CN206388854U - 一种导航天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种导航天线，包括金属反射底座，金属反射底座内设置有PCB板，PCB板下设有移相馈电网络，PCB板从下至上依次叠加有地板和六层直径逐渐减小的圆盘形微波介质基片，六层圆盘形微波介质基片上任意相互间隔的三个圆盘形微波介质基片上均铺设有金属辐射片，每个金属辐射片均至少分别通过一个同轴探针与移相馈电网络电连接；处于最上层的金属辐射片设有中心孔，中心孔中设有依次穿在位于其下方金属辐射片中的短路针，且短路针还电连接于移相馈电网络的地线。本实用新型解决了目前天线存在接收信号的误差较大，信号接受精度较低的技术问题，并具有结构简单，同时满足低仰角增益、圆极化轴比良好、收发隔离度高的要求。
Description
技术领域
本实用新型属于天线技术领域，尤其涉及一种导航天线。
背景技术
为解决单一系统覆盖空白和导航精度低等问题，多模式的协同工作成为未来卫星导航系统的一种趋势。多模式的卫星导航终端天线要求能够覆盖GPS、GALILEO、GLONASS和北斗四种模式，天线的工作频带应满足1164～2491MHz的宽带要求，辐射方向特性为具有宽波束的特点，极化方式为右旋圆极化。
当前国内外广泛采用的多频点卫星导航终端天线，大多采用层叠结构实现宽频带工作，频率多集中在1164～1575MHz之间，频率很少覆盖到2491MHz的范围。有时为实现宽频带，必须牺牲其他指标，如增益或轴比等。实际上四大导航系统频点较为集中，天线只需满足多频点工作即可，无需覆盖如此宽频带。对于阻抗匹配的调节方面，目前也没有提出好的解决方式。另外，对于各微波介质板层与层之间的固定也只能采用粘接或四周装配螺钉孔的方式，没法很好的解决准确定位的结构设计问题。
现有的天线一般都采用偏馈或侧馈实现圆极化。由于天线采用偏馈或侧馈，因此很容易在接受信号时使得天线的电气相位中心与几何中心不重合，在卫星移动或双频微带天线移动时，从而造成接收信号相位中心不稳定，使接收的信号出现误差，影响天线的接收精度。而对于双频段的两层贴片，不但很容易使单个频段的相位中心不稳定，而且很容易使不同频段的相位中心不重合，因此双频段的两层贴片天线比单层贴片天线接收信号的误差更大，信号接受精度更低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种导航天线，以解决目前天线存在接收信号的误差较大，信号接受精度较低的技术问题，并具有结构简单，同时满足低仰角增益、圆极化轴比良好、收发隔离度高的要求。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种导航天线，包括金属反射底座，金属反射底座内设置有PCB板，PCB板下设有移相馈电网络，PCB板从下至上依次叠加有地板和六层直径逐渐减小的圆盘形微波介质基片，六层圆盘形微波介质基片上任意相互间隔的三个圆盘形微波介质基片上均铺设有金属辐射片，每个金属辐射片均至少分别通过一个同轴探针与移相馈电网络电连接；处于最上层的金属辐射片设有中心孔，中心孔中设有依次穿在位于其下方金属辐射片中的短路针，且短路针还电连接于移相馈电网络的地线。
进一步的，圆盘形微波介质基片从上至下依次为第一层微波介质基片、第二层微波介质基片、第三层微波介质基片、第四层微波介质基片、第五层微波介质基片和第六层微波介质基片；金属辐射片分别设置于第二层微波介质基片、第四层微波介质基片和第六层微波介质基片上。
进一步的，第一层微波介质基片上设有寄生贴片。
进一步的，寄生贴片上开四个大小相同的孔。
进一步的，金属辐射片均呈圆形，每个金属辐射片的大小从上至下依次增大。
进一步的，每个金属辐射片均通过两根同轴探针与移相馈电网络电连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的主要改进点在于，用短路针将上层微带天线、中间层微带天线和下层微带天线(微带天线主要由圆盘形微波介质基片和金属辐射片构成)连接在一起，短路针和同轴探针之间形成的强耦合等效于加载了一个电容，使得上层微带天线在低于谐振频率位置达到上层微带天线的阻抗匹配，从而增加了上层微带天线的频率带宽，从而确保上层微带天线的频率带宽可覆盖中间层微带天线和下层微带天线的频率带宽，从而可以遏制多路效应对本实用新型的影响，进而提高上层微带天线的接收信号的可靠性和精度。同理，提高下层微带天线和中间层微带天线接收信号的可靠性和精度。而且本实用新型提供圆极化轴比良好、低仰角增益高、收发隔离度高的B3/B1/L/S四频圆极化信号，非常适用于北斗卫星导航定位系统，可以作为北斗卫星导航定位系统的车载天线装置。本发明通过采用层叠结构的天线形式，使天线工作频率覆盖到更高频段，能够覆盖GPS、GALILEO、GLONASS和北斗四种模式。
2.本发明通过对寄生贴片上开孔的尺寸和位置调整实现阻抗调节，便于实现阻抗匹配。
3.本发明采用螺钉，既可实现结构的准确定位，又能够实现各圆盘形微波介质基片固定；同时装配过程简单，结构定位准确，可靠性高，便于进行批量生产。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图—切面；
图2是本实用新型的结构示意图—正面。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1～图2对本实用新型作详细说明。
