CN217740786U - 一种卫星通信双频天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卫星通信双频天线包括第一印制电路板、第二印制电路板、DCS天线天线臂接地短路线、DCS天线馈电输入和GNSS天线馈电输入；第一印制电路板顶层布置了微带功分器和GNSS馈电输入参考接地点；微带功分器的输入端与DCS天线馈电输入连接，输出端设有馈电端口；第二印制电路板顶层沿板材四周分布DCS天线臂，中心设置GNSS天线辐射贴片；DCS天线臂与馈电端口通过DCS天线天线臂接地短路线连接；GNSS天线馈电输入与GNSS天线辐射贴片连接。本实用新型通过将GNSS天线与UHF DCS天线集成设计，结构四周是DCS频段的螺旋天线，中间贴GNSS频段的微带天线；不增加尺寸的情况下，减小了天线的数量，降低了天线的安装要求，同时也降低了天线成本。

Description

一种卫星通信双频天线

技术领域

本实用新型涉及卫星通信天线技术领域，特别涉及一种卫星通信双频天线。

背景技术

为地面物联网系统难以覆盖的区域提供稳定的接入服务，满足偏远地区、航空、航海等应用场景的物联网生态系统建设，UHF频段的卫星物联网系统(DCS)得到了应用。在卫星物联网系统中，地面终端一般需要接入GNSS进行定位或校时，因此除DCS天线外还需要接入GNSS天线，而低成本和应用灵活是DCS终端产品大批量推广应用的有效保障。

在目前的应用中，主要是将DCS天线和GNSS天线分别外置安装，这样就需要两个安装位进行安装，而且市面上主流的GNSS天线较多的采用了磁吸的方式进行安装，给DCS应用带来了不便。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种DCS、GNSS双频圆极化天线，可支持UHF频段DCS卫星通信和GNSS接收，减小了天线安装要求，同时也降低了天线成本。

具体的，提供一种卫星通信双频天线，其特征在于，所述卫星通信双频天线包括第一印制电路板、第二印制电路板、第三印制电路板、DCS天线天线臂接地短路线、DCS天线馈电输入和GNSS天线馈电输入；

所述第一印制电路板顶层布置了微带功分器，所述微带功分器的输入端与DCS天线馈电输入连接，输出端设有馈电端口；所述第一印制电路板底层设有DCS天线辐射参考地平面，所述DCS天线辐射参考地平面用于为所述DCS天线馈电输入提供参考地；

所述第二印制电路板顶层沿板材四周分布DCS天线臂，中心设置GNSS天线辐射贴片；所述DCS天线臂与所述馈电端口通过所述DCS天线天线臂接地短路线连接；所述GNSS天线馈电输入与所述GNSS天线辐射贴片连接；

所述第三印制电路板置于第二印制电路板下方，第三印制电路板底层覆铜作为GNSS天线辐射参考地平面。

更进一步地，所述卫星通信双频天线包括4条所述DCS天线天线臂接地短路线，所述第二印制电路板包括4个DCS天线臂，所述微带功分器具有4个馈电端口；各所述馈电端口分别通过对应的所述DCS天线天线臂接地短路线与所述DCS天线臂连接。

更进一步地，所述卫星通信双频天线包括第四印制电路板，所述第四印制电路板横截面为X型，设置在所述第一印制电路板和第三印制电路板之间，四个末端分别设置所述DCS天线天线臂接地短路线。

更进一步地，所述第四印制电路板还用于设置所述GNSS天线馈电输入，所述GNSS天线馈电输入分别穿过所述第一印制电路板和第三印制电路板连接所述GNSS天线辐射贴片。

