專利名稱：小型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信領域的圓極化天線技術(shù)領域，涉及一種天線，特別 是一種雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，適用于北斗導航系統(tǒng)的手持機天 線裝置。
背景技術(shù)：
2003年6月1日，我國自主研發(fā)的北斗系統(tǒng)正式開通，標志著我國已 經(jīng)擁有了完全自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。隨著北斗導航定位的大規(guī)模應用進入實 質(zhì)性階段，需要大量的自主小型化、低成本的衛(wèi)星定位平臺，如個人手持機等。
天線裝置是北斗終端定位和通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，對系統(tǒng)的性能有 十分重要的影響。由于我國北斗系統(tǒng)建設的特殊性，對天線的設計提出了苛 刻的要求，不僅需要滿足終端天線在上半空間具有類似半球型輻射方向圖， 而且還要滿足在低仰角時具有很高的增益，再加上手持機裝置的小型化需 求，使得天線設計困難重重。
當前市場上的雙頻雙圓極化微帶天線多是采用兩個電場方向相同的圓 極化天線疊加而成，很難滿足低仰角處的圓極化高增益特性，以致天線在低 仰角處的圓極化和不圓度特性很差，很難滿足系統(tǒng)的苛刻要求。如中國專利 公開的"三頻寬波束圓極化天線"(申請?zhí)?00620078410.9)，其中公開的 天線雖然滿足低仰角處的增益特性，但是饋電復雜，也沒有敘述其低仰角處 的軸比特性。文獻"一種雙頻雙圓極化層疊結(jié)構(gòu)微帶天線的設計"(微波學 報，2006年6月，第22巻增刊，p25 p28)也是采用電場方向相同的兩個 圓極化貼片疊加而成，因此在低仰角處天線的軸比均大于10以上，而且該
4設計采用了寬帶功分移相器，使得結(jié)構(gòu)更加復雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種小
型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，使之能夠滿足在L波段仰角5°時， 增益大于-3dB,在S波段仰角20。時，增益大于OdB。
為實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案如下
一種小型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，由上層S波段右圓極化天 線和下層L波段左圓極化天線依次疊加組成，其特征在于，上層S波段右圓 極化天線和下層L波段左圓極化天線之間置有第二介質(zhì)板；
所述的上層S波段右圓極化天線由第一切角的方形貼片，第一接地板， 探針，調(diào)節(jié)貼片和第一同軸饋電電纜組成；所述的調(diào)節(jié)貼片和第一切角的方 形貼片之間有空氣層，第一切角的方形貼片和第一接地板之間有第三介質(zhì) 板；其中，調(diào)節(jié)貼片與探針連接，探針與第一接地板相連，但探針不與第一 切角的方形貼片相連，調(diào)節(jié)貼片和第一同軸饋電電纜內(nèi)導體相接，第一同軸 饋電電纜的外導體與第一切角的方形貼片相連，且第一同軸電纜的外導體與 第一接地板不連接;使上層S波段右圓極化天線與L波段圓極化天線的電場 方向相反；
下層L波段左圓極化天線由第二切角的方形貼片，第二接地板和第二同 軸饋電電纜組成，所述的第二切角的方形貼片和第二接地板之間置放有第一 介質(zhì)板；其中，第二切角的方形貼片與第二同軸饋電電纜的內(nèi)導體連接，第 二同軸饋電電纜的外導體與第二接地板相連；
第一同軸饋電電纜分別穿過第二接地板、第一介質(zhì)板、第二切角的方形 貼片、第二介質(zhì)板、第一接地板、第三介質(zhì)板，第一切角的方形貼片和空氣 層，其中，第一同軸饋電電纜的內(nèi)導體與調(diào)節(jié)貼片相連，外導體與第一切角 的方形貼片相連。所述的第一介質(zhì)板和第三介質(zhì)板采用的高介電常數(shù)的介質(zhì)板，第二介質(zhì) 板采用低介電常數(shù)的介質(zhì)板。
本發(fā)明的型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線與現(xiàn)有層疊天線相比，具 有以下優(yōu)點
(1) 將上層S波段右圓極化天線的饋電結(jié)構(gòu)倒置，使得上層S波段右 圓極化天線與下層L波段左圓極化天線的電場方向相反，從而使兩者的干擾 最小，可以獲得良好的圓極化特性。
(2) 沒有使用功分網(wǎng)絡，簡化了天線的結(jié)構(gòu)。
(3) 具有極好的低仰角圓極化高增益特性。


圖1為本發(fā)明的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1實施例中上層S波段右圓極化天線的示意圖。 圖3為圖1實施例中下層L波段左圓極化天線結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖4為圖1實施例中上層S波段右圓極化天線的軸比特性。 圖5為圖1實施例中上層S波段右圓極化天線的方向圖特性(右旋圓極 化的增益)。
圖6為圖1實施例中下層L波段左圓極化天線的軸比特性。 圖7為圖1實施例中下層L波段左圓極化天線的方向圖特性(左旋圓極 化的增益)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
具體實施例方式
