CN212303911U - 一种双频圆极化天线总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双频圆极化天线总成，其包括天线罩和匹配安装于所述天线罩的罩口处的天线底板；所述天线总成还包括馈电网络层、射频插件、L频段天线和S频段天线；所述天线罩的外表面匹配设有四个金属寄生层，内表面匹配设有一个金属寄生层；所述馈电网络层匹配嵌设固定于所述天线底板上；所述射频插件匹配安装于所述天线底板的底部外侧并与所述馈电网络层之间焊接固定；所述L频段天线叠放于所述馈电网络层上侧并与所述天线底板的内壁固定；所述S频段天线叠放并固定于所述L频段天线的顶面中央区域。本实用新型结构设计简单、合理，安装简便，使用效果好，能同时实现小型化、低仰角增益高目的，适于推广与应用。

Description

一种双频圆极化天线总成

技术领域

本实用新型涉及无线通讯技术领域，具体涉及一种双频圆极化天线总成。

背景技术

在卫星导航等系统中天线增益、波束宽度、低仰角增益、低仰角不圆度是非常重要的指标。常规的内置天线由于便携平台的尺寸及安装位置限定，天线低仰角增益及低仰角不圆度变差，导致便携设备导航定位效果恶化，定位成功率低，无法在复杂的电磁环境下使用。因此在小型化平台系统中，常规的内置天线无法满足使用需求。

发明内容

针对上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种结构设计简单、合理，安装简便，使用效果好，能同时实现小型化、低仰角增益高目的的双频圆极化天线总成。

本实用新型的技术方案如下：

上述的双频圆极化天线总成，包括天线罩和匹配安装于所述天线罩的罩口处的天线底板；所述天线总成还包括馈电网络层、射频插件、L频段天线和S频段天线；所述天线罩的外表面匹配设有四个金属寄生层，内表面匹配设有一个金属寄生层；所述馈电网络层匹配嵌设固定于所述天线底板上；所述射频插件匹配安装于所述天线底板的底部外侧并与所述馈电网络层之间焊接固定；所述L频段天线叠放于所述馈电网络层上侧并与所述天线底板的内壁固定；所述S频段天线叠放并固定于所述L频段天线的顶面中央区域。

所述双频圆极化天线总成，其中：五个所述金属寄生层均成十字形结构；位于所述天线罩外表面的四个所述金属寄生层成等腰梯形布置；位于所述天线罩外表面一对角上的两个十字形结构的所述金属寄生层成逆时针旋转30°布置，位于所述天线罩外表面另一对角上的两个十字形结构的所述金属寄生层成顺时针旋转30°布置；位于所述天线罩内表面的一个所述金属寄生层逆时针或顺时针旋转45°布置；位于所述天线罩外表面上部的两个所述金属寄生层相对于所述天线罩的纵向中心线成对称布置，位于所述天线罩下部的两个所述金属寄生层相对于所述天线罩的纵向中心线也成对称布置。

所述双频圆极化天线总成，其中：所述天线底板的顶部中央区域开设有馈电网络层安装槽；所述馈电网络层匹配嵌设固定于所述馈电网络层安装槽内；所述馈电网络层安装槽的槽底贯通开设有一对射频插件安装孔；所述射频插件具有一对，一对所述射频插件的上端匹配插入一对所述射频插件安装孔内并与所述馈电网络层焊接固定。

所述双频圆极化天线总成，其中：所述天线罩为非金属材料开模注塑结构，其罩口沿周向边缘匹配均匀开设有天线罩螺钉孔，内底中央区域匹配设有S频段天线限位槽，位于所述S频段天线限位槽的四角外侧区域匹配设置有螺柱，位于所述S频段天线限位槽的相对两侧中部区域匹配设置有螺母限位槽。

所述双频圆极化天线总成，其中：所述天线底板沿周向边缘处均匀开设有与所述天线罩螺钉孔相匹配的底板螺钉孔；所述天线底板的中央区域均匀开设有装配孔；所述天线底板通过所述底板螺钉孔和所述天线罩螺钉孔再配以螺钉匹配安装于所述天线罩的罩口处；所述天线罩与所述天线底板装配后共同围成一个密闭空间。

所述双频圆极化天线总成，其中：所述L频段天线位于所述密闭空间内，其周向边缘处匹配均匀开设有与所述装配孔相匹配的连接孔，自所述连接孔向所述装配孔方向安装螺栓再配以螺母，将所述L频段天线锁紧固定于所述天线底板的中部内壁上，且所述螺母匹配限位于所述螺母限位槽内。

