[發明專利]一種貼片天線

無效

• 申請號: 201310120979.1
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN103280624A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 林福民;李庚祿
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q9/44
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明是一種貼片天線，特別涉及衛星導航領域的微帶天線，尤其應用于高精度測量型衛星導航接收終端的雙頻天線，屬于貼片天線的創新技術。

背景技術

隨著衛星導航以及測量技術的不斷發展，衛星導航定位系統也得到了日益廣泛的發展和應用。目前，全球已有多個國家建立了自己的衛星導航定位系統，如中國的北斗系統、美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統以及歐洲的GALILEO系統。隨著這些衛星系統的不斷成熟及民用化進程的不斷深化，作為GNSS關鍵技術之一的高性能接收設備——衛星導航系統終端測量型天線，已成為人們倍受關注的一個熱點技術。由于微帶天線具有形狀小、成本低、易共形、易加工和容易實現圓極化等優點，被廣泛應用于衛星導航領域。但一般的微帶貼片天線存在工作帶寬和圓極化軸比帶寬較窄（典型值1%-3%）的缺點，不適合應用于精確測量的雙頻導航天線。雖然通過降低高頻材料的介電常數，其工作帶寬有所拓寬，但是拓寬量非常有限，而且微帶貼片天線的基板厚度增加，導致天線體積增加，不利于微帶天線的小型化。根據GNSS定位原理及其衛星信號的特征，為實現接收機快速、連續、精確定位，對GNSS雙頻微帶接收天線提出了很高的要求：高性能的測量型天線同時還要具備低仰角信號接收能力好、抗多路徑效應好等特點。雖然目前GNSS雙頻接收微帶天線技術已經趨于成熟，但如何在體積縮小的同時，大幅度提高貼片天線的頻率帶寬和軸比帶寬，仍舊是雙頻衛星導航接收機天線的設計難點。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種阻抗帶寬和軸比帶寬較寬、增益較高、結構尺寸小型化以及相位中心穩定性能較好的貼片天線。本發明不僅大幅改善了貼片天線的阻抗帶寬和軸比帶寬，而且表現出良好的圓極化性能和小型化效果，尤其適合于精確測量型導航終端。

本發明的技術方案是：本發明的貼片天線，包括介質基板和微帶貼片，微帶貼片的表面沿介質基板的對角線位置分別設有四條輻射槽，四條輻射槽呈十字形分布，且微帶貼片上設有四個饋電點，其中橫向幾何中心線上及縱向幾何中心線上分別設有兩個饋電點，四個饋電點對稱于微帶貼片的幾何中心，且饋電點處設有饋電線進行饋電。

上述四條輻射槽為四個尺寸和形狀相同的矩形槽，呈十字形分布。

上述微帶貼片的幾何中心處設有具有調諧和固定作用的短路釘。

本發明由于采用表面開十字形輻射槽的結構，實現了雙頻微帶天線的寬頻帶、小型化。本發明克服了一般微帶貼片天線頻帶窄、體積大、結構不緊湊等問題，兼有適合作為高精度測量型微帶貼片天線的優點。對于改善一種精確測量型的衛星導航系統GNSS雙頻天線具有重要的參考和使用價值。與現有的一般貼片天線相比，本發明具有如下優點：

1）本發明所設計的新型貼片天線采用表面開十字形輻射槽的結構，貼片天線的工作帶寬大幅提高，帶寬可以到達10%,與一般不開槽的貼片天線相比帶寬提高了兩倍多，實現了微帶天線的寬頻帶的優點。

2）十字形輻射槽的大小也可以用于調節諧振頻點，增添了產品設計自由度，降低了制造和材料公差敏感度。

3）微帶貼片四周添加了矩形鋸齒，便于天線的微調，易于加工調試。增添了產品設計自由度，降低了制造和材料公差敏感度。

4）本發明設有十字形槽后，貼片尺寸明顯下降，與同頻率的一般貼片天線相比，貼片尺寸縮小10～30%。

5）本發明采用軸對稱的四點同軸饋電方式，保證天線的相位中心穩定，同時容易實現右旋圓極化。

6）介質層未引入其他層具有結構簡單、易于加工、成本較低等優點。

7）本發明所設計的新型貼片天線采用表面開十字形輻射槽的結構，結合傳統的微帶貼片可以設計成雙頻測量型天線，尤其適合于精確測量型導航終端。

本發明是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的貼片天線。

附圖說明

圖1是本發明的表面開十字形輻射槽的新型貼片天線的主體結構示意圖。

圖2是本發明的表面開十字形輻射槽的新型貼片天線的俯視圖。

圖3是本發明的表面開十字形輻射槽的新型貼片天線的側視圖。

圖4是本發明的表面開十字形輻射槽的新型貼片天線的阻抗帶寬曲線。

圖5是本發明的表面開十字形輻射槽的新型貼片天線的為方位角為0度，入射角為0度時(Phi=0,?Theta=0°時)增益曲線。

圖6是本發明的表面開十字形輻射槽的新型貼片天線的為方位角為0度是中心頻率1227MH中時軸比曲線。

具體實施方式

實施例：