參見附圖1 3，本發(fā)明的小型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，由 上層S波段右圓極化天線1和下層L波段左圓極化天線2依次疊加組成，上 層S波段右圓極化天線1和下層L波段左圓極化天線2之間有第二介質(zhì)板 12支撐；所述的上層S波段右圓極化天線1由第一切角的方形貼片5，第一接地 板6，探針7，調(diào)節(jié)貼片8和第一同軸饋電電纜3組成；調(diào)節(jié)貼片8和第一 切角的方形貼片5之間有空氣層14，第一切角的方形貼片5和第一接地板6 之間有第三介質(zhì)板13;其中，調(diào)節(jié)貼片8位于頂層，調(diào)節(jié)貼片8的大小可
以調(diào)節(jié)天線的駐波。
調(diào)節(jié)貼片8與探針7連接，探針7與第一接地板6相連，但探針7不與 第一切角的方形貼片5相連，調(diào)節(jié)貼片8和第一同軸饋電電纜3內(nèi)導體相接， 第一同軸饋電電纜3的外導體與第一切角的方形貼片5相連，且，第一同軸 電纜3的外導體與第一接地板6不連接；使上層S波段右圓極化天線1與L 波段圓極化天線2的電場方向相反；
下層L波段左圓極化天線2由第二切角的方形貼片9，第二接地板10 和第二同軸饋電電纜4組成，第二切角的方形貼片9和第二接地板10之間 置放有第一介質(zhì)板ll;其中，第二切角的方形貼片9與第二同軸饋電電纜4 內(nèi)導體連接，第二同軸饋電電纜4的外導體與第二接地板10相連；
第一同軸饋電電纜3分別穿過第二接地板10、第一介質(zhì)板ll、第二切 角的方形貼片9、第二介質(zhì)板12、第一接地板6、第三介質(zhì)板13，第一切角 的方形貼片5和空氣層14，其中，第一同軸饋電電纜3的內(nèi)導體與調(diào)節(jié)貼 片8相連，外導體與第一切角的方形貼片5相連。
上述第一介質(zhì)板11和第三介質(zhì)板13采用的是高介電常數(shù)介質(zhì)板，第二 介質(zhì)板12采用的是低介電常數(shù)介質(zhì)板。
本發(fā)明的小型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線經(jīng)實際測試證明:在S 波段仰角20°時，增益大于OdB，在L波段仰角5。時，增益大于-3dB。在仰
角10°—90°之間兩頻段的圓極化軸比均小于5. 5，如圖4 圖7所示。
權(quán)利要求
1、一種小型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，由上層S波段右圓極化天線(1)和下層L波段左圓極化天線(2)依次疊加組成，其特征在于，上層S波段右圓極化天線和下層L波段左圓極化天線之間置有第二介質(zhì)板(12)；所述的上層S波段右圓極化天線(1)由第一切角的方形貼片(5)，第一接地板(6)，探針(7)，調(diào)節(jié)貼片(8)和第一同軸饋電電纜(3)組成；所述的調(diào)節(jié)貼片(8)和第一切角的方形貼片(5)之間有空氣層(14)，第一切角的方形貼片(5)和第一接地板(6)之間有第三介質(zhì)板(13)；其中，調(diào)節(jié)貼片(8)與探針(7)連接，探針(7)與第一接地板(6)相連，但探針(7)不與第一切角的方形貼片(5)相連，調(diào)節(jié)貼片(8)和第一同軸饋電電纜(3)內(nèi)導體相接，第一同軸饋電電纜(3)的外導體與第一切角的方形貼片(5)相連，且，第一同軸電纜(3)的外導體與第一接地板(6)不連接；使上層S波段右圓極化天線(1)與L波段圓極化天線(2)的電場方向相反；下層L波段左圓極化天線(2)由第二切角的方形貼片(9)，第二接地板(10)和第二同軸饋電電纜(4)組成，所述的第二切角的方形貼片(9)和第二接地板(10)之間置放有第一介質(zhì)板(11)；其中，第二切角的方形貼片(9)與第二同軸饋電電纜(4)內(nèi)導體連接，第二同軸饋電電纜(4)的外導體與第二接地板(10)相連；第一同軸饋電電纜(3)分別穿過第二接地板(10)、第一介質(zhì)板(11)、第二切角的方形貼片(9)、第二介質(zhì)板(12)、第一接地板(6)、第三介質(zhì)板(13)，第一切角的方形貼片(5)和空氣層(14)，其中，第一同軸饋電電纜(3)的內(nèi)導體與調(diào)節(jié)貼片(8)相連，外導體與第一切角的方形貼片(5)相連。
2、如權(quán)利要求1所述的小型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，其特 征在于，所述的第一介質(zhì)板(11)和第三介質(zhì)板(13)采用的高介電常數(shù)的 介質(zhì)板，第二介質(zhì)板(12)采用低介電常數(shù)的介質(zhì)板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小型雙頻雙圓極化寬波束多層微帶天線，由上層S波段右圓極化天線和下層L波段左圓極化天線依次疊加組成，上層S波段右圓極化天線和下層L波段左圓極化天線之間置有第二介質(zhì)板，且上層S波段右圓極化天線和下層L波段左圓極化天線的電場方向相反；上層S波段右圓極化天線由第一切角的方形貼片，第一接地板，探針，調(diào)節(jié)貼片和第一同軸饋電電纜組成；下層L波段左圓極化天線由第二切角的方形貼片，第二接地板和第二同軸饋電電纜組成；本發(fā)明將上層S波段天線的饋電結(jié)構(gòu)倒置，使其與下層L波段天線的電場方向相反，兩者的干擾最小，可獲得良好的圓極化特性。能夠滿足在L波段仰角5度時，增益大于-3dB，在S波段仰角20度時，增益大于0dB。
文檔編號H01Q13/08GK101662074SQ20091002411
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者公維賓, 宋煥生, 朱永忠, 李懷宇 申請人:長安大學