本實(shí)用新型涉及的是天線技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及的是一種收發(fā)天線裝置。
背景技術(shù):
隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS,Global Navigation Satellite System)的迅速發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)也得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用,尤其是我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的興起,對(duì)多系統(tǒng)導(dǎo)航能力的需求也隨之增加。作為GNSS關(guān)鍵技術(shù)之一的高性能接收設(shè)備——衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)終端天線,已成為人們倍受關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)。為了能夠滿足兼容四大導(dǎo)航系統(tǒng)(全球定位系統(tǒng)、格洛納斯定位系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))終端設(shè)備的應(yīng)用需求,天線應(yīng)具備較寬的增益帶寬、波束帶寬和軸比帶寬,并且要求系統(tǒng)兼容性更強(qiáng)和結(jié)構(gòu)更加緊湊等特點(diǎn)。由于微帶天線具有形狀小、成本低、易共形、易加工和容易實(shí)現(xiàn)圓極化等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域。但一般的微帶貼片天線存在工作帶寬和圓極化軸比帶寬較窄(典型值1%-3%)的缺點(diǎn),不適合應(yīng)用于精確測(cè)量的雙頻導(dǎo)航天線。通過降低微帶天線介質(zhì)基板的介電常數(shù),增加介質(zhì)基板厚度,可以改善天線的帶寬,但可導(dǎo)致天線體積增加,重量增加,成本增加。根據(jù)GNSS定位原理及其衛(wèi)星信號(hào)的特征,為實(shí)現(xiàn)接收機(jī)快速、連續(xù)、精確定位,還要求天線具備低相位中心穩(wěn)定。雖然目前GNSS雙頻接收微帶天線技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,但它仍舊是制約接收機(jī)性能的瓶頸,是設(shè)計(jì)中主要考慮的因素。
現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點(diǎn):
1、普通微帶天線由于帶寬窄需要采用雙層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)才可以實(shí)現(xiàn)天線的雙頻L1(1521MHz~1621MHz)和L2(1164MHz~1300MHz)衛(wèi)星信號(hào)良好接收。原有層疊式雙頻測(cè)量型天線結(jié)構(gòu)相對(duì)于單層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
2、普通微帶天線采用介質(zhì)材料作為主要介質(zhì)基板,并且為了寬帶接收介質(zhì)基板需要增厚,一般要達(dá)到3mm~12mm。這樣天線表面的表面波增加,會(huì)影響天線性能。另外天線介質(zhì)增厚,產(chǎn)品重量增加,成本更會(huì)急劇增加(成本高)。并且如果單層介質(zhì)增加到5mm以上,一般廠商加工不了,造成加工難度大,加工成本高,隨之也會(huì)造成產(chǎn)品不良率增加。
3、普通微帶天線波束帶寬窄,尤其是低介電常數(shù)的介質(zhì)作為天線基板材料時(shí)。造成天線對(duì)低角度的衛(wèi)星信號(hào)接收不好。而高介電常數(shù)的介質(zhì)可以改善(提高)波束帶寬,但會(huì)導(dǎo)致天線的帶寬變窄。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是提供一種收發(fā)天線裝置,以克服現(xiàn)有的天線中存在的不足。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種收發(fā)天線裝置,主要包括天線主體單元、寄生單元和天線饋電電路板組成,所述天線主體單元的下側(cè)設(shè)有饋電腳,所述寄生單元包括金屬片、金屬螺柱和月牙形微帶線組成,金屬片和月牙形微帶線與地面連接,所述天線饋電電路板為一種包含天線的饋電電路,寄生單元均勻?qū)ΨQ分布在天線主單元周圍。
