CN214203942U - 一种卫星导航定位天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卫星导航定位天线。解决了现有卫星导航天线结构复杂不合理、面积大，以及频带比较窄，馈点方式使得天线相位中心不够稳定，天线精度不够高的问题。天线包括上层天线和下层印制线路底板，上层天线包括天线辐射板，下层印制线路底板包括天线基板和馈电网络，在天线辐射板的端角分别设置有支撑体连接在天线基板上，天线辐射板与天线基板之间形成空气介质层，在天线辐射板中心设置有短路中心件，天线辐射板上围绕短路中心件设置有馈点，每个馈点上分别连接一根同轴探针，同轴探针下端插接在天线基板上与馈电网络连接。本实用新型结构简单合理，加工方便，成本低。采用空气介质层方便调试，增加了天线带宽。

Description

一种卫星导航定位天线

技术领域

本实用新型涉及无线通讯领域，尤其涉及一种卫星导航定位天线。

背景技术

随着我国北斗三号全球卫星导航系统建成开通，卫星导航系统现在已广泛应用于生活生产的各个领域。作为卫星导航系统中重要组成部分，多模导航天线要求越来越高。近年来， 由于对高精度测量的天线性能也提出了越来越高的要求， 具有相位稳定特性的多模馈点导航天线成为工程研究的热点。

目前的高精度测量天线具有体积大、以及成本高等缺点。

当前的卫星导航天线普遍存在以下缺陷 ：1、当前，小型化微带贴片天线的频带比较窄 2、馈电方式，大多数天线采用单馈电或者双馈点的方式馈电，该种馈电方式改变天线结构的对称性，使得天线相位中心不够稳定，天线的精度不够高。

发明内容

本实用新型主要解决了现有卫星导航天线结构复杂不合理、面积大，以及频带比较窄，馈点方式使得天线相位中心不够稳定，天线精度不够高的问题，提供了一种卫星导航定位天线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种卫星导航定位天线，包括上层天线和下层印制线路底板，所述上层天线包括天线辐射板，所述下层印制线路底板包括天线基板和设置在天线基板上的馈电网络，在天线辐射板的端角分别设置有支撑体连接在天线基板上，天线辐射板与天线基板之间保持间距形成空气介质层，在天线辐射板中心设置有短路中心件，短路中心件与下层印制线路底板相固定，天线辐射板上围绕短路中心件设置有4个馈点，每个馈点上分别连接一根同轴探针，同轴探针下端插接在天线基板上并与馈电网络连接。本实用新型结构简单合理，降低了一般天线模块结构的复杂度，加工方便，成本低。采用上层天线、空气介质层、下层印制线路底板三层结构，其中空气介质层采用空气介质降低了天线成本，方便调试，且通过设置空气介质层将天线高度坐高，增加了天线带宽。天线基板上还设置有滤波电路、低噪声放大电路，馈电网络依次与滤波电路、低噪声放大电路。

作为上述方案的一种优选方案，所述4个馈点以短路中心件为中心分别沿着四个方向设置，且共同均布在相同半径的圆周上。本方案中4个馈点与短路中心件共同形成十字形状，每个馈点都均布在半径为D的圆周上，即每个馈点到短路中心件的距离为D。

作为上述方案的一种优选方案，所述天线辐射板端角向下折叠形成所述支撑体，在所述天线基板上对应设置有焊盘，支撑体焊接在焊盘上。本方案中支撑体由天线辐射板四个端角折叠形成，与天线辐射板为一体制成。结构简单，加工方便。

作为上述方案的一种优选方案，所述支撑体为中间设置有穿孔的筒体，在天线辐射板端角处分别设置有若干连接孔，在天线基板对应个连接孔分别设置有固定孔，在连接孔和固定孔边缘外设置有一圈限位槽，支撑体设置在连接孔与固定孔之间，支撑体上下端边缘分别嵌置在限位槽内，天线辐射板上设有螺钉穿过连接孔和支撑体后固定连接在固定孔内。本方案中采用支撑体支撑在天线辐射板和天线基板之间，保持间距以形成空气介质层，通过螺钉分别将天线辐射板和天线基板相固定。结构简单，安装方便。另外在天线辐射板底面围绕连接孔设置有限位槽，在天线基板表面上围绕固定孔设置有限位槽，支撑体为具有穿孔的筒体，限位槽正好与支撑体相嵌合，防止支撑体位置移动，也使得连接更加紧固。在固定孔内可以设置螺纹孔与螺钉进行螺纹连接固定，也可以螺钉闯过固定孔后连接螺母进行固定。

