CN204348908U - 小型化北斗b3微带天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种小型化北斗B3微带天线，包括介质基板、贴片和接地板；所述贴片设置于所述介质基板顶面上，所述接地板设置于所述介质基板的底面上；所述贴片上设置有多个微带辐射元，所述多个微带辐射元之间通过微带功分器相连接；所述微带辐射元为长方形，在所述微带辐射元的四个角均被切掉形成一个切角，在每一个切角上，均设有沿着所述微带辐射元的对角线向内凹陷的第一凹槽；在所述微带辐射元的第一侧边的中间和第二侧边的中间，分别设置有一个第二凹槽。本实用新型的小型化北斗B3微带天线，具有可减小天线尺寸、实现天线的小型化和圆极化等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种小型化北斗B3微带天线。
背景技术
无线通信是利用电磁波在自由空间中自由传播的特性进行信息交换的一种通信方式。自从人类在通信事业上实现了从有线到无线的转变，在之后的100多年里，无线通信得到了飞跃发展，在人类社会的日常生活、工业生产及军事领域中发挥着越来越重要的作用。随着科技的进步及人类生活水平的提高，无线通信的应用领域也变得越来越广泛，涵盖了包括3G、WIMAX、WLAN、蓝牙、卫星定位导航系统等领域。
其中，卫星定位导航系统在人们的日常生活越来越得到普及，而天线是卫星导航定位系统设备最关键的部件之一，起到了举足轻重的作用。一方面作为发射天线时，要按照一定的能量空间分布及极化要求将信号高效率地辐射到空间；另一方面作为接收天线时，将接收到的空间电磁波信号传送到接收机进行调制放大。天线的性能在卫星导航定位系统设备当中十分重要。
目前市场上的天线都具有小型化的特点，但针对尺寸的指标要求在0.21λ*0.21λ*0.07λ(λ为该频率下在自由空间的波长)以内的天线，需要天线面积减少很多，所以尺寸为该天线设计的难点。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种小型化北斗B3微带天线，以减小天线尺寸、实现天线的小型化。
本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。
小型化北斗B3微带天线，其结构特点是，包括介质基板、贴片和接地板；所述贴片设置于所述介质基板顶面上，所述接地板设置于所述介质基板的底面上；
所述贴片上设置有多个微带辐射元，所述多个微带辐射元之间通过多个微带功分器相连接；所述微带辐射元为长方形，在所述微带辐射元的四个角均被切掉形成一个切角；在每一个切角上，均设有沿着所述微带辐射元的对角线向内凹陷的第一凹槽；所述多个微带功分器的公共端与馈源相连接；
在所述微带辐射元的第一侧边的中间和第二侧边的中间，分别设置有一个第二凹槽。
本实用新型的小型化北斗B3微带天线的结构特点也在于：
所述微带辐射元为正方形，尺寸为68mm*68mm；所述第一凹槽为长方形槽，深度D1为24.5mm，宽度W1为3mm；所述第二凹槽为长方形槽，深度D2为3mm，宽度W2为6mm。
所述切角的尺寸△S是沿着对角线的长度为5mm。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
本实用新型的小型化北斗B3微带天线，包括介质基板、贴片和接地板；所述贴片设置于所述介质基板顶面上，所述接地板设置于所述介质基板的底面上；所述贴片上设置有多个微带辐射元，所述多个微带辐射元之间通过微带功分器相连接；所述微带辐射元为长方形，在所述微带辐射元的四个角均被切掉形成一个切角，在每一个切角上，均设有沿着所述微带辐射元的对角线向内凹陷的第一凹槽；在所述微带辐射元的第一侧边的中间和第二侧边的中间，分别设置有一个第二凹槽。
数个微带辐射元组成微带阵列天线，微带辐射元为矩形结构，每个矩形微带辐射元的顶角设有切角ΔS，所述数个矩形微带辐射元的侧边和切角处都设有开槽。
本实用新型的小型化北斗B3微带天线，由于采用了矩形贴片辐射单元及贴片开槽技术，在实现圆极化的同时，减小了天线尺寸，实现了小型化。
本实用新型的小型化北斗B3微带天线，具有可减小天线尺寸、实现天线的小型化和圆极化等优点。
附图说明
图1为本实用新型所提出的小型化北斗B3微带天线系统的结构示意图。
图1中的附图标记为：1介质基板，2贴片，3微带功分器，4微带辐射元，5馈源，6接地板，7切角，8第一凹槽，9第二凹槽。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见附图1，本实用新型的小型化北斗B3微带天线，包括介质基板1、贴片2和接地板6；所述贴片2设置于所述介质基板1顶面上，所述接地板6设置于所述介质基板1的底面上；
所述贴片2上设置有多个微带辐射元4，所述多个微带辐射元4之间通过多个微带功分器3相连接；所述微带辐射元4为长方形，在所述微带辐射元4的四个角均被切掉形成一个切角7；在每一个切角7上，均设有沿着所述微带辐射元4的对角线向内凹陷的第一凹槽8；所述多个微带功分器3的公共端与馈源5相连接；
在所述微带辐射元4的第一侧边的中间和第二侧边的中间，分别设置有一个第二凹槽9。
