[發明專利]寬角度高增益北斗導航系統星載低剖面天線陣列

有效

• 申請號: 201410796143.8
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN105762534B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 陳如山;丁大志;樊振宏;徐娟;陳鑫;李兆龍;陸翔宇;卜林生;丁增霞;趙海燕;歐宇涵;徐語菲
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q1/36
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發明公開了一種寬角度高增益北斗導航系統星載低剖面天線陣列。該天線陣列以雙頻圓極化層疊微帶天線為單元，采用36個單元均勻分布在等間距的三個圓環，天線陣列的饋電網絡采用微帶圓環形式，同一圓環上各天線單元的激勵等幅同相。通過各單元激勵幅度和相位的加權來實現馬鞍形方向圖，達到等功率輻射的目的。天線單元共有四層：由下到上分別是兩層介質層、兩層泡沫層；兩層介質層中間共用金屬地板，金屬地板開有十字縫隙，兩個終端開路的微帶線對稱分布于十字縫隙的上下兩側；兩個輻射圓貼片分別位于兩層泡沫層的上表面，兩圓貼片的圓心在一條垂直線上。饋電網絡采用微帶圓環形式，保證了每一圓環上的天線單元所加激勵等幅同相。

技術領域

本發明涉及微帶天線陣列領域，特別是一種寬角度高增益衛星導航系統星載低剖面天線陣列。

背景技術

隨著社會的發展，衛星導航系統的應用越來越廣泛，從而帶動了對衛星終端天線的深入研究。北斗一代衛星導航系統采用的螺旋天線，體積較大；北斗二代衛星采用的L/S收發共用偏置反射面賦形波束天線，雖然頻點多，但存在多天線疊放的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠實現馬鞍形方向圖的寬角度高增益北斗導航系統星載低剖面天線陣列，剖面低、重量輕、圓極化、雙頻帶。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種寬角度高增益北斗導航系統星載低剖面天線陣列，采用36個雙頻圓極化層疊微帶天線單元，第1～6共6個天線單元均勻分布在最里層的圓環上，第7～18共12個天線單元均勻分布在中間層的圓環上，第19～36共18個天線單元均勻分布在最外層的圓環上，三個圓環等間距分布，天線陣列的饋電網絡采用微帶圓環形式，同一圓環上各天線單元的激勵等幅同相。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：(1)采用雙頻圓極化層疊微帶天線作為北斗發射天線陣的單元，可以實現低剖面、圓極化、雙頻帶的特性；(2)采用微帶饋電，饋電網絡可與天線結構一起制成，適用于運用印刷電路技術進行批量生產，而且能夠和有源器件及電路集成為單一的模塊；(3)在空間結構上，減小了一維的尺寸，其平面結構易于共形，電性能設計靈活，易于實現圓極化、雙頻或多頻工作，體積小，重量輕。

附圖說明

圖1是本發明寬角度高增益北斗導航系統星載低剖面天線陣列的排布圖。

圖2是本發明寬角度高增益北斗導航系統星載低剖面天線陣列的天線單元結構圖，其中(a)為天線單元的側視圖、(b)為下微帶線層21的俯視圖、(c)為金屬地板22的俯視圖、(d)為上微帶線層31的俯視圖、(e)為第一圓形金屬貼片41的俯視圖、(f)為第二圓形金屬貼片51的俯視圖。

圖3是本發明寬角度高增益北斗導航系統星載低剖面天線陣列的饋電網絡示意圖。

圖4是本發明寬角度高增益北斗導航系統星載低剖面天線陣列方向圖，其中(a)為低頻(1.227GHz)方向圖、(b)為高頻(1.575GHz)方向圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細描述。

本發明寬角度高增益北斗導航系統星載低剖面天線陣列，該天線以雙頻圓極化層疊微帶天線為單元，采用36個單元，通過合理的布局，以及各單元激勵相位和幅度的加權來實現馬鞍形方向圖。天線單元采用一種雙頻圓極化層疊微帶天線，天線單元共有四層：由下到上分別是兩層介質層、兩層泡沫層；兩層介質層中間共用金屬地板，金屬地板開有十字縫隙，兩個終端開路的微帶線對稱分布于十字縫隙；兩個輻射圓貼片分別位于兩層泡沫層的上表面，兩圓貼片的圓心在一條垂直線上。該單元可以實現雙頻、圓極化的特性。對應于陣列天線單元的分布，饋電網絡同樣有三個圓環，分別通過過孔和對應天線單元的輸入端口相連，整個陣列的輸入端口位于饋電網絡的中心。