[發(fā)明專利]一種適用于隱蔽安裝的小型化北斗導(dǎo)航天線

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811241179.4
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN109216897A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張朋;謝宗蕻;郝亞會(huì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常熟正昊電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/28;H01Q1/32
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 劉振

本發(fā)明提供了一種適用于限制空間隱蔽式安裝的小型化北斗導(dǎo)航天線。天線在圓臺(tái)型覆銅基體表面采用激光刻蝕工藝制作出四條輻射臂，兩條主輻射螺旋臂和兩條寄生輻射螺旋臂。通過分立元器件加載調(diào)諧天線饋電匹配，并考慮天線的安裝和使用環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在彈載、機(jī)載等隱蔽安裝環(huán)境下對(duì)北斗導(dǎo)航天線全向輻射和小型化安裝需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種小型化北斗導(dǎo)航天線，尤其是一種適用于隱蔽式安裝的小型化北斗導(dǎo)航天線。

背景技術(shù)

目前我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航行業(yè)發(fā)展迅速，到2020年北斗二代將實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш椒?wù)覆蓋，北斗三代也在高速建設(shè)之中。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航天線的軍用、民用需求也逐漸增加，各類圓極化導(dǎo)航天線被大量應(yīng)用于TE衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中。常用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的天線主要有微帶天線、PIFA天線、介質(zhì)天線和各類螺旋天線等。在導(dǎo)航終端中，這些天線往往增益較低(0dB以下)、工作頻帶帶寬較窄(小于5％)，同時(shí)天線波束在很難滿足水平面360°全向輻射覆蓋的要求。對(duì)于微帶導(dǎo)航天線Jackson,D.R.等在文獻(xiàn)中已經(jīng)描述過(Microstrip PatchAntenna Designs That Do Not Excite Surface Waves.[J]IEEE Transactions onAntennas and Propagation,Vol.41,No.8,August 1993,pp.1026-1037)，普通微帶圓極化天線尺寸大約為介質(zhì)波長的四分之一倍，最大輻射方向在天頂點(diǎn)處，水平面輻射能力較差，且微帶天線工作帶寬較窄。另外一種就是將LTCC工藝與PIFA天線和介質(zhì)天線相結(jié)合的介質(zhì)天線如Gousettis等在文獻(xiàn)中描述的(Gousettis,G.,J.C.Vardaxoglou,and A.P.Feresidis.Handset Antenna Performance Using Flexible MEBG Structures.[J]Proceedngs IEEE international Workshop on Antenna Technology:Small Antennasand Metamateterials,2005,pp.55-58.)小型化介質(zhì)PIFA導(dǎo)航天線具有超小型化，高集成度的優(yōu)勢，但是這類天線同樣存在輻射方向圖性能較差，無法滿足高精度導(dǎo)航要求。最后一種就是各類螺旋導(dǎo)航天線，1963年C.H.TANG(C.H.TANG.A Class of Modified log-spiralantenna.[J]IEEE IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol.41,No.8,July 1963,pp.422-427)提出一種改良的非頻變天線對(duì)數(shù)螺旋天線，工作頻帶幾乎沒有理論限制，天線增益較高，半波功率角能優(yōu)化到大于80°，并且與平面螺旋天線類似具有超寬的帶寬(>10％)。但是各類螺旋天線由于工作頻帶和輻射孔徑的限制，使其一般天線尺寸較大，天線很難實(shí)現(xiàn)低剖面、小口徑、小型化的設(shè)計(jì)要求。目前，各類導(dǎo)航終端系統(tǒng)終端天線，尤其是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航天線正朝著小型化、可緊湊安裝方向發(fā)展。尤其在彈載、機(jī)載和高速車載等高速滾轉(zhuǎn)、高速移動(dòng)和隱蔽特殊安裝的情況下，天線的安裝位置、安裝空間、天線的輻射方向等要求嚴(yán)格，輻射方向圖形狀要求與半波振子天線類似的全向輻射，以便彈在滾轉(zhuǎn)平飛過程中仍能穩(wěn)定地接收到衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)無法滿足高速彈載、機(jī)載和車載等隱蔽式安裝環(huán)境對(duì)北斗導(dǎo)航天線的右旋圓極化、全向輻射、小型化安裝等的工作需求，本發(fā)明提供了一種適用于隱蔽式安裝的小型化北斗導(dǎo)航天線。天線含有四條輻射臂，兩條主輻射螺旋臂和兩條寄生輻射螺旋臂，輻射臂在覆銅基體介質(zhì)材料(如：微波陶瓷，聚酰亞胺等)上通過工程激光刻蝕工藝加工得到。天線充分考慮了彈載滾轉(zhuǎn)等特殊情況下的結(jié)構(gòu)的安置影響，通過50歐射頻接頭進(jìn)行饋電，饋電巴倫結(jié)構(gòu)采用同軸線對(duì)數(shù)漸削加工實(shí)現(xiàn)。在天線主輻射螺旋臂與饋電巴倫之間增加集總器件，實(shí)現(xiàn)天線加載調(diào)諧和平衡饋電，使天線滿足全向輻射和帶寬的指標(biāo)要求。