CN204809409U - 一种车载高精度多模北斗导航定位天线 - Google Patents

一种车载高精度多模北斗导航定位天线 Download PDF

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刘宁民
段志远
郑茂盛
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Abstract

本实用新型公开了一种车载高精度多模北斗导航定位天线，包括天线辐射部分、耦合馈电部分和馈电网络三部分；所述天线辐射部分包括下辐射片和上辐射片；所述耦合馈电部分包括外壳、介质填充和内芯；所述外壳与馈电网络四个输出端口A、B、C和D连接；介质填充将外壳与内芯隔离形成电容耦合效果，内芯与下辐射片焊接；金属外壳与馈电网络输出端口连接；它兼容Beidou2、GPS、GLONASS和Galileo卫星导航系统，采用四点馈电方式提高天线的相位中心稳定性及轴比特性，进一步提高卫星导航接收机的性能，适用于高精度车载及机载导航定位。

Description

一种车载高精度多模北斗导航定位天线
技术领域
本实用新型涉及宽频天线馈电技术领域，尤其是一种车载高精度多模北斗导航定位天线。
背景技术
目前全球已经运营或在建的卫星导航系统有美国的GPS系统、俄罗斯的CLONASS系统、欧洲的伽利略系统，以及我国的“北斗二号”卫星导航定位系统，广泛应用于导航、测绘、监测、授时、通信等多种领域，尤其是大地测量学及其相关学科领域，包括地球动力学、海洋大地测量学、天文学、地球物理勘探、资源勘探、工程测量与工程变形监测等。随着民用卫星导航应用领域的迅猛发展，对导航定位的精度要求越来越高，作为高精度卫星导航接收机的重要组成部分，它的性能如何直接关系到卫星导航接收机测量精度的大小，其中天线的相位中心变化和多径效应是高精度卫星导航测量系统中的显著误差源，天线的低仰角增益影响接收机的灵敏度。
实用新型内容
现有技术难以满足人们的需要，为弥补现有技术不足，本实用新型旨在提供一种适用于北斗导航卫星系统的车载高精度多模导航定位天线，频率覆盖北斗2代导航系统B1、B2及B3频段，并且兼容GPS、GLONASS和Galileo系统，本实用新型采用四点馈电技术保证天线在宽角域范围内的相位中心及轴比特性，同时新的耦合馈电结构的引入进一步扩展了天线带宽，提高了卫星导航接收机系统的定位精度，使定位精度达到厘米甚至毫米级。
为实现该技术目的，本实用新型的方案是：一种车载高精度多模北斗导航定位天线，包括天线辐射部分、耦合馈电部分和馈电网络三部分；所述天线辐射部分包括下辐射片和上辐射片；所述耦合馈电部分包括外壳、介质填充和内芯；所述外壳与馈电网络四个输出端口A、B、C和D连接；介质填充将外壳与内芯隔离形成电容耦合效果，内芯与下辐射片焊接；金属外壳与馈电网络输出端口连接；所述馈电网络部分包括一个180度定向耦合器和两个90度移相器，输出幅度相等相位相差90度的信号。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述耦合馈电部分呈“哑铃”状，下辐射片和上辐射片为圆形状；所述上辐射片直径为60mm，下辐射片直径为80mm，金属地板直径为120mm。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述下辐射片和上辐射片分别设在低频段和高频段。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该车载高精度多模北斗导航定位天线，它利用新型耦合馈电结构在拓宽天线带宽的同时增强了耦合馈电的可调节性，拓展了其适用范围，同时兼容Beidou2、GPS、GLONASS和Galileo卫星导航系统，采用四点馈电方式提高天线的相位中心稳定性及轴比特性，进一步提高卫星导航接收机的性能，适用于高精度车载及机载导航定位；整体结构简单；实用性强，易于推广使用。
附图说明
图1为本实用新型的辐射片结构示意图；
图2为本实用新型的耦合馈电部分结构示意图；
图3为本实用新型的馈电网络结构示意图；
图4为本实用新型的天线returnloss示意图；
图5为本实用新型的远场辐射方向图；
图6为本实用新型的相位方向图；
图7为本实用新型的轴比示意图；
其中：外壳1；介质填充2；内芯3；下辐射片4；上辐射片5；金属地板6。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅说明书附图1～7，本实用新型实施例中，一种车载高精度多模北斗导航定位天线，包括天线辐射部分、耦合馈电部分和馈电网络三部分；所述天线辐射部分包括下辐射片4和上辐射片5；所述耦合馈电部分包括外壳1、介质填充2和内芯3；所述外壳1与馈电网络四个输出端口A、B、C和D连接；介质填充2将外壳与内芯隔离形成电容耦合效果，内芯3与下辐射片4焊接；金属外壳1与馈电网络输出端口连接；所述馈电网络部分包括一个180度定向耦合器和两个90度移相器，输出幅度相等相位相差90度的信号。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述耦合馈电部分呈“哑铃”状，下辐射片4和上辐射片5为圆形状；所述上辐射片直径为60mm，下辐射片直径为80mm，金属地板直径为120mm。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述下辐射片4和上辐射片5分别设在低频段和高频段。
本实用新型在设计时：天线采用Rogers5880微波板，厚度2.54mm，为了保证设计的对称性，辐射片选择圆形，上辐射片5与下辐射片4分别蚀刻在微波板上并紧密贴合，下辐射片4与金属地板间采用泡沫材料支撑，其中本例中上辐射片直径为60mm，下辐射片直径为80mm，金属地板直径为120mm；耦合馈电部分由四个并均匀分布在以下辐射片4为中心的圆上的“哑铃”状馈电结构构成，并且与馈电网络的四个输出端口连接，其中内芯3与下辐射片4焊接，金属外壳5与馈电网络输出端口连接，内芯3与金属外壳间采用聚四氟乙烯材料填充，通过调节“哑铃”上中下三部分的直径和长度来调节端口的匹配；馈电网络如图3所示，由1个180度定向耦合器和2个90度移相器构成，输出四个等幅，相位为0、90、180、270的信号，以便形成右旋圆极化。
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，能够以其它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。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种车载高精度多模北斗导航定位天线，包括天线辐射部分、耦合馈电部分和馈电网络三部分；其特征在于：所述天线辐射部分包括下辐射片(4)和上辐射片(5)；所述耦合馈电部分包括外壳(1)、介质填充(2)和内芯(3)；所述外壳(1)与馈电网络四个输出端口A、B、C和D连接；介质填充(2)将外壳与内芯隔离形成电容耦合效果，内芯(3)与下辐射片(4)焊接；金属外壳(1)与馈电网络输出端口连接；所述馈电网络部分包括一个180度定向耦合器和两个90度移相器，输出幅度相等相位相差90度的信号。
2.根据权利要求1所述的一种车载高精度多模北斗导航定位天线，其特征在于：所述耦合馈电部分呈“哑铃”状，下辐射片(4)和上辐射片(5)为圆形状；所述上辐射片直径为60mm，下辐射片直径为80mm，金属地板直径为120mm。
3.根据权利要求1所述的一种车载高精度多模北斗导航定位天线，其特征在于：所述下辐射片(4)和上辐射片(5)分别设在低频段和高频段。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105609945A (zh) * 2016-01-11 2016-05-25 成都银丰信禾电子科技有限公司 覆盖全球卫星导航系统的宽带微型微带天线
CN111146573A (zh) * 2019-12-20 2020-05-12 中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所） 一种基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线

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