作为上述方案的一种优选方案，所述支撑体为中间具有通孔的金属筒体，在天线辐射板表面端角处分别设置有若干上散热板，在上散热板上设置有第一焊接孔，在天线基板底面对应位置设置有若干下散热板，在下散热板上设置有第二焊接孔，所述支撑体上下端分别穿入在第一焊接孔和第二焊接孔内，且在支撑体上下端分别向外翻折形成有焊沿，支撑体上下端焊沿分别与上散热板和下散热板相焊接。本方案中采用中孔的金属筒体作为支撑体，并且在天线辐射板和天线基板上相应位置分别设置上散热板和下散热板，支撑体上下端分别穿入在第一焊接孔和第二焊接孔内，且支撑体上下端分别外翻形成有焊沿，焊沿搭在第一焊接孔和第二焊接孔孔边缘上并进行焊接，将天线辐射板和天线基板形成固定，保持间距形成空气介质层，另外支撑体在起到支撑作用同时还起到散热作用，上散热板和下散热板吸收的热量传导到支撑体上，有支撑体向外散热，且支撑体为中空状，支撑体中间空气流通同时也能将热量带走，增加散热效率。

作为上述方案的一种优选方案，所述天线辐射板为金属板，天线辐射板为规则对称形状，天线基板为圆形，天线辐射板面积小于天线基板面积，天线辐射板与天线基板同轴设置，天线辐射板的投影位于在天线基板形状范围内。本方案中天线辐射板可以采用方形、具有倒角的方形、圆形或八边形。天线辐射板面积小于天线基板并位于在天线基板范围内，天线辐射板中心与天线基板中心位于同一轴线上。

作为上述方案的一种优选方案，所述短路中心件为金属铆钉，在下层印制线路底板上设置有地，短路中心件穿在天线辐射板上，短路中心件下端固定在印制线路底板上并与地相连。本方案中短路中心件起到中心良好接地作用，还对上层天线和印制线路底板起到加固作用。

作为上述方案的一种优选方案，在所述天线辐射板的一边上设置有两个切槽，两个切槽之间设置有馈点。本方案在天线辐射板的一边上设置两个对称分布的切槽，形成E形结构，通过改变天线辐射板的形状来改变电路分别情况以达到增加天线带宽效果。

作为上述方案的一种优选方案，所述天线辐射板的一边上向外凸起形成有延伸板，所述延伸板上设置有馈点。本方案在天线辐射板的一边上凸出形成延伸板，天线辐射板整体成凸形结构，通过改变天线辐射板的形状来改变电路分别情况以达到增加天线带宽效果。

本实用新型的优点是：结构简单合理，降低了一般天线模块结构的复杂度，加工方便，成本低。采用空气介质层降低了天线成本，方便调试，且通过设置空气介质层将天线高度坐高，增加了天线带宽。天线辐射板与天线基板之间连接结构简单合理，安装方便，连接牢固，并且在进行紧固的同时还能具有散热效果。通过改变天线辐射板的形状来达到增加天线带宽效果。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型的第一种剖视结构示意图；

图3是本实用新型的第二种剖视结构示意图；

图4是本实用新型的第三种剖视结构示意图；

图5是本实用新型第二种结构示意图；

图6是本实用新型第三种结构示意图。

1-天线辐射板 2-天线基板 3-馈点网络 4-支撑体 5-空气介质层 6-短路中心件 7-馈点 8-同轴探针 9-穿孔 10-连接孔 11-固定孔 12-上散热板 13-第一焊接孔 14-下散热板 15-第二焊接孔 16-切槽 17-延伸板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例：

本实施例一种卫星导航定位天线，如图1和图2所示，包括上层天线和下层印制线路底板，上层天线包括天线辐射板1，下层印制线路底板包括天线基板2和设置在天线基板上的依次连接的馈电网络3、滤波电路、低噪声放大电路。在天线辐射板的端角分别设置有支撑体4连接在天线基板上，天线辐射板与天线基板之间保持间距形成空气介质层5，天线辐射板与天线基板之间间距为H，在天线辐射板中心设置有短路中心件6，短路中心件与下层印制线路底板相固定，天线辐射板上围绕短路中心件设置有4个馈点7，每个馈点上分别连接一根同轴探针8，同轴探针下端插接在天线基板上并与馈电网络连接。

具体的，天线辐射板为金属板，天线辐射板为规则对称形状，本实施例图1中采用倒角正方形，边长为W，天线基板2为圆形，天线辐射板面积小于天线基板面积，天线辐射板与天线基板中心同轴设置，天线辐射板的投影位于在天线基板形状范围内。4个馈点7以短路中心件为中心分别沿着四个方向设置，且共同均布在相同半径的圆周上，馈点到短路中心件的距离为D。短路中心件6为金属铆钉，在下层印制线路底板上设置有地，短路中心件穿在天线辐射板上，短路中心件下端固定在印制线路底板上并与地相连。短路中心件起到中心良好接地作用，还对上层天线和印制线路底板起到加固作用。天线辐射板四个端角向下折叠形成支撑体4，在天线基板上对应设置有焊盘，支撑体焊接在焊盘上。本实施例天线的辐射特性和谐振特性分别由同轴探针、天线辐射板尺寸及高度H、天线基板上支撑体焊盘大小来决定。

