[發明專利]一種帶叉指耦合控制的橋式跨接雙頻微帶天線

有效

• 申請號: 201310487403.9
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103500879A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 游佰強;薛團輝;李杰;周建華
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01Q9/04
• 分類號: H01Q9/04;H01Q5/01
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 劉勇

技術領域

本發明涉及一種雙頻微帶天線，尤其是涉及一種可應用于北斗衛星導航系統，帶叉指控制的橋式跨接雙頻微帶天線。

背景技術

北斗衛星導航系統（BeiDou(COMPASS)Navigation?Satellite?System）是我國獨立發展、自主運行的全球衛星導航定位系統，并與美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略兼容互用的全球衛星導航系統，既能提供高精度、高可靠的定位、導航和授時服務，還具備短報文通信、差分服務和完好性服務特色。

正在建設的北斗衛星導航系統空間段由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成，提供兩種服務方式，即開放服務和授權服務（屬于第二代系統）。開放服務是在服務區免費提供定位、測速和授時服務，定位精度為10米，授時精度為50納秒，測速精度0.2米/秒。授權服務是向授權用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。這個系統具備在中國及其周邊地區范圍內的定位、授時、報文和GPS廣域差分功能，并已在測繪、電信、水利、交通運輸、漁業、勘探、森林防火和國家安全等諸多領域逐步發揮著重要作用。2012年12月27日，北斗系統空間信號接口控制文件正式版正式公布，北斗導航業務正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務,預計到2020年左右形成覆蓋全球的衛星導航定位系統。

微帶天線是近30年來逐漸發展起來的一類新型天線，以其三維結構的靈活性受到各種不同設計目標的全方位開發，既被單獨用于手機天線、醫用輻射器等，也被廣泛用作各種陣列天線結構單元。微帶天線素以低輪廓、便于與電路集成、印刷雕刻工藝等優點著稱，但也存在頻帶窄、增益較小、方向性差、效率低等缺點，因此對微帶天線研究具有十分重要的工程價值和理論意義。

采用高介電常數的介質基板是天線小型化的常用技術，微帶天線一般是半波輻射結構，采用薄基片的矩形微帶天線，在特定頻率下，介電常數的提高可以減小有效貼片長度，實現小型化。對于半波結構的矩形微帶天線，表面電流分布依賴于貼片的幾何形狀，通過貼片表面開槽或者改變貼片邊緣形狀，引入擾動，使電流曲折繞行，電流的有效路徑變長，諧振頻率下降，因此引入曲流技術也可有效的減小天線尺寸。

如何能夠更好地控制天線的相位和增益，并改善天線輻射邊長，節省介質基板材料，改善天線增益并實現天線小型化，可保持很好的相位中心穩定度。可應用于北斗導航系統的雙頻微帶天線已成為十分關注的課題。

目前北斗衛星微帶天線的實現可采用矩形貼片、圓形貼片或三角形貼片等，同時利用疊層或雙饋等技術實現雙頻圓極化，存在著頻帶寬度窄、增益較低、仰角特性不好等不足。

公開號為CN103022685A的中國專利申請“北斗系統耦合加載寄生單元正交合成雙頻微帶天線”，采用三角形三邊分別加載一條窄長的矩形貼片，矩形貼片與中間主輻射單元耦合，并利用雙饋電點實現北斗收發雙頻。

目前采用L字形帶叉指槽耦合技術的雙饋雙頻微帶天線尚未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種高增益、回波損耗低、集成度高、高對稱性、隔離度高、方向性良好，適用于北斗導航系統，帶叉指耦合控制的橋式跨接雙頻微帶天線。

本發明由下至上設有接地板、介質基板和輻射貼片；

接地板為導體，輻射貼片為金屬輻射貼片，所述輻射貼片上設有左右對稱的2個饋電孔，在2個饋電孔上分別設有饋電接線端子，輻射貼片通過同軸線內芯穿過饋電孔與介質基板連接，同軸線外芯與接地板連接；輻射貼片的形狀為方形，輻射貼片的4個角部均設有L字形帶叉指通槽，L字形帶叉指通槽的內側和外側均設有間隔布置的叉指槽，L字形帶叉指通槽的內側所設叉指構成內框叉指方形耦合陣列，L字形帶叉指通槽的外側所設叉指構成外框叉指方形耦合陣列，相鄰的L字形帶叉指通槽形成橋式跨接，以4個L字形帶叉指通槽為分界，輻射貼片形成內框和外框，即輻射貼片形成雙饋雙框式結構。

所述接地板最好為導電性能優良的導體，如銅、鐵、鎳等，最好為銅接地板。

所述介質基板可為陶瓷板，所述陶瓷板最好為相對介電常數大于6的陶瓷板或環氧復合陶瓷板。

所述輻射貼片最好為導電性能優良的導體，如銀和銅，一般為銅接地板。