所述双频圆极化天线总成，其中：所述S频段天线位于所述密闭空间内且上部限位于所述S频段天线限位槽内。

所述双频圆极化天线总成，其中：所述L频段天线的两端还匹配贯通开设有避让孔；所述避让孔可供所述螺柱通过，以避免所述天线罩和所述L频段天线安装时发生干涉。

有益效果：

本实用新型双频圆极化天线总成结构设计简单、合理，安装简单，在不改变天线罩结构尺寸下，通过在天线罩的外表面设四个金属寄生层，天线罩的内表面设有一个金属寄生层，同时天线罩外表面的四个金属寄生层的结构、位置及角度还做了特殊设计（如图8所示），显著提高了L频段的低仰角增益及不圆度，与以往的手持导航天线相比具有小型化、嵌入式应用、低仰角增益高、低仰角不圆度好的特点。同时，L频段天线 和S频段天线均采用微带叠层结构，即上下分层设置，能减小天线整体体积，实现天线双频圆极化辐射特性；L频段天线和S频段天线均采用高介电常数材料，能有效减小天线尺寸，进一步实现了天线的小型化，嵌入式应用。

附图说明

图1为本实用新型双频圆极化天线总成的俯视图。

图2为本实用新型双频圆极化天线总成的仰视图。

图3为本实用新型双频圆极化天线总成的半剖图。

图4为本实用新型双频圆极化天线总成的爆炸图。

图5为本实用新型双频圆极化天线总成去掉天线罩后的爆炸图。

图6为本实用新型双频圆极化天线总成的L频段天线与S频段天线的装配示意图。

图7为本实用新型双频圆极化天线总成的馈电网络层、射频插件、L频段天线和S频段天线的装配示意图。

图8为本实用新型双频圆极化天线总成的天线罩俯视图及金属寄生层的位置及角度示意图。

图9为本实用新型双频圆极化天线总成的天线罩仰视图及金属寄生层的位置及角度示意图。

图10为本实用新型双频圆极化天线总成的金属寄生层与无金属寄生层低仰角20°增益对比图。

具体实施方式

如图1至7所示，本实用新型双频圆极化天线总成，包括天线罩1、天线底板2、馈电网络层3、射频插件4、L频段天线5和S频段天线6。

该天线罩1为非金属材料开模注塑结构，其外表面通过LDS工艺设有四个金属寄生层11，内表面通过LDS工艺设有一个金属寄生层11；其中，该五个金属寄生层11均为十字形结构，位于天线罩1外表面的四个金属寄生层11成等腰梯形布置；位于天线罩1外表面一对角上的两个十字形结构的金属寄生层11逆时针旋转30°布置，位于天线罩1外表面另一对角上的两个十字形结构的金属寄生层11顺时针旋转30°布置；位于天线罩1内表面的一个金属寄生层11逆时针或顺时针旋转45°布置；同时，位于天线罩1上部的两个金属寄生层11相对于天线罩1的纵向中心线成对称布置，位于天线罩1下部的两个金属寄生层11也相对于天线罩1的纵向中心线成对称布置。其中，该天线罩1的罩口沿周向边缘匹配均匀开设有多个天线罩螺钉孔12；该天线罩1的内底中央区域匹配设有S频段天线限位槽13，位于S频段天线限位槽13的四角外侧区域匹配设置有四个螺柱14，位于S频段天线限位槽13相对两侧区域匹配设置有两个螺母限位槽15。如图10所示，无金属寄生层11时低仰角20°最小增益为-3.3dBi；有金属寄生层11时低仰角20°最小增益为-1.2dBi，增益提升了2.1dBi。

该天线底板2由不锈钢材质制成且匹配安装于该天线罩1的罩口处，其沿周向边缘处均匀开设有多个与天线罩1的天线罩螺钉孔相匹配的底板螺钉孔；该天线底板2的中央区域均匀开设有多个装配孔；该天线底板2通过底板螺钉孔和天线罩螺钉孔12配以螺钉7匹配可拆卸式安装于该天线罩1的罩口处，该天线罩1与天线底板2装配后共同围成一个密闭空间；该天线底板2的顶部中央区域开设有馈电网络层安装槽，该馈电网络层安装槽的槽底贯通开设有一对射频插件安装孔。

该馈电网络层3均为长方形结构，其匹配嵌设固定于该天线底板2中央区域的馈电网络层安装槽内。

该射频插件4具有一对，其匹配安装于该天线底板2的底部外侧并与嵌设在天线底板2中部的馈电网络层3焊接固定；其中，该一对射频插件4的上端匹配插入一对射频插件安装孔内并与天线底板2中央区域的馈电网络层3焊接固定；该射频插件4为MCX类型且具体与天线馈电网络层3中的微带线末端焊接连接。

该L频段天线5叠放于馈电网络层3上侧且匹配可拆卸式固定安装于该天线底板2的中部内壁；其中，该L频段天线5的周向边缘处匹配均匀开设有多个与天线底板2中央区域的装配孔相匹配的连接孔，自L频段天线5的连接孔向天线底板2的装配孔方向安装螺栓8再配以螺母9，可将L频段天线5锁紧固定于天线底板2的中部内壁上，且该螺母9匹配限位于天线罩1内底上的螺母限位槽15内；该L频段天线5采用高介电常数材料的微带天线结构，实现了L频段天线5的小型化、嵌入式应用。如图6所示，该L频段天线5上贯通开设避让孔51，用于安装天线罩1的螺柱14从避让孔51通过，避免了天线罩1和L频段天线5安装时发生干涉。