所述天線主體單元采用一種正方形的金屬薄片折疊形成。
所述天線主體單元沿三角饋電面對(duì)稱的折疊后,饋電腳通過寄生單元的饋電孔,插饋電電路板中,并焊接固定在天線饋電電路板上。
所述寄生單元是由一種金屬片沖壓、折彎加工形成。
本實(shí)用新型的有益效果是:該天線裝置采用單層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),寄生單元的金屬片均勻?qū)ΨQ分布在天線主單元周圍。實(shí)現(xiàn)了較寬帶寬(增益帶寬、波束帶寬、軸比帶寬)和相位中心穩(wěn)定性,又便于加工、重量輕、成本低。滿足了四大在運(yùn)行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高低頻信號(hào)接收(或發(fā)射)應(yīng)用需求,尤其適合于GNSS精確測(cè)量與定位系統(tǒng)終端設(shè)備。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種收發(fā)的天線裝置,通過在主單元四周采用寄生單元,和合適饋電網(wǎng)絡(luò),大幅度提高天線的增益帶寬、波束帶寬、軸比帶寬和相位中心穩(wěn)定性。更主要的成本低,重量輕,易加工。滿足了四大在運(yùn)行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高低頻信號(hào)接收應(yīng)用需求,尤其適合于GNSS精確測(cè)量與定位系統(tǒng)終端設(shè)備。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2 為本實(shí)用新型天線主體單元折疊的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型的天線饋電電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做具體的說明。
如圖1至圖3所示,本實(shí)用新型一種收發(fā)天線裝置,主要包括天線主體單元1、寄生單元2和天線饋電電路板3組成,所述天線主體單元1的下側(cè)設(shè)有饋電腳101,所述寄生單元2包括金屬片21、金屬螺柱22和月牙形微帶線23組成,金屬片21和月牙形微帶線23與地面連接,所述天線饋電電路板3為一種包含天線的饋電電路,寄生單元2均勻?qū)ΨQ分布在天線主單元1周圍,所述天線主體單元1采用一種正方形的金屬薄片折疊形成,所述天線主體單元1沿三角饋電面對(duì)稱的折疊后,饋電腳101通過寄生單元2的饋電孔,插饋電電路板3中,并焊接固定在天線饋電電路板3上,所述寄生單元2是由一種金屬片21沖壓、折彎加工形成,金屬片21和金屬螺柱22垂直地面,月牙形微帶線23與地面平行,寄生單元2通過雙面膠或螺釘固定在天線饋電電路板3上。
本實(shí)用新型屬于超寬帶天線一種新形式,不同于普通的同軸探針饋電和側(cè)邊饋電的微帶天線。這種天線具有結(jié)構(gòu)緊湊、饋電簡(jiǎn)單的特點(diǎn),三角饋電增加了天線的工作帶寬,天線采用單層微帶結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)超寬帶頻段信號(hào)的接收(1164MHz~1621MHz),不同于傳統(tǒng)層疊微帶天線。采用單層貼片輻射后,雙頻(L1和L2)的之間相位中心高誤差更小,更加利于精確測(cè)量定位,天線的寄生單元2中的金屬片21均勻分布在天線的主體單元周圍,能夠有效提高天線輻射性能,如增益和軸比,天線的主體輻射單元1采用采用金屬薄片作為微帶天線的輻射體,相比傳統(tǒng)的高頻材料(微帶天線的基板),成本很低、重量輕,加工方便,天線的寄生單元增加了月牙形的微帶電路,改善了天線高頻率的性能。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種收發(fā)的天線裝置,通過在主單元四周采用寄生單元2,和合適饋電網(wǎng)絡(luò),大幅度提高天線的增益帶寬、波束帶寬、軸比帶寬和相位中心穩(wěn)定性,更主要的是成本低,重量輕,易加工,滿足了四大在運(yùn)行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高低頻信號(hào)接收應(yīng)用需求,尤其適合于GNSS精確測(cè)量與定位系統(tǒng)終端設(shè)備。
當(dāng)然,上述技術(shù)方案只是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式,在不離開本實(shí)用新型的精神背景下所作的任何改進(jìn),均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。