[發(fā)明專利]一種寬頻帶衛(wèi)星導(dǎo)航天線陣列

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510055065.0
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104934723A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋琪;王社兵;周靈利;檀劍飛;陶明明;鄧禹;舒航;陳坤;謝榮婷
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖航飛科技股份有限公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線陣列領(lǐng)域，尤其涉及一種寬頻帶衛(wèi)星導(dǎo)航天線陣列。

背景技術(shù)

GNSS（Global?Navigation?Satellite?System）泛指全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航以其覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質(zhì)量好等優(yōu)點已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展的各個應(yīng)用領(lǐng)域。目前全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)包括美國的GPS系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)、歐洲的GALILEO系統(tǒng)以及我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國獨立自主研制的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是一種新型、全天候、較高精度、區(qū)域性中國境內(nèi)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有快速定位導(dǎo)航、雙向簡短報文通信和定時三大功能。目前已經(jīng)正式投入運行。導(dǎo)航定位使用頻段是1610-1626.5MHz(L頻段，上行鏈路)；2483.5-2500MHz(S頻段，下行鏈路)。“北斗二代”是繼“北斗一號”系統(tǒng)后的中國新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)共由25顆靜止衛(wèi)星及兩個移動衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，導(dǎo)航定位使用頻段是1164-1215MHz(下行)；1260-1300MHz(下行)；1300-1350MHz(上行)。

由于各種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在空間的分布有限，提供衛(wèi)星定位服務(wù)的安全性、精度性、可靠性等無法得到保障，因此采用多種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成的多模導(dǎo)航接收系統(tǒng)的研究受到廣泛重視。

均勻圓陣列是一種能夠滿足衛(wèi)星導(dǎo)航天線多模要求的一種寬帶陣列。

均勻圓陣列是由均勻分布在一個圓周上或多個同心圓上的陣列單元構(gòu)成的。由其自身結(jié)構(gòu)決定，與其它陣列相比，均勻圓陣列天線有著許多獨特的優(yōu)越性能。在雷達、無線通信等許多領(lǐng)域中，需要天線陣列具有在方位面360°掃描的能力。由于均勻圓陣列的圓周旋轉(zhuǎn)對稱性，只需要轉(zhuǎn)換各單元的加權(quán)矢量，就可以使波束實現(xiàn)平面內(nèi)的均勻掃描；可以在方位面上形成無方向性方向圖，而在俯仰面上也有較理想的方向特性，可以基本維持天線的波束形狀和天線增益，均勻圓陣列具有波束“零點”可全方向操縱的特性，因此對于干擾的抑制方法主要為方向圖零點綜合和數(shù)字波束形成技術(shù)。相對于其他平面陣，均勻圓陣列所需陣列單元少，所占空間小，因此便于小型化，與移動載體共形，應(yīng)用范圍更廣。陣列單元之間互耦平衡，易于實現(xiàn)寬角掃描匹配。

但是，均勻圓陣列同樣存在一些固有的缺點，如副瓣電平較高、零值深度較淺等。由于衛(wèi)星導(dǎo)航接收機接收到的導(dǎo)航信號功率極小，比如GPS接收機收到的有效GPS導(dǎo)航的載波功率僅為-161.45dBW。因此，對于GBS接收機的抗干擾研究是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種副瓣電平較低的寬頻帶衛(wèi)星導(dǎo)航天線陣列,以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種寬頻帶衛(wèi)星導(dǎo)航天線陣列，設(shè)陣列最大波束指向為θ=30°，ψ=30°，陣列參數(shù)為：陣列半徑為0.22m，陣元數(shù)目為16，各單元等幅激勵；當陣列工作于中心頻率f=1361.5MHz時，陣列俯仰面半功率波束寬度BWθ=22.65deg，副瓣電平SILLθ=-7.90dB，當陣列工作于低頻f=1164MHz時，陣列俯仰面半功率波束寬度BWθ=25.25deg，副瓣電平SILLθ=-7.90dB；當陣列工作于中心頻率f=1361.5MHz時，陣列方位面半功率波束寬度BWψ=41.10deg，副瓣電平SILLψ=-7.90dB；當陣列工作于低頻f=1164MHz時，陣列方位面半功率波束寬度BWψ=46.16deg，副瓣電平SILLψ=-7.90dB。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明天線的工作頻帶滿足1164-1559MHz(中心頻率1361.5MHz)的帶寬要求，相對帶寬為29%。即使陣列工作于低頻時，整個陣列的系統(tǒng)性能下降后依然能夠滿足設(shè)計的要求。

附圖說明

圖1是球坐標中的天線；

圖2是N元圓環(huán)陣列；

圖3是a=0.7λ,a=λ,a=1.3λ時陣列俯仰面方向圖；

圖4?是a=0.7λ,a=λ,a=1.3λ時陣列方位面方向圖；

圖5是陣列工作于低頻、中心頻率和高頻時陣列俯仰面方向圖

圖6是陣列工作于低頻、中心頻率和高頻時陣列方向面方向圖。

具體實施方式