更进一步地，所述第一印制电路板、第二印制电路板、第三印制电路板均采用1.6mm厚度的双面FR4板材。

更进一步地，所述DCS天线臂采用弯折形式，用于减小天线尺寸。

更进一步地，所述GNSS天线辐射贴片采用方形结构，四角开设有V形槽。

更进一步地，所述GNSS天线馈电输入设置于所述辐射贴片的1/4位置，用于实现GNSS的圆极化。

本实用新型达到的有益效果是：

本实用新型通过将GNSS天线与UHF DCS天线集成设计，结构四周是DCS频段的螺旋天线，中间贴GNSS频段的微带天线；不增加尺寸的情况下，减小了天线的数量，降低了天线的安装要求，同时也降低了天线成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种卫星通信双频天线的截面示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种卫星通信双频天线的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种卫星通信双频天线中第一印制电路板的顶层示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种卫星通信双频天线的实例DCS天线增益图；

图5是本实用新型实施例提供的一种卫星通信双频天线的实例GNSS天线驻波图；

图6是本实用新型实施例提供的一种卫星通信双频天线的实例GNSS天线增益图。

附图说明，1-第一印制电路板1、2-第二印制电路板、3-第三印制电路板、4-DCS天线臂、5-DCS天线天线臂接地短路线、6-馈电端口、7-GNSS天线辐射贴片、8-DCS天线辐射参考地平面、9-GNSS天线辐射参考地平面、10-DCS天线馈电输入、11-GNSS天线馈电输入、12-第四印制电路板、13-GNSS馈电输入参考接地点。

具体实施方式

下面结合附图1-6对本实用新型的技术方案进行更详细的说明，本实用新型包括但不仅限于下述实施例。

如附图1-2所示，本新型实用提供的一种卫星通信双频天线包括第一印制电路板1、第二印制电路板2、第三印制电路板3、第四印制电路板12和天线馈电输入单元；天线馈电输入单元包括DCS天线馈电输入10和GNSS天线馈电输入11，DCS天线馈电输入10和GNSS天线馈电输入11分别为DCS天线和GNSS天线提高信号输入。

如附图3所示，第一印制电路板1顶层布置了微带功分器，微带功分器功分器可为1分3或1分4结构，输入端与DCS天线馈电输入10连接，输出端为馈电端口6，分别连接DCS天线臂4。第一印制电路板1的底层设有DCS天线辐射参考地平面8。DCS天线馈电输入10采用同轴线缆或微带线形式布置，主线路连接微带功分器，参考接地线路与DCS天线辐射参考地平面8连接，用于提供参考接地。

第二印制电路板2顶层根据微带功分器输出数量进行确定由3个或4个相同结构，且沿板材四周分布多个DCS天线臂4，中心设置GNSS天线辐射贴片7。GNSS天线辐射贴片7根据极化要求和频段要求进行设计，可以通过调节贴片尺寸调节工作频率。

第三印制电路板3置于第二印制电路板2下方，通过第四印制电路板12进行固定。第三印制电路板3底层覆铜作为GNSS天线辐射参考地平面9。GNSS天线馈电输入11穿过第一印制电路板1和第三印制电路板3与GNSS天线辐射贴片7连接，采用同轴线缆或微带线形式布置；主线路和GNSS天线辐射贴片7连接，参考接地线路分别与DCS天线辐射参考地平面8和GNSS天线辐射参考地平面9连接。

第四印制电路板12设置在第一印制电路板1和第三印制电路板3之间，用于设置DCS天线天线臂接地短路线5和GNSS天线馈电输入11。

在一种实施方式中，第一印制电路板1、第二印制电路板2和第三印制电路板3均采用1.6mm厚度的双面FR4板材，板材厚度和介质材料可根据实际情况进行选择，DCS天线馈电输入10和GNSS天线馈电输入11为50欧姆馈电同轴线缆或微带线。

微带功分器输出端为4个馈电端口6，分别连接DCS天线臂4；微带功分器通过1/4λg阻抗线将DCS天线馈电输入10的电信号等分并移相1/2π分别馈入四个DCS天线臂4。第一印制电路板1顶层还有GNSS天线馈电输入11和GNSS馈电输入参考接地点13，GNSS馈电输入参考接地点13与DCS天线辐射参考地平面8通过过孔相连，通过GNSS馈电输入参考接地点13为GNSS天线馈电输入11提供参考地，使之形成50欧姆阻抗微带线。

