[發明專利]一種基于3dB電橋的寬頻一體化微帶天線

在審

• 申請號: 201711292630.0
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108039577A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 葉雅娟;張鵬愷;黃乾;時強
• 申請（專利權）人: 西安中星偉業通信科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q5/20;H01Q5/307;H01Q5/35;H01Q5/50;H01Q1/22
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 宋平

本發明公開了一種基于3dB電橋的寬頻一體化微帶天線，所述微帶天線至少包括第一基片，所述第一基片采用雙饋點方式，使用3dB電橋作為功分網絡，利用3dB電橋不同饋口饋電時對應的饋口相位不同來實現所述第一基片作左旋圓極化天線，同時作右旋圓極化天線。第一基片作左旋圓極化天線時為北斗一號發射天線，所述第一基片作右旋圓極化天線時為GPS定位天線。本發明基于3dB電橋的寬頻一體化微帶天線，可使多頻天線采用一體化方式集成在一個基片上，減少了天線所需基片的數量，減少了由于更多基片所帶來的更多的基片間的耦合，更能穩定天線的性能，對于后端和射頻于一體的通信終端，更小的尺寸，易于后端射頻電路的集成。

技術領域

本發明屬衛星導航技術領域，具體涉及一種基于3dB電橋的寬頻一體化微帶天線。

背景技術

在衛星導航系統中，天線是非常重要的組成部分，在一定程度上決定著衛星導航系統的性能。適合多模導航接收機的天線，具有多頻段、圓極化及寬帶的特點。

目前，衛星導航系統的天線，通常使用微帶天線（Microstrip antenna）和螺旋天線（Helical antenna），這兩種天線都可以形成圓極化的半球形方向圖，其中微帶貼片天線（Microstrip patch antenna）和諧振式四臂螺旋天線（Quadrifilar helical antenna）因為價格低，體積小，剖面小、易加工和良好的指標而被廣泛采用。其中微帶貼片天線以易于共形及易于和集成電路兼容的特點，大量應用于衛星導航系統中。

針對多模導航接收機的多頻段的特點，現有的多頻微帶天線多采用疊層各自饋電的方式進行設計，對于具有RDSS（Radio Determination Satellite Service）和RNSS（Radio Navigation Satellite System）通信定位功能的通信終端，天線的基片為三層。由于各層基片的耦合影響以及上層基片底面對下層基片表面的影響存在，多頻微帶疊層天線位于下方的基片尺寸設計會大于上方基片。以方形的貼片為例，圖1為現有技術中的一種三層基片的方形疊層微帶貼片天線。如圖1所示，天線基片的層數由頻段數決定，為三層，從上到下分別為BD-S(2.49175GHz)，BD-L(1.61568GHz)，GPS-L1(1.57542GHz),每層基片的大小由所選板材的介電常數和頻段共同決定，而各層的基板介電常數的選擇又會影響天線的性能。

對于單片微帶天線實現圓極化的常見饋電方式有兩種：單饋點和雙饋點。采用單饋點的微帶天線不需要功分器，易于和集成電路連接，但設計、調試較為繁瑣；采用雙饋點的微帶天線，對成直角分布的饋點饋入幅度相等、相位相差90°的兩個信號，即可形成圓極化輻射，一般多用威爾金森功分器或3dB電橋來實現這一功能。

在具有RDSS和RNSS通信定位功能的通信終端中，北斗一號的發射頻率（1615.68MHz）和GPS（1575.42MHz）頻率接近，但由于北斗一號的發射采用的是左旋圓極化天線，而GPS定位采用的是右旋圓極化天線，所以雖然頻率相近，但仍然需要使用兩套不同的天線基片來實現北斗一號的發射和GPS的定位，無法使用一個基片來實現。

由此可見，現有的具有RDSS和RNSS通信定位功能的通信終端上的微帶天線，上行、下行的頻段無法在同一基片上使用，造成天線基片數量無法減少，從而使得天線在固定指標的要求下剖面無法減小，如果需要在一些小型設備中使用，則會使設備體積過大，不利于電路的集成。

發明內容

本發明實施例的目的是解決現有技術中天線體積大，上行、下行頻段無法在同一個基片實現的問題，提出了一種基于3dB電橋的寬頻一體化微帶天線，采用3dB電橋作為基片的功分網絡，實現雙饋點方式在同一基片上以不同饋口饋電，從而使得同一基片既可做左旋圓極化發射天線，又可做右旋圓極化接收天線，減少天線所需基片數量，縮小天線體積。