CN204680743U - 复合螺旋gps导航天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合螺旋GPS导航天线，它包括天线振子、无源天线馈电点、射频PCB、天线外壳和有源放大馈电点，其特征是天线振子、无源天线馈电点、射频PCB和有源放大馈电点都是在天线外壳内，天线振子按照右螺旋方式环绕，无源天线馈电点设在射频PCB上端，有源放大馈电点设在射频PCB下端，射频PCB上设有套筒、金属挡板和屏蔽罩，有源放大馈电点上设有SMA接头。本实用新型所得到的一种复合螺旋GPS导航天线，体积小、便于携带，辐射效率好，接收性能好，不受便携式设备姿态变化的影响，还采用了套筒形式，使得天线振子与地之间形成分布电容，降低振子因螺旋结构而形成的感性，提高输入电阻和辐射电阻，降低阻抗变化率，从而提高天线带宽。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天线，尤其是一种复合螺旋GPS导航天线。
背景技术
美国GPS导航卫星系统(Global Positioning System)是利用卫星为用户提供定位、导航、测绘、监测、授时服务。卫星导航具有全时空、全天侯、高精度、连续实时提供导航、定位和授时的特点，因此在经济发展、社会建设及管理、科学研究、灾害评估及防控以及军事领域起着至关重要的作用，关系国防安全和人们生活的方方面面。美国的GPS的L1工作频段为1575.42±1.023MHz。
天线是卫星导航系统的前端，主要功能是用于接收卫星导航信号，其性能的优劣在一定程度上决定着卫星导航系统的性能。如今的导航天线不仅要满足用户对接收卫星导航信号质量的要求，还要符合导航终端体积小型化的要求，因此天线尽可能占用较小的空间体积，同时保证较好的天线性能。
目前应用的导航天线主要采用螺旋天线和贴片天线技术为主，它们都有各自的优缺点。贴片天线具有结构简单、体积较小等优点。但因为贴片天线自身的上半空间方向图的特点，当终端设备在应用过程中无法保证天线面向上半空间时，接收卫星信号的效果会受到影响，贴片天线不完全适合便携式终端设备。螺旋天线是全向天线，通过适当的设计，可以接收各个方向的卫星信号，不受便携式设备姿态的影响，尤其适合于便携式设备。但采用常规设计方式，平面螺旋天线尺寸与工作波长成正比，天线整体笨重、体积较大、占用空间大，制造成本高；立体螺旋天线纵向高度较大，剖面高、难以共形、制作复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种的体积小、便于携带，且接收性能好的复合螺旋GPS导航天线。
为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种复合螺旋GPS导航天线，它包括天线振子、无源天线馈电点、射频PCB、天线外壳和有源放大馈电点，其特征是天线振子、无源天线馈电点、射频PCB和有源放大馈电点都是在天线外壳内，天线振子按照右螺旋方式环绕，无源天线馈电点设在射频PCB上端，有源放大馈电点设在射频PCB下端，射频PCB上设有套筒、金属挡板和屏蔽罩，有源放大馈电点上设有SMA接头，这样天线振子采用了复合螺旋天线的形式，可充分利用了螺旋天线全向接收的性能优势，有利于接收到更多卫星的信号，不受便携式设备姿态变化的影响，更适合应用需求，还综合运用了平面螺旋天线低剖面和立体螺旋天线直径小的优点，且该天线振子是采用最普通的铜丝加工成螺旋状天线振子的，它使用空气介质减轻天线的重量，增加天线的辐射效率。
作为优选，天线振子上端采用的是球面螺旋天线形式，即天线振子上端形成螺旋天线球形包络面，天线振子下端采用的是锥形螺旋天线形式，即天线振子下端螺旋天线锥面包络面，这样天线振子的下部分采用的是锥形螺旋天线形式，天线振子的上端采用的是球面螺旋天线的形式，利用锥面缓变原理，降低终端反射和谐振频率，利于天线的小型化。
作为优选，SMA接头由SMA外金属体、SMA绝缘体、SMA接头馈针组成。