一种导航天线，包括金属反射底座1，金属反射底座1内设置有PCB板2，PCB板2下设有移相馈电网络9，PCB板2从下至上依次叠加有地板7和六层直径逐渐减小的圆盘形微波介质基片3，六层圆盘形微波介质基片3的介电常数不同，从而提高天线隔离度，本实施例中下面提到到下层微带天线和中间层微带天线的低仰角增益得到提高；六层圆盘形微波介质基片3上任意相互间隔的三个圆盘形微波介质基片3上均铺设有金属辐射片4，每个金属辐射片4均通过两根同轴探针5与移相馈电网络9电连接(馈电方式选择双同轴探针5馈电来保证良好的圆极化轴比和低仰角增益方向图的不圆度要求)。地板7上设有螺纹孔，螺纹孔中设有将圆盘形微波介质基片3、金属辐射片4固定的螺钉8。地板7上带有两个圆柱形台阶，一个位于第三层微波介质基片33与第四层微波介质基片34内，另一个位于第五层微波介质基片35和第六层微波介质基片36内，地板上的圆柱形台阶直径控制实现阻抗调整，便于实现阻抗匹配，调节这两个圆柱形台阶的直径尺寸，能够有效调节天线驻波比。各个圆盘形微波介质基片3上用于安装螺钉8的通孔为金属化通孔，这样能够保证各微波介质基片良好共地。
移相馈电网络9起到的作用就是一个一分二等分功率器，输出端信号幅度相等，相位差为90°。金属反射底座1是带有环形反射挡板的金属反射底座，其环形反射挡板距离各层微带天线的辐射贴片有一个合适的距离，该距离根据实际调试进行确定。所述的环形反射挡板不会影响各层微带天线的圆极化轴比，但会对微带天线的方向图特别是下层微带天线和中间层微带天线的方向图产生影响，可以有效提高各层微带天线特别是下层微带天线和中间层微带天线的低仰角增益。所述的环形反射挡板还可以将天线的谐振频率降低，进而将微带天线尺寸缩小，起到微型化的作用。
处于最上层的金属辐射片4设有中心孔，中心孔中设有依次穿在位于其下方金属辐射片4中的短路针10，且短路针10还电连接于移相馈电网络9的地线。
圆盘形微波介质基片3从上至下依次为第一层微波介质基片31、第二层微波介质基片32、第三层微波介质基片33、第四层微波介质基片34、第五层微波介质基片35和第六层微波介质基片36；金属辐射片4分别设置于第二层微波介质基片32、第四层微波介质基片34和第六层微波介质基片36上，分别构成上层微带天线、中间层微带天线和下层微带天线；金属辐射片4均呈圆形，每个金属辐射片4的大小从上至下依次增大。上述每个圆盘形微波介质基片3、金属辐射片4的圆心均处于同一中心轴线上。
第一层微波介质基片31上设有寄生贴片6，寄生贴片6上开四个大小相同的孔11，四个孔11围绕圆盘形微波介质基片3、金属辐射片4的中心轴线设置，且每个孔11与中心轴线的距离相等。
上述短路针10和每个同轴探针5之间形成的强耦合等效于加载了一个电容，使得上层微带天线(微带天线主要由圆盘形微波介质基片3和金属辐射片4构成)在低于谐振频率位置达到上层微带天线的阻抗匹配，从而增加了上层微带天线的频率带宽，从而确保上层微带天线的频率带宽可覆盖中间层微带天线和下层微带天线的频率带宽，从而可以遏制多路效应对本实用新型的影响，进而提高上层微带天线5的接收信号的可靠性和精度。同理，提高下层微带天线和中间层微带天线接收信号的可靠性和精度。各个同轴探针5均是与微带天线(下层微带天线、中间层微带天线和上层微带天线)的金属辐射片4连在一起，并连接于移相馈电网络9的地线，接地，以实现微带天线的馈电。金属辐射片4作用是就是对外辐射电磁波。本实用新型未详细阐述的部分属于本领域公知技术，因此，不再赘述。
本实用新型通过叠层结构实现多频点工作，能够覆盖GPS、GALILEO、GLONASS和北斗四种模式，通过调节寄生贴片6上的孔径位置和大小以及调节地板上的金属台阶直径有效改善天线驻波比，本实用新型还具备宽波束的辐射特性和良好的轴比特性，适用于各种导航终端。
Claims (6)
1.一种导航天线，其特征在于，包括金属反射底座(1)，金属反射底座(1)内设置有PCB板(2)，PCB板(2)下设有移相馈电网络(9)，PCB板(2)从下至上依次叠加有地板(7)和六层直径逐渐减小的圆盘形微波介质基片(3)，六层圆盘形微波介质基片(3)上任意相互间隔的三个圆盘形微波介质基片(3)上均铺设有金属辐射片(4)，每个金属辐射片(4)均至少分别通过一个同轴探针(5)与移相馈电网络(9)电连接；处于最上层的金属辐射片(4)设有中心孔，中心孔中设有依次穿在位于其下方金属辐射片(4)中的短路针(10)，且短路针(10)还电连接于移相馈电网络(9)的地线。
2.如权利要求1所述的一种导航天线，其特征在于，圆盘形微波介质基片(3)从上至下依次为第一层微波介质基片(31)、第二层微波介质基片(32)、第三层微波介质基片(33)、第四层微波介质基片(34)、第五层微波介质基片(35)和第六层微波介质基片(36)；金属辐射片(4)分别设置于第二层微波介质基片(32)、第四层微波介质基片(34)和第六层微波介质基片(36)上。
3.如权利要求2所述的一种导航天线，其特征在于，第一层微波介质基片(31)上设有寄生贴片(6)。
4.如权利要求3所述的一种导航天线，其特征在于，寄生贴片(6)上开四个大小相同的孔。
5.如权利要求1所述的一种导航天线，其特征在于，金属辐射片(4)均呈圆形，每个金属辐射片(4)的大小从上至下依次增大。
6.如权利要求1～5任一项所述的一种导航天线，其特征在于，每个金属辐射片(4)均通过两根同轴探针(5)与移相馈电网络(9)电连接。
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