CN209896253U - 超宽带天线四点馈电网络 - Google Patents

Abstract

一种超宽带天线四点馈电网络，包括匹配枝节有4组，微带输入线有2个，威尔金森合路器有2个，耦合器有1个；所述每个匹配枝节包括一个串联枝节和一个开路或短路枝节；所述4组匹配枝节一端分别设有四个电感，作为串联枝节的一部分，四个电感分别与四个馈电点连接；所述四个馈电点处信号的电相位依次相差90度；本实用新型可以直接用微带电路实现，相对直接采用集成的微波器件成本低，结构简单；带宽宽，经过匹配后的天线，工作带宽可覆盖1164MHz~1621MHz；插损小，相位平衡小，插入损耗小于0.8dB，相位平衡小于10deg。

Description

超宽带天线四点馈电网络

技术领域

本实用新型属于通信与天线设备技术领域，具体涉及一种超宽带天线四点馈电网络。

背景技术

GNSS（Global Navigation Satellite System）中文全称为全球卫星导航系统。目前，GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的Compass（北斗）、欧盟的Galileo系统，可用的卫星数目达到100颗以上。

GNSS天线是GPS/GLONASS等兼容天线，主要用于同频转发系统作发射天线使用，也可用于GPS导航、定位系统作接收天线使用。天线为微带形式。天线由天线罩、微带辐射器、底板和高频输出插座等部分组成，结构简单、体积小、配合三脚架使用方便。

GNSS天线一般要求是右旋圆极化。圆极化波的特点是，电场的垂直分量和水平分量的大小相等而相位相差90度。一般情况下，天线是线极化的。但若对天线采用特殊的馈电方式，在贴片中激励两个简并得正交模式，使之幅度相等相位相差90度，即可以获得圆极化波。

馈电网络主要用作天线匹配，并使之获得右旋圆极化，它使天线馈电点输入的四个等幅且相位相差90°的电场信号合路移相后终端得到一路同相信号输出。

如图1，现有技术中一般是采用3个正交（90°）耦合器、微带线合路实现。由于没有天线的匹配的网络，直接是50欧姆的耦合器组成的馈电网络，比较适合传统的窄带天线（工作带宽<5%），不适合超宽带天线（工作带宽大于20%）。

GNSS的全频段工作频段是1521MHz~1621MHz（L1）和1164MHz~1300MHz（L2）。馈电网络如果包含L1和L2这个双频信号，工作带宽至少应该为457MHz（1621-1164=457MHz）。

传统的高精度4馈电点GNSS天线，L1和L2信号是分别采用4馈电点实现，需要两组匹配网络，分别实现L1和L2工作频点信号的馈电和信号合路，这样体积、成本都会增加。而对于超宽带天线，单独一组馈电网络实现，插入损耗大，相位平衡的误差大，虽然体积和成本能较好的控制，但实际使用中效果仍不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种宽带匹配、插损小、相位平衡、误差小的超宽带天线四点馈电网络。

本实用新型的另一个目的是提供一种成本低和结构简单的馈电网络和天线。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种超宽带天线四点馈电网络，用于实现宽带天线的匹配和信号合成功能，包括：匹配枝节、微带传输线、威尔金森合路器和耦合器；

所述每个匹配枝节至少包括一个串联枝节和一个开路或短路枝节。

优选的是，所述匹配枝节有4组，微带输入线有2个，威尔金森合路器有2个，耦合器有1个；

优选的是，所述每个匹配枝节包括一个串联枝节和一个开路或短路枝节。

优选的是，所述4组匹配枝节一端分别设有L1、L2、L3、L4电感，作为串联枝节的一部分，L1、L2、L3、L4分别连接J1、J2、J3、J4馈电点；所述L1、L2、L3、L4馈电接头分别和J1、J2、J3、J4馈电点电性连接。

优选的是，所述馈电点J1、J2、J3、J4处信号的电相位依次相差90度。

优选的是，所述J1信号经过先经过串联匹配枝节，然后并联一个开路或短路枝节，经过微带传输线90度延迟后与J2点匹配后的信号进行合路；

所述J3信号经过先经过串联匹配枝节，然后并联一个开路或短路枝节，经过微带传输线90度延迟后与J4点匹配后的信号进行合路；

所述J1和J2合路后的信号和J3和J4的信号合路后的信号进入耦合器进行信号合成。

优选的是，所述耦合器输出或输入信号。

优选的是，所述微带传输线为四分之一波长的微带传输线。

优选的是，所述耦合器为180度耦合器。

本实用新型的超宽带天线四点馈电网络，至少具有以下优点：

1.该电路可以直接用微带电路实现，相对直接采用集成的微波器件成本低，结构简单。

2.带宽宽，经过匹配后的天线，工作带宽可覆盖1164MHz~1621MHz。

3.插损小，相位平衡（误差）小，插入损耗小于0.8dB，相位平衡小于10deg。

4.采用威尔金森合路器增加工作带宽；利用在馈电网络前端增加串联和并联的枝节匹配网络，同时实现L1和L2宽带的匹配；信号经过串联枝节匹配后再并联一个开路或短路的枝节，完成一个超宽带天线的匹配，这种比传统的电感和电容匹配带宽宽，精度高。