作为优选，套筒和屏蔽罩是为一体的，且套筒和金属挡板可构成无源天线的地套筒结构，屏蔽罩、金属挡板和SMA外金属体构成屏蔽腔体，在无源天线地结构上采用套筒形式，是为了能在天线振子与地之间形成分布电容，降低振子因螺旋结构而形成的感性，提高输入电阻和辐射电阻，降低阻抗变化率，从而提高天线带宽；套筒与屏蔽罩做成一个整体，同时也作为天线的辐射地平面，可减少产品零部件数量，简化装配工艺，降低生产成本。
本实用新型所得到的一种复合螺旋GPS导航天线，体积小、便于携带，辐射效率好，接收性能好，能接收到更多卫星的信号，还不受便携式设备姿态变化的影响，更适合应用需求，还采用了套筒形式，使得天线振子与地之间形成分布电容，降低振子因螺旋结构而形成的感性，提高输入电阻和辐射电阻，降低阻抗变化率，从而提高天线带宽，使其不仅满足GPS天线的需要，且如果在有源电路中选用相应的滤波器，还可以应用于俄罗斯GLONASS的G1、欧洲Galileo的E1和中国北斗二代的B1导航天线，也可以同时应用于其中的二模、三模、四模通用天线，适合于大范围的推广和使用。
附图说明
图1是本实用新型天线结构示意图。
图中：天线振子1、螺旋天线球形包络面2、螺旋天线锥面包络面3、套筒4、金属挡板5、无源天线馈电点6、射频PCB7、屏蔽罩8、天线外壳9、有源放大馈电点10、SMA外金属体11、SMA绝缘体12、SMA接头馈针13、SMA接头14。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。
实施例1。
如图1所示，本实施例描述的一种复合螺旋GPS导航天线，它包括天线振子1、无源天线馈电点6、射频PCB7、天线外壳9和有源放大馈电点10，天线振子1、无源天线馈电点6、射频PCB7和有源放大馈电点10都是在天线外壳9内，天线振子1按照右螺旋方式环绕，无源天线馈电点6设在射频PCB7上端，有源放大馈电点10设在射频PCB7下端，射频PCB7上设有套筒4、金属挡板5和屏蔽罩8，有源放大馈电点10上设有SMA接头14，天线振子1上端采用的是球面螺旋天线形式，即天线振子1上端形成螺旋天线球形包络面2，天线振子1下端采用的是锥形螺旋天线形式，即天线振子1下端螺旋天线锥面包络面3，SMA接头14由SMA外金属体11、SMA绝缘体12、SMA接头馈针13组成，套筒4和屏蔽罩8是为一体的，且套筒4和金属挡板5可构成无源天线的地套筒结构，屏蔽罩8、金属挡板5和SMA外金属体11构成屏蔽腔体。
Claims (4)
1.一种复合螺旋GPS导航天线，它包括天线振子（1）、无源天线馈电点（6）、射频PCB（7）、天线外壳（9）和有源放大馈电点（10），其特征是天线振子（1）、无源天线馈电点（6）、射频PCB（7）和有源放大馈电点（10）都是在天线外壳（9）内，天线振子（1）按照右螺旋方式环绕，无源天线馈电点（6）设在射频PCB（7）上端，有源放大馈电点（10）设在射频PCB（7）下端，射频PCB（7）上设有套筒（4）、金属挡板（5）和屏蔽罩（8），有源放大馈电点（10）上设有SMA接头（14）。
2.根据权利要求1所述的复合螺旋GPS导航天线，其特征是所述的天线振子（1）上端采用的是球面螺旋天线形式，即天线振子（1）上端形成螺旋天线球形包络面（2），天线振子（1）下端采用的是锥形螺旋天线形式，即天线振子（1）下端螺旋天线锥面包络面（3）。
3.根据权利要求1所述的复合螺旋GPS导航天线，其特征是所述的SMA接头（14）由SMA外金属体（11）、SMA绝缘体（12）、SMA接头馈针（13）组成。
4.根据权利要求1或3所述的复合螺旋GPS导航天线，其特征是所述的套筒（4）和屏蔽罩（8）是为一体的，且套筒（4）和金属挡板（5）可构成无源天线的地套筒结构，屏蔽罩（8）、金属挡板（5）和SMA外金属体（11）构成屏蔽腔体。
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Publications (1)
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2015
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