所述微带辐射元4为正方形，尺寸为68mm*68mm；所述第一凹槽8为长方形槽，深度D1为24.5mm，宽度W1为3mm；所述第二凹槽9为长方形槽，深度D2为3mm，宽度W2为6mm。
所述切角7的尺寸△S是沿着对角线的长度为5mm。
本实用新型的小型化北斗B3微带天线，包括有数个通过微带功分器3相连接的微带辐射元4，所述多个微带功分器3的公共端与馈源5相连，数个微带辐射元4组成微带阵列天线，微带辐射元4为矩形结构。微带辐射元4优选正方形结构，尺寸为68mm×68mm。
第一凹槽深度D1为24.5mm，宽度W1为3mm。第二凹槽宽度W2为6mm，深度D2为3mm。
所述微带功分器3为T形接头。
本实用新型的小型化北斗B3微带天线，选取了微带天线作为基本形式进行设计，微带天线主要有以下特点：
(1)剖面低，体积小，重量轻，容易共形；
(2)电性能的多样化。微带元的不同设计能使天线的辐射方向图在辐射面内改变；易于得到不同的极化；
(3)容易与有源器件、电路等集成在一起。
所述介质基板1材料为Taconic TLX，其介电常数εr为2.55，板宽h为0.79mm。微带辐射元4的尺寸为68mm×68mm，接地板6尺寸为88mm×361mm，介质基板1厚度h为0.79mm，介电常数εr为2.55。
如果ΔS改变时，回波损耗S11(dB)也跟着改变。若选择最适当的ΔS值便可以获得最佳的阻抗匹配点，当ΔS值相对较大时，原频段的单一模态会共振出另一高频模态，若ΔS值再增加，此时双模态的频段会越离越远，但是低频的模态几乎维持在同一频段。由此可知，当ΔS较大的时候，天线频段一也会稍微往高频移动，所以适当地选择截角ΔS值将有助于调整圆极化天线的中心频率与回波损耗，本实用新型将ΔS设为5mm，这样可以获得最佳的阻抗匹配点。
侧边第二凹槽的大小和切角的改变都会影响VSWR(驻波比)的大小，所以本实用新型在保证频率变化相对较小的情况下，适当调整了切角和开槽的大小尺寸，即切角尺寸为ΔS＝5mm，第一凹槽深度D1为24.5mm，宽度W1为3mm。第二凹槽宽度W2为6mm，深度D2为3mm。
本实用新型的小型化北斗B3微带天线的主要指标如下表：
| 频带 | f0±10.25MHz |
| 驻波 | ≤1.5 |
| 极化旋向 | 右旋圆极化 |
| 尺寸 | ≤90×370mm |
| 增益 | ≥3dB |
| 损耗 | 回波损耗(RL)≥20dB |
| 插入损耗(IL)≥10dB |
1.270GHz天线结构参数值如下表：
因为要将天线与馈电网络共同加工，为了保持其剖面低的特点，本实用新型采用T形接头作为功分器3。为了获得更大增益，或为了实现特定的方向性要求，本实用新型采用由微带辐射元4组成的微带阵列天线。本实用新型采用并联馈电方法对各个单元进行激励,而对于并联馈电，功率分配器是必要的器件，采用挖槽的技术实现天线的小型化设计。
回波损耗＝入射功率/反射功率,回波损耗的绝对值越大说明天线辐射能力越好。在频率1.270GHz附近，本实用新型的回波损耗的绝对值比较大，这说明本实用新型的辐射能力较好。
电压驻波比越趋近于1，天线损耗越小，辐射越好。本实用新型中，在频率1.270GHz附近，天线的电压驻波比趋近于1，则表明本实用新型的辐射较好。
本实用新型的小型化北斗B3微带天线，采用了矩形贴片辐射单元及贴片开槽技术，在实现圆极化的同时，减小了天线尺寸，实现了小型化；因为要将天线与馈电网络共同加工，为了保持其剖面低的特点，本实用新型采用T形接头作为功分器；为了获得更大增益，或为了实现特定的方向性要求，本实用新型采用由微带辐射元组成的微带阵列天线；切角的尺寸ΔS值有助于调整圆极化天线的中心频率与回波损耗，本实用新型将切角的尺寸ΔS设为5mm，这样可以获得最佳的阻抗匹配点。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (3)
1.小型化北斗B3微带天线，其特征是，包括介质基板(1)、贴片(2)和接地板(6)；所述贴片(2)设置于所述介质基板(1)顶面上，所述接地板(6)设置于所述介质基板(1)的底面上；
所述贴片(2)上设置有多个微带辐射元(4)，所述多个微带辐射元(4)之间通过多个微带功分器(3)相连接；所述微带辐射元(4)为长方形，在所述微带辐射元(4)的四个角均被切掉形成一个切角(7)；在每一个切角(7)上，均设有沿着所述微带辐射元(4)的对角线向内凹陷的第一凹槽(8)；所述多个微带功分器(3)的公共端与馈源(5)相连接；
在所述微带辐射元(4)的第一侧边的中间和第二侧边的中间，分别设置有一个第二凹槽(9)。
2.根据权利要求1所述的小型化北斗B3微带天线，其特征是，所述微带辐射元(4)为正方形，尺寸为68mm*68mm；所述第一凹槽(8)为长方形槽，深度D1为24.5mm，宽度W1为3mm；所述第二凹槽(9)为长方形槽，深度D2为3mm，宽度W2为6mm。
3.根据权利要求1所述的小型化北斗B3微带天线，其特征是，所述切角(7)的尺寸△S是沿着对角线的长度为5mm。
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