CN204257814U - 轻型宽带gnss测量型天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种移动通信设备，公开了一种轻型宽带GNSS测量型天线，其包括寄生单元和主体单元，主体单元包括第一微带贴片、第二微带贴片和固定板，第一微带贴片固定在所述固定板上，固定板设于第二微带贴片的上表面，第二微带贴片的上表面与第一微带贴片相对的位置设有通孔，第二微带贴片的底部通过锯齿与寄生单元连接，第二微带贴片和寄生单元之间具有空气层，第一微带贴片和第二微带贴片共用一层空气层，实现了双频GNSS信号的有效接收，可通过适当地增加空气层的厚度来获得较高的天线增益带宽和天线增益，实现了天线的轻型化结构设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种移动通信设备，特别是涉及一种轻型宽带GNSS测量型天线。
背景技术
伴随着全球卫星导航系统(简称GNSS，Global Navigation SatelliteSystem)的迅速发展，对多系统导航、定位与测量能力的需求也随之增加，为了能够满足兼容四大导航系统终端设备的应用需求，天线应具备较宽的增益带宽和波束带宽，并且要求系统兼容性更强和结构更加紧凑等特点。针对目前高精度多系统GNSS测量型天线的设计需求，在卫星信号接收性能上，不仅要保证天线具有定位精度高、性能稳定可靠的特点，同时又要充分利用我国自主知识产权的北斗核心技术资源，这也将是目前国内导航定位企业提高卫星导航、测量与定位精度的最佳解决方案之一。因此，发展一款具有宽波束带宽、高增益、广角轴比、相位中心稳定等综合性能较优的GNSS测量型天线是当前多系统导航终端设备的迫切需求。
微带贴片天线具有形状小、成本低、易共形和易加工等优点，是当前高精度天线研制者的首选设计方案。选择对称的贴片形状和四馈针馈电技术能够获得较佳的圆极化特性和相位中心稳定度，因此被广泛应用于高精度卫星导航应用领域。拓普康公司曾经提出一款GNSS测量型天线装置，分别将高频(接收卫星L1频段(1521MHz～1620MHz)信号)贴片单元和低频(接收卫星L2频段(1160MHz～1300MHz)信号)贴片单元内外交叉层叠设置在PCB板(印刷电路板)的底层和顶层，并在结构外围设置均匀对称分布的电容性锯齿来改善天线轴比带宽、低仰角天线增益等特性。
现有的层叠式双频有源天线，出于接收机结构的限制以及天线轻小型化结构设计的发展趋势，对于层叠式双频测量型天线，需要通过增加介质基板(PCB板)的厚度来有效拓宽天线带宽，由于介质基板的厚度有限，不能无限增加，这种方式难以实施，导致原有层叠式天线带宽较窄，甚至低仰角增益滑落较大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是如何有效拓宽GNSS测量型天线的带宽，并使其轻型化。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种轻型宽带GNSS测量型天线，所述天线包括寄生单元和主体单元，所述主体单元包括第一微带贴片、第二微带贴片和固定板，所述第一微带贴片固定在所述固定板上，所述固定板设于所述第二微带贴片的上表面，所述第二微带贴片的上表面与所述第一微带贴片相对的位置设有通孔，所述第二微带贴片的底部通过锯齿与所述寄生单元连接，所述第二微带贴片和寄生单元之间具有空气层。
上述的轻型宽带GNSS测量型天线中，所述第一微带贴片的外边缘水平设有多个外锯齿，所述通孔的边缘水平设有多个内锯齿，所述第一微带贴片的外锯齿与所述通孔的内锯齿交叉分布。
上述的轻型宽带GNSS测量型天线中，所述第二微带贴片的外边缘垂直设有多个外锯齿，其内边缘垂直设有多个内锯齿，所述第二微带贴片的内锯齿与寄生单元连接，所述第二微带贴片的外锯齿不与寄生单元连接。
上述的轻型宽带GNSS测量型天线中，所述第一微带贴片的外锯齿与所述第二微带贴片的外锯齿交叉分布。
上述的轻型宽带GNSS测量型天线中，所述寄生单元上并位于所述第二微带贴片的外围设有多个调谐锯齿，每个所述调谐锯齿沿所述寄生单元的径向设置。
