[發明專利]應用于北斗系統的雙框帶切口四橋跨接微帶天線

有效

• 申請號: 201210570732.5
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103199336A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 游佰強;胡寶法;金婉晴;周建華;趙陽;梁冰洋;周濤
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q5/00;H01Q15/24;H01Q13/08
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種微帶貼片天線，尤其是涉及一種應用于北斗系統的雙框帶切口四橋跨接微帶天線。

背景技術

自2000年以來，中國已成功發射了多顆北斗一號導航定位衛星和北斗二號導航定位衛星，已建成北斗一號導航試驗系統,并正在建設覆蓋全球的北斗二號衛星定位系統。天線作為衛星通信系統必不可缺少的一部分，直接決定著衛星通信系統的性能。

我國的北斗二號衛星通信系統工作于B1和B3頻段、上行（發射頻率）L頻段和下行（接收頻率）S頻段。通常使用雙頻或多頻來補償電離層傳播造成的延時，這就要求天線在各個頻率上都具有良好的工作性能。另外，由于衛星通信信號是圓極化波，天線應該呈現圓極化。在信息技術迅猛發展的今天，隨著衛星通信系統的廣泛應用，對衛星通信系統接收天線的研究層出不窮，如單極的、雙極的、螺旋的、四臂螺旋的以及微帶天線結構，均可用于衛星通信系統的各種天線中。

傳統的微帶天線因具有剖面低、體積小、重量輕、可共形、易集成、饋電方式靈活、便于獲得線極化和圓極化等優點，已在移動通信、衛星通訊、導彈遙測、多普勒雷達等許多領域獲得了廣泛的應用。隨著數字通信技術的不斷發展，無線網絡不再僅僅是計算機鏈接網絡上網的一種手段，它無線移動的優勢為人們帶來更為全面、新穎、快捷、廉價的溝通方式。

微帶天線是近30年來逐漸發展起來的一類新型天線，因其固有的優點而得到了廣泛的應用，但其也存在增益較小、方向性差、表面波的存在、帶寬不足等缺點。所以對微帶天線進行深入研究具有十分重要的工程價值和理論意義。在微帶天線設計中加載耦合腔技術是天線工程中常用的實現小型化的方法，通過在天線的適當位置加載電阻、電抗或導體來改善天線中的電流分布，從而達到改變天線的諧振頻率，或者在同樣的工作頻率下降低天線的高度以及改變天線的輻射方向圖等目的。加載的元件可以是無源器件也可以是有源網絡，可以是線性元件也可以是非線性的，實際工程中最常用的是無源加載，如頂部加載、介質加載、串聯分布加載、集中加載等。對于工作頻率不高的情況常采用集中加載，而在工作頻率較高時則采用分布加載，因此通過加載技術是實現天線小型化最有效的途徑。

發明內容

本發明的目的在于提供回波損耗低、增益高、干擾小、高對稱性、高集成度、小型化且具有定向輻射特性的兼容北斗頻段衛星定位系統的一種應用于北斗系統的雙框帶切口四橋跨接微帶天線。

本發明設有基板，在基板兩個表面上敷有金屬層，其中，一表面金屬層加工成帶切角的外框與內輻射貼片的雙框，外框的內沿上制備有矩形切口，內外通過四橋跨接成內輻射貼片與外輻射貼片對稱結構；另一表面金屬層為接地板。

所述基板可采用陶瓷介質基板，所述陶瓷介質基板的相對介電常數大于8，所述陶瓷介質基板可采用正方形陶瓷介質板，正方形陶瓷介質板的邊長可為15～45mm，厚度可為2～5mm，優選尺寸為40.5mm×40.5mm×3mm；所述金屬層可采用銀層或銅層等。

所述外輻射貼片可采用帶切角的方形套框外輻射貼片結構，所述帶切角的方形套框外輻射貼片結構的邊長15～30mm，所述帶切角的方形套框外輻射貼片結構的切角大小邊長可為2～2.5mm。

所述內輻射貼片可采用帶切角的方形內輻射貼片結構，所述帶切角的方形內輻射貼片結構的邊長可為10～25mm，所述帶切角的方形內輻射貼片結構的切角大小的邊長可為1.5～2mm。

所述外輻射貼片與內輻射貼片的間隙可為0.5～1.0mm。

所述外框中帶有以完整矩形框邊長中心為對稱而均勻分布的矩形加載切口，切口的長度為1.8～2.2mm，寬度可為1～1.5mm，相互之間距離可為1.8～2.2mm，分布于外框的矩形加載切口可設有20個。

所述外框與內輻射貼片4條邊之間帶有對稱均勻分布的4個跨接導電橋，導電橋可以為矩形、梯形等結構，矩形導電橋寬度可為0.5～1mm。

所述內輻射貼片上設有饋電點，所述饋電點的直徑可為0.8～1mm，饋電點穿透基板的圓柱孔，該圓柱孔的圓心相對于中心點的水平距離可為4.5～7.5mm。

本發明采用合理的優化良導體輻射面雙框的比例、切角大小、外框內沿切口尺寸、跨接橋匹配及饋電點的位置，可按需調整電特性從而覆蓋北斗系統的上下行工作頻段及終端天線圓極化的軸比和圓極化的旋向,具有優良的電磁特性。