第二印制电路板2顶层沿板材四周分布四个DCS天线臂4，中心设置GNSS天线辐射贴片7。DCS天线臂4采用弯折形式，可减小天线尺寸。GNSS天线辐射贴片7采用方形结构，四角开设有V形槽，GNSS天线馈电输入11处于辐射贴片7的1/4位置，实现GNSS的圆极化。

第四印制电路板12横截面为X型，四个末端分别设置DCS天线天线臂接地短路线5，DCS天线天线臂接地短路线5一端连接DCS天线臂4，另一端连接馈电端口6；第四印制电路板12还设有GNSS天线馈电输入11，GNSS天线馈电输入11与GNSS天线辐射贴片7连接。

如附图4所示，本实用新型中的UHF频段DCS天线具备宽波束特点，±60°仰角大于0dBi，可满足DCS卫星通信要求。

如附图5所示，本实用新型中的GNSS天线可覆盖GPS L1和北斗B1频段，如附图6所示，其最大增益可至1.3dBi以上，可满足GNSS天线的要求。

本实用新型采用印制电路板实现了UHF频段DCS和GNSS的双频天线的制作，大大减小了天线的成本，具有结构简单，易于实现的特点，可批量生产复制。

本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据实施例和附图公开内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变换或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种卫星通信双频天线，其特征在于，所述卫星通信双频天线包括第一印制电路板(1)、第二印制电路板(2)、第三印制电路板(3)、DCS天线天线臂接地短路线(5)、DCS天线馈电输入(10)和GNSS天线馈电输入(11)；

所述第一印制电路板(1)顶层布置了微带功分器，所述微带功分器的输入端与DCS天线馈电输入(10)连接，输出端设有馈电端口(6)；所述第一印制电路板(1)底层设有DCS天线辐射参考地平面(8)，所述DCS天线辐射参考地平面(8)用于为所述DCS天线馈电输入(10)提供参考地；

所述第二印制电路板(2)顶层沿板材四周分布DCS天线臂(4)，中心设置GNSS天线辐射贴片(7)；所述DCS天线臂(4)与所述馈电端口(6)通过所述DCS天线天线臂接地短路线(5)连接；所述GNSS天线馈电输入(11)与所述GNSS天线辐射贴片(7)连接；

所述第三印制电路板(3)置于第二印制电路板(2)下方，第三印制电路板(3)底层覆铜作为GNSS天线辐射参考地平面(9)。

2.根据权利要求1所述卫星通信双频天线，其特征在于，所述卫星通信双频天线包括4条所述DCS天线天线臂接地短路线(5)，所述第二印制电路板(2)包括4个DCS天线臂(4)，所述微带功分器具有4个馈电端口(6)；各所述馈电端口(6)分别通过对应的所述DCS天线天线臂接地短路线(5)与所述DCS天线臂(4)连接。

3.根据权利要求2所述卫星通信双频天线，其特征在于，所述卫星通信双频天线包括第四印制电路板(12)，所述第四印制电路板(12)横截面为X型，设置在所述第一印制电路板(1)和第三印制电路板(3)之间，四个末端分别设置所述DCS天线天线臂接地短路线(5)。

4.根据权利要求3所述卫星通信双频天线，其特征在于，所述第四印制电路板(12)还用于设置所述GNSS天线馈电输入(11)，所述GNSS天线馈电输入(11)分别穿过所述第一印制电路板(1)和第三印制电路板(3)连接所述GNSS天线辐射贴片(7)。

5.根据权利要求1所述卫星通信双频天线，其特征在于，所述第一印制电路板(1)、第二印制电路板(2)、第三印制电路板(3)均采用1.6mm厚度的双面FR4板材。

6.根据权利要求1所述卫星通信双频天线，其特征在于，所述DCS天线臂(4)采用弯折形式，用于减小天线尺寸。

7.根据权利要求2所述卫星通信双频天线，其特征在于，所述GNSS天线辐射贴片(7)采用方形结构，四角开设有V形槽。

8.根据权利要求7所述卫星通信双频天线，其特征在于，所述GNSS天线馈电输入(11)设置于所述辐射贴片(7)的1/4位置，用于实现GNSS的圆极化。

Images