该S频段天线6焊接固定于该L频段天线5的顶面中央区域且上部限位于S频段天线限位槽13内；其中，该S频段天线6采用高介电常数材料的微带天线结构，也实现了L频段天线5的小型化、嵌入式应用。设置在上层的S频段天线6相对于底层的L频段天线5及天线底板2整体上偏小一些，这也是出于卫星导航天线整体稳定性考虑，确保天线信号接收和发送。

该馈电网络层3、射频插件4、L频段天线5和S频段天线6固定组成微带电路组件，该微带电路组件被封闭于天线罩1与天线底板2围成的密闭空间内；该金属寄生层11十字形结构设计，起到了展宽L频段天线5波束覆盖范围、提升低仰角增益的作用；该L频段天线5 和S频段天线6均采用微带叠层结构，即上下分层设置，能减小天线整体体积，实现天线双频圆极化辐射特性。

本实施例中位于天线罩1上部横向布置的两个金属寄生层11的中心点距天线罩1的纵向中心线距离均为22cm，距天线罩1的横向中心线距离均为15cm；

位于天线罩1下部横向布置的两个金属寄生层11距于天线罩1的纵向中心线距离为24cm，距天线罩1的横向中心线距离均为10cm；位于天线罩1内表面的一个金属寄生层11的中心点位于天线罩1的横向中心线上且距天线罩1的纵向中心线距离为26cm。本实施例中的天线罩1尺寸变化时，可通过计算对金属寄生层11位置及尺寸进行调整。

本实用新型结构设计简单、合理，使用效果好，能同时实现小型化、低仰角增益高目的。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种双频圆极化天线总成，包括天线罩和匹配安装于所述天线罩的罩口处的天线底板；其特征在于：所述天线总成还包括馈电网络层、射频插件、L频段天线和S频段天线；所述天线罩的外表面匹配设有四个金属寄生层，内表面匹配设有一个金属寄生层；所述馈电网络层匹配嵌设固定于所述天线底板上；所述射频插件匹配安装于所述天线底板的底部外侧并与所述馈电网络层之间焊接固定；所述L频段天线叠放于所述馈电网络层上侧并与所述天线底板的内壁固定；所述S频段天线叠放并固定于所述L频段天线的顶面中央区域。

2.如权利要求1所述的双频圆极化天线总成，其特征在于：五个所述金属寄生层均成十字形结构；位于所述天线罩外表面的四个所述金属寄生层成等腰梯形布置；

位于所述天线罩外表面一对角上的两个十字形结构的所述金属寄生层成逆时针旋转30°布置，位于所述天线罩外表面另一对角上的两个十字形结构的所述金属寄生层成顺时针旋转30°布置；位于所述天线罩内表面的一个所述金属寄生层逆时针或顺时针旋转45°布置；

位于所述天线罩外表面上部的两个所述金属寄生层相对于所述天线罩的纵向中心线成对称布置，位于所述天线罩下部的两个所述金属寄生层相对于所述天线罩的纵向中心线也成对称布置。

3.如权利要求1所述的双频圆极化天线总成，其特征在于：所述天线底板的顶部中央区域开设有馈电网络层安装槽；所述馈电网络层匹配嵌设固定于所述馈电网络层安装槽内；

所述馈电网络层安装槽的槽底贯通开设有一对射频插件安装孔；所述射频插件具有一对，一对所述射频插件的上端匹配插入一对所述射频插件安装孔内并与所述馈电网络层焊接固定。

4.如权利要求1所述的双频圆极化天线总成，其特征在于：所述天线罩为非金属材料开模注塑结构，其罩口沿周向边缘匹配均匀开设有天线罩螺钉孔，内底中央区域匹配设有S频段天线限位槽，位于所述S频段天线限位槽的四角外侧区域匹配设置有螺柱，位于所述S频段天线限位槽的相对两侧中部区域匹配设置有螺母限位槽。

5.如权利要求4所述的双频圆极化天线总成，其特征在于：所述天线底板沿周向边缘处均匀开设有与所述天线罩螺钉孔相匹配的底板螺钉孔；所述天线底板的中央区域均匀开设有装配孔；所述天线底板通过所述底板螺钉孔和所述天线罩螺钉孔再配以螺钉匹配安装于所述天线罩的罩口处；所述天线罩与所述天线底板装配后共同围成一个密闭空间。

6.如权利要求5所述的双频圆极化天线总成，其特征在于：所述L频段天线位于所述密闭空间内，其周向边缘处匹配均匀开设有与所述装配孔相匹配的连接孔，自所述连接孔向所述装配孔方向安装螺栓再配以螺母，将所述L频段天线锁紧固定于所述天线底板的中部内壁上，且所述螺母匹配限位于所述螺母限位槽内。

7.如权利要求5所述的双频圆极化天线总成，其特征在于：所述S频段天线位于所述密闭空间内且上部限位于所述S频段天线限位槽内。

8.如权利要求4所述的双频圆极化天线总成，其特征在于：所述L频段天线的两端还匹配贯通开设有避让孔；所述避让孔可供所述螺柱通过，以避免所述天线罩和所述L频段天线安装时发生干涉。

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