如图3所示，本实施例给出了天线辐射板与天线基板连接的第二种结构，支撑体4为中间设置有穿孔9的筒体，在天线辐射板1端角处分别设置有若干连接孔10，在天线基板对应个连接孔分别设置有固定孔11，在连接孔和固定孔边缘外设置有一圈限位槽，支撑体设置在连接孔与固定孔之间，支撑体上下端边缘分别嵌置在限位槽内，天线辐射板上设有螺钉穿过连接孔和支撑体后固定连接在固定孔内。采用支撑体支撑在天线辐射板和天线基板之间，保持间距以形成空气介质层，通过螺钉分别将天线辐射板和天线基板相固定。结构简单，安装方便。

如图4所示，本实施例给出了天线辐射板与天线基板连接的第三种结构，支撑体4为中间具有通孔的金属筒体，在天线辐射板1表面端角处分别设置有若干上散热板12，在上散热板上设置有第一焊接孔13，在天线基板2底面对应位置设置有若干下散热板14，在下散热板上设置有第二焊接孔15，支撑体上下端分别穿入在第一焊接孔和第二焊接孔内，且在支撑体上下端分别向外翻折形成有焊沿，支撑体上下端焊沿分别与上散热板和下散热板相焊接。支撑体在起到支撑作用同时还起到散热作用，上散热板和下散热板吸收的热量传导到支撑体上，有支撑体向外散热，且支撑体为中空状，支撑体中间空气流通同时也能将热量带走，增加散热效率。

为了增加天线带宽效果，在原有结构的基础上还可以对天线辐射板进行改进，如图5所述，天线辐射板1的一边上设置有两个切槽16，天线辐射板形成E形结构，两个切槽之间设置有馈点。通过改变天线辐射板的形状来改变电路分别情况以达到增加天线带宽效果。

另外，如图6所示，给出了另一种天线辐射板的结构，天线辐射板1的一边上向外凸起形成有延伸板17，天线辐射板整体形成凸形，延伸板上设置有馈点。本方案通过改变天线辐射板的形状来改变电路分别情况以达到增加天线带宽效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了天线辐射板、天线基板、馈点网络、支撑体、空气介质层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种卫星导航定位天线，包括上层天线和下层印制线路底板，其特征在于：所述上层天线包括天线辐射板（1），所述下层印制线路底板包括天线基板（2）和设置在天线基板上的馈电网络（3），在天线辐射板的端角分别设置有支撑体（4）连接在天线基板上，天线辐射板与天线基板之间保持间距形成空气介质层（5），在天线辐射板中心设置有短路中心件（6），短路中心件与下层印制线路底板相固定，天线辐射板上围绕短路中心件设置有4个馈点（7），每个馈点上分别连接一根同轴探针（8），同轴探针下端插接在天线基板上并与馈电网络连接。

2.根据权利要求1所述的一种卫星导航定位天线，其特征是所述4个馈点（7）以短路中心件为中心分别沿着四个方向设置，且共同均布在相同半径的圆周上。

3.根据权利要求1所述的一种卫星导航定位天线，其特征是所述天线辐射板端角向下折叠形成所述支撑体（4），在所述天线基板上对应设置有焊盘，支撑体焊接在焊盘上。

4.根据权利要求1所述的一种卫星导航定位天线，其特征是所述支撑体（4）为中间设置有穿孔（9）的筒体，在天线辐射板（1）端角处分别设置有若干连接孔（10），在天线基板对应个连接孔分别设置有固定孔（11），在连接孔和固定孔边缘外设置有一圈限位槽，支撑体设置在连接孔与固定孔之间，支撑体上下端边缘分别嵌置在限位槽内，天线辐射板上设有螺钉穿过连接孔和支撑体后固定连接在固定孔内。

5.根据权利要求1所述的一种卫星导航定位天线，其特征是所述支撑体（4）为中间具有通孔的金属筒体，在天线辐射板（1）表面端角处分别设置有若干上散热板（12），在上散热板上设置有第一焊接孔（13），在天线基板（2）底面对应位置设置有若干下散热板（14），在下散热板上设置有第二焊接孔（15），所述支撑体上下端分别穿入在第一焊接孔和第二焊接孔内，且在支撑体上下端分别向外翻折形成有焊沿，支撑体上下端焊沿分别与上散热板和下散热板相焊接。

6.根据权利要求3或4或5所述的一种卫星导航定位天线，其特征是所述天线辐射板（1）为金属板，天线辐射板为规则对称形状，天线基板（2）为圆形，天线辐射板面积小于天线基板面积，天线辐射板与天线基板同轴设置，天线辐射板的投影位于在天线基板形状范围内。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种卫星导航定位天线，其特征是所述短路中心件（6）为金属铆钉，在下层印制线路底板上设置有地，短路中心件穿在天线辐射板上，短路中心件下端固定在印制线路底板上并与地相连。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种卫星导航定位天线，其特征是在所述天线辐射板（1）的一边上设置有两个切槽（16），两个切槽之间设置有馈点。

9.根据权利要求1-5任一项所述的一种卫星导航定位天线，其特征是所述天线辐射板（1）的一边上向外凸起形成有延伸板（17），所述延伸板上设置有馈点。

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