上述的轻型宽带GNSS测量型天线中，多个所述调谐锯齿均匀分布在所述第二微带贴片的外围。
上述的轻型宽带GNSS测量型天线中，所述第一微带贴片与所述第二微带贴片的中心轴线重合，所述第一微带贴片上中心对称设置有四个第一馈电点，所述第二微带贴片上中心对称设置有四个第二馈电点。
上述的轻型宽带GNSS测量型天线中，所述第二微带贴片的外边缘为圆形。
上述的轻型宽带GNSS测量型天线中，所述固定板的中间部位设有与所述第一微带贴片相匹配的安装孔，所述第一微带贴片嵌入所述安装孔内。
上述的轻型宽带GNSS测量型天线中，所述固定板为由聚四氟乙烯玻璃布制成的半固化片。
上述技术方案所提供的一种轻型宽带GNSS测量型天线，其具有以下有益效果：第一微带贴片和第二微带贴片共用一层空气层，实现了双频GNSS信号的有效接收，可通过适当地增加空气层的厚度来获得较高的天线增益带宽和天线增益，相对于非空气介质的基板天线实现了天线的轻型化结构设计。
附图说明
图1是本实用新型轻型宽带GNSS测量型天线的轴测图
图2是本实用新型第一微带贴片和固定板的俯视图；
图3是本实用新型第二微带贴片的轴测图；
图4是本实用新型第二微带贴片的仰视图；
图5是本实用新型寄生单元的轴测图。
其中，1、寄生单元；11、调谐锯齿；2、第一微带贴片；21、第一馈电点；22、第一微带贴片的外锯齿；3、第二微带贴片；31、第二馈电点；32、通孔；33、通孔的内锯齿；34、第二微带贴片的内锯齿；35、第二微带贴片的外锯齿；4、固定板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型的一种轻型宽带GNSS测量型天线，其包括寄生单元1和设于该寄生单元1上的主体单元，寄生单元1接地，该寄生单元1用于改善天线的轴比和波束带宽等，主体单元包括第一微带贴片2、第二微带贴片3和固定板4。第一微带贴片2上设有第一馈电点21，用于接收GNSS的L1频段(高频段)卫星信号，第一馈电点21内的低频探针穿过寄生单元1；第二微带贴片3上设有第二馈电点31，用于接收GNSS的L2频段(低频段)卫星信号，第二馈电点31内的高频探针穿过固定板4和寄生单元1。其中，第一微带贴片2固定在固定板4上，该固定板4设于第二微带贴片3的上表面，第二微带贴片3的上表面与第一微带贴片2相对的位置设有通孔32，该通孔32与第一微带贴片2形状相匹配，第二微带贴片3的底部通过锯齿与寄生单元1连接，第二微带贴片3和寄生单元1之间具有空气层。本实施例中第一微带贴片2和第二微带贴片3共用一层空气层，实现了双频GNSS信号的有效接收，可通过适当地增加空气层的厚度来获得较高的天线增益带宽和天线增益，相对于非空气介质的基板天线实现了天线的轻型化结构设计。
本实施例的固定板4为由聚四氟乙烯玻璃布制成的半固化片，该固定板的厚度优选为1mm。该固定板4与第二微带贴片2的形状、大小一样，使得固定板4设于第二微带贴片3的上表面时二者的外边缘贴合，并在固定板4和第二微带贴片3上分别设有螺钉孔，以通过螺钉组件进行固定。第二微带贴片3的外边缘为圆形，相应地，固定板4的外边缘也为圆形。
优选地，第一微带贴片2与第二微带贴片3的中心轴线重合，第一微带贴片2上中心对称设置有四个第一馈电点21，第二微带贴片3上中心对称设置有四个第二馈电点31，四个第一馈电点21与四个第二馈电点31的几何中心重合，可有效改善相位中心稳定性，其中，低频馈电点和高频馈电点分别连接低噪放电电路，以提取有用信号并传输给主板模块。
结合图2、图3和图4所示，本实施例的第一微带贴片2的外边缘水平设有多个外锯齿，相应地，第二微带贴片3的通孔32的边缘水平设有多个内锯齿，第一微带贴片的外锯齿22与通孔的内锯齿33交叉分布，在垂直投影方向相互啮合。本实施例的第二微带贴片3的内边缘垂直设有多个内锯齿，其外边缘垂直设有多个外锯齿，多个第二微带贴片的内锯齿34和外锯齿35均匀设置，其中，第二微带贴片的内锯齿34与寄生单元1连接，第二微带贴片的外锯齿35不与寄生单元1连接，由此可有效改善天线轴比带宽、波束带宽等性能参数，进而实现天线各项性能参数的优化设计。优选地，本实施例的第一微带贴片的外锯齿22与第二微带贴片的外锯齿35交叉分布，相比于传统层叠式双频微带贴片天线，既保证了满足较宽带宽所需介质层厚度的同时，又实现了天线结构的轻型化和小型化结构设计。
