体和芯线相连。 

所述的空心天线支架采用上部为圆锥形、下部为圆柱形的一体结构。 

本实用新型由于天线带线辐射体(2)和(3)采用等宽结构，使其便于缠绕在空心天线支架上，简化了天线的制备工艺；同时由于馈线采用渐变线的结构形式，简易地实现了天线宽带的平衡馈电和阻抗变换；此外由于馈线通过空心天线支架内部直接升至顶端进行平衡馈电，缩短了馈线的长度，减少了天线的制作成本。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图； 

图2是图1的中心轴剖视图； 

图3是图2中馈线的渐变部分的示意图； 

图4是天线驻波比实测图； 

图5是天线在低频点的实测方向图； 

图6是天线在高频点的实测方向图； 

图7是天线x-z面在高低频点的轴比实测图； 

图8是天线y-z面在高低频点的轴比实测图。 

具体实施方式

参照图1，本实用新型的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，给出如下3种实施例： 

实施例1 

本实用新型的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，包括空心天线支架1、一对金属带线辐射体2和3、馈线4和天线底座5。其中空心天线支架1采用上部为圆台形、下部为圆柱形的一体结构，其上部圆台直径d与下部圆柱直径D的比值为：d/D＝0.3，上部圆台形的高度h与天线支架的总高度H的比值为h/H＝0.45；一对金属带线辐射体2和3设置在空心天线支架1的外表面，形成对称结构；馈线4由空心天线支架1内部穿至顶端进行平衡馈电，如图2所示；天线底座5用于固定空心天线支架1和馈线4的馈电接头6。 

所述对称的一对金属带线辐射体2和辐射体3，其金属带线的宽度W取为6mm，且两者以均衡的等宽间隔，按照螺旋角α＝60°自空心天线支架1的下端缠绕至空心天线支架1的顶端，并且在顶端处分别与馈线4的芯线和外导体相连。 

参照图3，馈线4采用渐变线结构，即馈线4底部位置的外导体全部包裹住芯线，馈线4顶部位置的外导体与芯线平行，馈线4中间位置的外导体部分渐变地包裹住芯线。 

实施例2 

本实用新型的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，包括空心天线支架1、一对金属带线辐射体2和3、馈线4和天线底座5。其中空心天线支架1采用上部为圆台形、下部为圆柱形的一体结构，其上部圆台直径d与下部圆柱直径D的比值为d/D＝0.3，上部圆台形的高度h与天线支架的总高度H的比值为h/H＝0.45；一对金属带线辐射体2和3设置在空心天线支架1的外表面，其金属带线的宽度W取为4mm，且两者以均衡的等宽间隔，按照螺旋角α＝55°自空心天线支架1的下端缠绕至空心天线支架1的顶端，并且在顶端处分别与馈线4的芯线和外导体相连，形成对称结构。 

馈线4由空心天线支架1内部穿至顶端进行平衡馈电，如图2所示，其结构与实施例1相同；天线底座5用于固定空心天线支架1和馈线4的馈电接头6。 

实施例3 

本实用新型的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，包括空心天线支架1、一对金属带线辐射体2和3、馈线4和天线底座5。其中空心天线支架1采用上部为圆台形、下部为圆柱形的一体结构，其上部圆台直径d与下部圆柱直径D的比值为d/D＝0.3，上部圆台形的高度h与天线支架的总高度H的比值为h/H＝0.45；一对金属带线辐射体2和3的金属带线的宽度W取为8mm，且两者以均衡的等宽间隔，按照螺旋角α＝70°自空心天线支架1的下端缠绕至空心天线支架1的顶端，并且在顶端处分别与馈线4的芯线和外导体相连，形成对称结构。馈线4由空心天线支架1内部穿至顶端进行平衡馈电，如图2所示，其结构与实施例1相同；空心天线支架1和馈线4的馈电接头6通过天线底座5固定在一起。 

本实用新型的效果可通过以下实测数据进一步说明： 

测试1，天线工作频段为1164MHz~1616MHz，在微波暗室用安捷伦8753ES测试其驻波比，实测结果如图4所示。从图4可以看出，本实用新型天线在整个频段内的驻波比：VSWR≤1.5:1。 

测试2，在Airlink 3D微波暗室测量天线立体方向图，实测结果如图5和图6 所示，其中图5为f＝1176.45MHz的实测方向图，图6为f＝1609MHz的实测方向图。由图5和图6的立体方向图可以更直观的看出本实用新型天线在高低频端都具有较好的对称性，体现了很好的半空间辐射特性。 

测试3，在微波暗室，通过反复旋转一线极化喇叭天线一周测试该天线工作在最高中心频点和最低中心频点的半空间圆极化轴比，结果如图7和图8所示，其中图7为天线x-z面高低频点的轴比实测图，图8为天线y-z面高低频点的轴比实测图。从图7和图8可见本实用新型天线的仰角10°~20°,轴比小于3dB；仰角20°~90°，轴比小于2dB，主方向上的圆极化轴比约为1dB，呈现出很好的圆极化效果。 

Claims (6)

1.一种北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，包括空心天线支架、辐射单元和馈线，辐射单元采用对称的两个金属带线辐射体(2)和辐射体(3)，缠绕在空心天线支架的外表面，其特征在于：

所述的金属带线辐射体(2)和辐射体(3)，其金属带线的宽度W相同，并以均衡的等宽间隔，按照螺旋角α自天线支架的下端缠绕至天线支架的顶端,4mm≤W≤8mm,55°≤α≤70°；

所述的馈线采用渐变线结构，从空心支架内部升至顶端进行平衡馈电。

2.根据权利要求1所述的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，其特征在于所述馈线采用的渐变线结构，是用馈线底部位置的外导体全部包裹住芯线，馈线顶部位置的外导体与芯线平行，馈线中间位置的外导体部分渐变地包裹住芯线。

3.根据权利要求1或2所述的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，其特征在于金属带线辐射体(2)和辐射体(3)分别与馈线的外导体和芯线相连。

4.根据权利要求1所述的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，其特征在于空心天线支架采用上部为圆台形、下部为圆柱形的一体结构。

5.根据权利要求1所述的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，其特征在于所述的空心天线支架的上部圆台直径d与下部圆柱直径D的比值为：d/D=0.3。

6.根据权利要求1所述的北斗二代卫星定位多模多频圆极化接收天线，其特征在于所述的空心天线支架上部圆台形的高度h与天线支架的总高度H的比值为：h/H＝0.45。

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