CN215497066U - 双频微带天线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型设计了一种双频微带贴片天线装置，结构组成包括地板、两片独立的介质基片、一个薄金属片、一个微带电路、多个馈电探针以及紧固件构成，很方便获得圆极化性能较好的天线，并且具有较宽的工作带宽，尺寸小，稳定好，成本低等优点，满足了卫星导航系统的双频频信号接收或发射应用需求，尤其适合于高精度GNSS测量与定位系统终端设备。
Description
技术领域
本实用新型属于天线技术领域，具体涉及一种双频微带天线装置。
背景技术
当前卫星导航定位设备在诸如定位、测量、授时、高精度农业和智能交通等领域应用日益广泛。导航设备为了获得分米级以上高精度定位要求，一般要采用RTK（实时动态差分法）技术，此时设备的天线一般要具备双频特性，并且应具备较宽工作带宽（增益带宽、波束带宽和轴比带宽），和更加紧凑尺寸、同时加工制造要简单等。由于微带贴片天线具有形状小、成本低、易共形、易加工和容易实现圆极化等优点，而被广泛应用。
传统的微带天线一般实现双频采用层叠式，即一般一层实现一个工作频带，两层叠加以实现双频。其中上层一般实现较高频率的辐射，下层实现较低频率的辐射。其中下层的辐射贴片充当上次贴片的地板。虽然这种结构简单，但是由于上层贴片馈电同轴线穿过下层贴片，破坏了下层固有辐射贴片，减小了下层的有效尺寸，并且上层贴片层叠在下层之上造成了下层特性阻抗、损耗和相速等参数的变化，还有双层贴片馈电间相互耦合，所以造成了下层贴片阻抗带宽和轴比带宽减少，上层的贴片对下层贴片的性能影响较大，造成下层贴片性能的下降。
并且，普通微带天线工作带宽窄，不能很好覆盖多个卫星导航系统。如果增大带宽，往往需要采用低介电常数的介质作为天线基板材料，此时采用高频微波材料成本比较高。
为了减少这种干扰，实践中我们发现，采用直接在上层贴片采用微带馈电网络，然后通过同轴线折弯从辐射贴片中心附近输入下方的设计方式，具有较好的效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、生产成本低的双频微带天线装置。
本实用新型的另一个目的是提供一种基片无需金属化过孔，生产工艺简单的双频微带天线装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种双频微带天线装置，包括天线本体，所述天线本体包括：由上到下依次设置且尺寸依次递增的第一介质基片、第二介质基片和第三介质基片；第一介质基片上端面设有第一辐射片馈电网络，第一介质基片和第二介质基片之间设有高频段的第一辐射片，第二介质基片和第三介质基片之间设有低频段的第二辐射片；
所述第二辐射片上端面均匀设有若干第一馈针，第二辐射片下端面均匀设有若干第二馈针，第一馈针穿过第一介质基片和第二介质基片与第一辐射片馈电网络连接。
优选的是，所述第一介质基片的介电常数为2.65-9.0，厚度为0.25mm-1mm。
优选的是，所述第二介质基片或第三介质基片的介电常数为2.65-9.0，厚度为4mm-12mm。
优选的是，所述第一辐射片尺寸不大于第一介质基片，第一辐射片馈电网络和第一辐射片均附着在第一介质基片上，第一辐射片为方形、圆形或对称多边形中的一种。
优选的是，所述第二辐射片为一个呈方形、圆形或对称多边形的薄铜片。
优选的是，所述第二介质基片边缘设有若干非金属紧固件，非金属紧固件向下穿过第二介质基片和第三介质基片。
优选的是，所述L1的馈电网络采用微带线结构，包括1/4微带延时线、2个微带合路器和1个180度的微带耦合器。
优选的是，所述第二辐射片上端面上均匀设有4个第一馈针，第三介质基片下端面上均匀设有4个第二馈针。
优选的是，所述天线本体中部设有贯通孔。
本实用新型的双频微带天线装置，至少具有以下优点：
1.介质基片无需覆铜或电镀，不涉及普通微带天线的金属化过孔等工艺，可采用低成本的工程塑料或其它介质，给产品制造加工带来了很大的便利，尤其适合厚基片（大于6mm）的加工。
2.低频段的辐射片采用薄铜片（0.2mm-0.5mm）,四个馈针向下焊接，四个馈针向上焊接，不破坏第三介质基片结构，第二辐射片的工作频段的性能会更良好；高频段的辐射片采用顶层微带电路的地板做辐射片，并且在顶层通过设计馈电网络馈电，减少了集中器件的使用，提高了产品稳定性，降低了成本。
3.介质常数高于传统的空气层天线介质常数，缩小了产品体积。
4.天线的第一辐射片和第二辐射片不在同一个基片上，实现了高、低两种谐振频率，更方便单独调谐。
附图说明
图1为双频微带天线装置的立体结构示意图。
图2为图1中双频微带天线装置的正视图。
图3为图1中双频微带天线装置在去掉3个介质基片和第一辐射片馈电网络后的整体结构示意图。
图4为一种双频微带天线装置采用的馈电结构示意图。
图中标号为：1-天线本体，2-第一介质基片，3-第二介质基片，4-第三介质基片，5-导电接地平面，6-第一辐射片馈电网络，7-第一辐射片，8-第二辐射片，9-第一馈针，10-第二馈针，11-非金属紧固件，12-贯通孔。
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1-3所示，一种双频微带天线装置，包括天线本体1，所述天线本体包括：由上到下依次设置且尺寸依次递增的第一介质基片2、第二介质基片3、第三介质基片4和导电接地平面5（地板）；第一介质基片上端面设有第一辐射片馈电网络6，第一介质基片和第二介质基片之间设有高频段的第一辐射片7，第二介质基片和第三介质基片之间设有低频段的第二辐射片8；本实施例中，第二介质基片呈台阶状，非金属紧固件安装于台阶处。