本实施例的寄生单元1上并位于第二微带贴片3的外围设有多个调谐锯齿11，每个调谐锯齿11沿寄生单元1的径向设置，用于进行调谐。优选地，多个调谐锯齿11均匀分布在第二微带贴片3的外围，以使相位中心稳定。
本实用新型的天线相比传统的层叠式双频贴片天线，既满足实现较宽带宽所需介质基板厚度的同时，又实现了天线结构的轻小型化、高增益、广角轴比、较宽波束带宽、相位中心稳定等设计性能，满足了四大在运行卫星导航系统的高低频信号接收应用需求，尤其适合于GNSS精确测量与定位系统终端设备。本实施例通过调节第一微带贴片和第二微带贴片的锯齿可以微调小双频有源导航天线装置的谐振频率，用于补偿材料误差所带来的频率偏移。
以上所述仅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，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，所述天线包括寄生单元和主体单元，所述主体单元包括第一微带贴片、第二微带贴片和固定板，所述第一微带贴片固定在所述固定板上，所述固定板设于所述第二微带贴片的上表面，所述第二微带贴片的上表面与所述第一微带贴片相对的位置设有通孔，所述第二微带贴片的底部通过锯齿与所述寄生单元连接，所述第二微带贴片和寄生单元之间具有空气层。
2.如权利要求1所述的轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，所述第一微带贴片的外边缘水平设有多个外锯齿，所述通孔的边缘水平设有多个内锯齿，所述第一微带贴片的外锯齿与所述通孔的内锯齿交叉分布。
3.如权利要求2所述的轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，所述第二微带贴片的外边缘垂直设有多个外锯齿，其内边缘垂直设有多个内锯齿，所述第二微带贴片的内锯齿与寄生单元连接，所述第二微带贴片的外锯齿不与寄生单元连接。
4.如权利要求3所述的轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，所述第一微带贴片的外锯齿与所述第二微带贴片的外锯齿交叉分布。
5.如权利要求3所述的轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，所述寄生单元上并位于所述第二微带贴片的外围设有多个调谐锯齿，每个所述调谐锯齿沿所述寄生单元的径向设置。
6.如权利要求5所述的轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，多个所述调谐锯齿均匀分布在所述第二微带贴片的外围。
7.如权利要求1-6任一项所述的轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，所述第一微带贴片与所述第二微带贴片的中心轴线重合，所述第一微带贴片上中心对称设置有四个第一馈电点，所述第二 微带贴片上中心对称设置有四个第二馈电点。
8.如权利要求1-6任一项所述的轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，所述第二微带贴片的外边缘为圆形。
9.如权利要求1-6任一项所述的轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，所述固定板的中间部位设有与所述第一微带贴片相匹配的安装孔，所述第一微带贴片嵌入所述安装孔内。
10.如权利要求1-6任一项所述的轻型宽带GNSS测量型天线，其特征在于，所述固定板为由聚四氟乙烯玻璃布制成的半固化片。
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