[發(fā)明專利]小型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910024114.9
• 申請(qǐng)日: 2009-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN101662074A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱永忠;宋煥生;公維賓;李懷宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q13/08
• 分類號(hào): H01Q13/08;H01Q21/28;H01Q1/52
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 李鄭建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信領(lǐng)域的圓極化天線技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種天線，特別 是一種雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，適用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的手持機(jī)天 線裝置。

背景技術(shù)

2003年6月1日，我國自主研發(fā)的北斗系統(tǒng)正式開通，標(biāo)志著我國已 經(jīng)擁有了完全自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。隨著北斗導(dǎo)航定位的大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)入實(shí) 質(zhì)性階段，需要大量的自主小型化、低成本的衛(wèi)星定位平臺(tái)，如個(gè)人手持機(jī) 等。

天線裝置是北斗終端定位和通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，對(duì)系統(tǒng)的性能有 十分重要的影響。由于我國北斗系統(tǒng)建設(shè)的特殊性，對(duì)天線的設(shè)計(jì)提出了苛 刻的要求，不僅需要滿足終端天線在上半空間具有類似半球型輻射方向圖， 而且還要滿足在低仰角時(shí)具有很高的增益，再加上手持機(jī)裝置的小型化需 求，使得天線設(shè)計(jì)困難重重。

當(dāng)前市場(chǎng)上的雙頻雙圓極化微帶天線多是采用兩個(gè)電場(chǎng)方向相同的圓 極化天線疊加而成，很難滿足低仰角處的圓極化高增益特性，以致天線在低 仰角處的圓極化和不圓度特性很差，很難滿足系統(tǒng)的苛刻要求。如中國專利 公開的“三頻寬波束圓極化天線”(申請(qǐng)?zhí)枺?00620078410.9)，其中公開的 天線雖然滿足低仰角處的增益特性，但是饋電復(fù)雜，也沒有敘述其低仰角處 的軸比特性。文獻(xiàn)“一種雙頻雙圓極化層疊結(jié)構(gòu)微帶天線的設(shè)計(jì)”(微波學(xué) 報(bào)，2006年6月，第22卷增刊，p25～p28)也是采用電場(chǎng)方向相同的兩個(gè) 圓極化貼片疊加而成，因此在低仰角處天線的軸比均大于10以上，而且該 設(shè)計(jì)采用了寬帶功分移相器，使得結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種小 型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，使之能夠滿足在L波段仰角5°時(shí)， 增益大于-3dB，在S波段仰角20°時(shí)，增益大于0dB。

為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案如下：

一種小型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，由上層S波段右圓極化天 線和下層L波段左圓極化天線依次疊加組成，其特征在于，上層S波段右圓 極化天線和下層L波段左圓極化天線之間置有第二介質(zhì)板；

所述的上層S波段右圓極化天線由第一切角的方形貼片，第一接地板， 探針，調(diào)節(jié)貼片和第一同軸饋電電纜組成；所述的調(diào)節(jié)貼片和第一切角的方 形貼片之間有空氣層，第一切角的方形貼片和第一接地板之間有第三介質(zhì) 板；其中，調(diào)節(jié)貼片與探針連接，探針與第一接地板相連，但探針不與第一 切角的方形貼片相連，調(diào)節(jié)貼片和第一同軸饋電電纜內(nèi)導(dǎo)體相接，第一同軸 饋電電纜的外導(dǎo)體與第一切角的方形貼片相連，且第一同軸電纜的外導(dǎo)體與 第一接地板不連接；使上層S波段右圓極化天線與L波段圓極化天線的電場(chǎng) 方向相反；

下層L波段左圓極化天線由第二切角的方形貼片，第二接地板和第二同 軸饋電電纜組成，所述的第二切角的方形貼片和第二接地板之間置放有第一 介質(zhì)板；其中，第二切角的方形貼片與第二同軸饋電電纜的內(nèi)導(dǎo)體連接，第 二同軸饋電電纜的外導(dǎo)體與第二接地板相連；

第一同軸饋電電纜分別穿過第二接地板、第一介質(zhì)板、第二切角的方形 貼片、第二介質(zhì)板、第一接地板、第三介質(zhì)板，第一切角的方形貼片和空氣 層，其中，第一同軸饋電電纜的內(nèi)導(dǎo)體與調(diào)節(jié)貼片相連，外導(dǎo)體與第一切角 的方形貼片相連。

所述的第一介質(zhì)板和第三介質(zhì)板采用的高介電常數(shù)的介質(zhì)板，第二介質(zhì) 板采用低介電常數(shù)的介質(zhì)板。

本發(fā)明的型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線與現(xiàn)有層疊天線相比，具 有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)將上層S波段右圓極化天線的饋電結(jié)構(gòu)倒置，使得上層S波段右 圓極化天線與下層L波段左圓極化天線的電場(chǎng)方向相反，從而使兩者的干擾 最小，可以獲得良好的圓極化特性。

(2)沒有使用功分網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化了天線的結(jié)構(gòu)。

(3)具有極好的低仰角圓極化高增益特性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1實(shí)施例中上層S波段右圓極化天線的示意圖。

圖3為圖1實(shí)施例中下層L波段左圓極化天線結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖4為圖1實(shí)施例中上層S波段右圓極化天線的軸比特性。

圖5為圖1實(shí)施例中上層S波段右圓極化天線的方向圖特性(右旋圓極 化的增益)。

圖6為圖1實(shí)施例中下層L波段左圓極化天線的軸比特性。