附图说明

图1为现有技术中，一种双馈点天线网络结构。

图2为一种超宽带天线四点馈电网络结构示意图。

图3为一种超宽带天线四点馈电网络工作流程示意图。

图中标号为：1-匹配枝节，101-串联枝节，102-开路或短路枝节，2-微带传输线，3-威尔金森合路器，4-耦合器。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图2-3所示，一种超宽带天线四点馈电网络，用于实现宽带天线的匹配和信号合成功能，包括：匹配枝节1、微带传输线2、威尔金森合路器3和耦合器4（图2中各示出1个）；

所述匹配枝节有4组，微带输入线有2个，威尔金森合路器有2个，耦合器有1个；

所述每个匹配枝节包括一个串联枝节101和一个开路或短路枝节102。

所述4组匹配枝节一端分别设有L1、L2、L3、L4电感，作为串联枝节的一部分，L1、L2、L3、L4分别连接J1、J2、J3、J4馈电点；所述L1、L2、L3、L4馈电接头分别和J1、J2、J3、J4馈电点电性连接。

所述馈电点J1、J2、J3、J4处信号的电相位依次相差90度。

所述J1信号经过先经过串联匹配枝节，然后并联一个开路或短路枝节，经过微带传输线90度延迟后与J2点匹配后的信号进行合路；J1匹配后的信号，经过90度（工作频率中心频点）电长度的再进入威尔金森电路；

所述J3信号经过先经过串联匹配枝节，然后并联一个开路或短路枝节，经过微带传输线90度延迟后与J4点匹配后的信号进行合路；J3匹配后的信号，经过90度（工作频率中心频点）电长度的再进入威尔金森电路；

所述J1和J2合路后的信号和J3和J4的信号合路后的信号进入耦合器进行信号合成。信号经过串联枝节匹配后再并联一个开路或短路的枝节，完成一个超宽带天线的匹配，这种比传统的电感和电容匹配带宽宽，精度高。

所述耦合器输出或输入信号。

所述微带传输线为四分之一波长的微带传输线。

所述耦合器为180度耦合器。

需要说明的是，图中所示的R1，R2，R3均为组成威尔金森合路器的电阻，R3，R1为100欧姆，R2为50欧姆。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (8)

1.一种超宽带天线四点馈电网络，用于实现宽带天线的匹配和信号合成功能，其特征在于，包括：匹配枝节、微带传输线、威尔金森合路器和耦合器；

所述每个匹配枝节至少包括一个串联枝节和一个开路或短路枝节。

2.如权利要求1所述的超宽带天线四点馈电网络，其特征在于，所述匹配枝节有4组，微带输入线有2个，威尔金森合路器有2个，耦合器有1个；

所述每个匹配枝节包括一个串联枝节和一个开路或短路枝节。

3.如权利要求2所述的超宽带天线四点馈电网络，其特征在于，所述4组匹配枝节一端分别设有L1、L2、L3、L4电感，作为串联枝节的一部分，L1、L2、L3、L4分别连接J1、J2、J3、J4馈电点；所述L1、L2、L3、L4馈电接头分别和J1、J2、J3、J4馈电点电性连接。

4.如权利要求3所述的超宽带天线四点馈电网络，其特征在于，所述馈电点J1、J2、J3、J4处信号的电相位依次相差90度。

5.如权利要求4所述的超宽带天线四点馈电网络，其特征在于，所述J1信号经过先经过串联匹配枝节，然后并联一个开路或短路枝节，经过微带传输线90度延迟后与J2点匹配后的信号进行合路；

所述J3信号经过先经过串联匹配枝节，然后并联一个开路或短路枝节，经过微带传输线90度延迟后与J4点匹配后的信号进行合路；

所述J1和J2合路后的信号和J3和J4的信号合路后的信号进入耦合器进行信号合成。

6.如权利要求5所述的超宽带天线四点馈电网络，其特征在于，所述耦合器输出或输入信号。

7.如权利要求2所述的超宽带天线四点馈电网络，其特征在于，所述微带传输线为四分之一波长的微带传输线。

8.如权利要求2所述的超宽带天线四点馈电网络，其特征在于，所述耦合器为180度耦合器。