所述第二辐射片上端面均匀设有若干第一馈针9，第二辐射片下端面均匀设有若干第二馈针10，第一馈针穿过第一介质基片和第二介质基片与第一辐射片馈电网络连接。第一辐射片采用向上馈电结构，不破坏辐射片第二辐射片结构。第二辐射片工作频段的性能会更良好。
所述第一介质基片的介电常数为2.65-9.0，厚度为0.25mm-1mm。
所述第二介质基片或第三介质基片的介电常数为2.65-9.0，厚度为4mm-12mm。
所述第一辐射片尺寸不大于第一介质基片，第一辐射片馈电网络和第一辐射片均附着在第一介质基片上，第一辐射片为方形、圆形或对称多边形中的一种，本实施例中，第一辐射片为圆形。尺寸大小对频率有影响；尺寸越大，频率向低处偏移。
所述第二辐射片为一个呈方形、圆形或对称多边形的薄铜片。本实施例中，薄铜片为圆形；同样的，尺寸越大，频率越向低处偏移。
所述第二介质基片边缘设有若干非金属紧固件11，非金属紧固件向下穿过第二介质基片和第三介质基片。本实施例中，非金属紧固件为塑料螺丝。
所述L1的馈电网络采用微带线结构（本实施例中为微带移相网络），包括1/4微带延时线、2个微带合路器和1个180度的微带耦合器；所述第二辐射片上端面上均匀设有4个第一馈针，第三介质基片下端面上均匀设有4个第二馈针。一般来说，天线的馈点数目越多，其对称性越好，则相位中心的稳定度越高。本实施例的天线每层采用了均匀对称的4馈点同轴馈电结构，从设计上保证了天线的相位中心的稳定性。馈电结构采用图4形式：为了实现天线接收右旋圆极化波，用两个1/4波长的微带延迟线，和两个微带合路器以及1个微带180耦合器组成微带馈电网络，其中两个支路插入1/4波长微带延时线使两个合路器输出2个等幅且相位各相差180度的电场信号，经过180度耦合器合路移相后终端得到一路同相信号。
所述天线本体中部设有贯通孔12，以供同轴电缆通过。
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 (9)
1.一种双频微带天线装置，包括天线本体，其特征在于，所述天线本体包括：由上到下依次设置且尺寸依次递增的第一介质基片、第二介质基片和第三介质基片；第一介质基片上端面设有第一辐射片馈电网络，第一介质基片和第二介质基片之间设有高频段的第一辐射片，第二介质基片和第三介质基片之间设有低频段的第二辐射片；
所述第二辐射片上端面均匀设有若干第一馈针，第二辐射片下端面均匀设有若干第二馈针，第一馈针穿过第一介质基片和第二介质基片与第一辐射片馈电网络连接。
2.如权利要求1所述的双频微带天线装置，其特征在于，所述第一介质基片的介电常数为2.65-9.0，厚度为0.25mm-1mm。
3.如权利要求1所述的双频微带天线装置，其特征在于，所述第二介质基片或第三介质基片的介电常数为2.65-9.0，厚度为4mm-12mm。
4.如权利要求1所述的双频微带天线装置，其特征在于，所述第一辐射片尺寸不大于第一介质基片，第一辐射片馈电网络和第一辐射片均附着在第一介质基片上，第一辐射片为方形、圆形或对称多边形中的一种。
5.如权利要求4所述的双频微带天线装置，其特征在于，所述第二辐射片为一个呈方形、圆形或对称多边形的薄铜片。
6.如权利要求1所述的双频微带天线装置，其特征在于，所述第二介质基片边缘设有若干非金属紧固件，非金属紧固件向下穿过第二介质基片和第三介质基片。
7.如权利要求1所述的双频微带天线装置，其特征在于，所述第一辐射片馈电网络采用微带线结构，包括1/4微带延时线、2个微带合路器和1个180度的微带耦合器。
8.如权利要求1所述的双频微带天线装置，其特征在于，所述第二辐射片上端面上均匀设有4个第一馈针，第三介质基片下端面上均匀设有4个第二馈针。
9.如权利要求1所述的双频微带天线装置，其特征在于，所述天线本体中部设有贯通孔。
Priority Applications (1)
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| CN202121383367.8U CN215497066U (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 双频微带天线装置 |
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| CN202121383367.8U CN215497066U (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 双频微带天线装置 |
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| CN202121383367.8U Active CN215497066U (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 双频微带天线装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115764270A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-03-07 | 上海尚远通讯科技有限公司 | 一种双馈点叠层式圆极化gnss天线 |
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2021
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