本发明专利技术涉及一种宽频带高低仰角增益北斗一代卫星导航收发天线，包括两层介质板、两个耦合圆形铜片和四个接地矩形铜片，上层介质板的下表面设置有天线辐射贴片，下层介质板的上表面设置有接地板，下层介质板的下表面设置有馈电网络，上层介质板与下层介质板通过塑料螺丝柱固定，上层介质板与下层介质板之间设置有一定高度的空气层；两个耦合圆形铜片设置于空气层中并且平行于介质板，耦合圆形铜片的圆心处均设有馈电点，馈电点通过馈电探针与馈电网络相连；四个接地矩形铜片分别贴设于天线的四周，接地矩形铜片的其中一边与接地板相连。本发明专利技术在具备双频特性的基础上，具有剖面低、带宽大、波束宽和成本低的优点，可很好地应用于北斗导航终端设备。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及北斗一代收发频段卫星导航天线，特别是一种宽频带高低仰角增益北斗一代卫星导航收发天线。
技术介绍
北斗卫星导航系统是由我国自主研发的全球卫星定位与通信系统，随着北斗卫星导航系统的逐步建立和完善，基于北斗卫星导航系统的定位和通信技术在迅速发展，已经渗透到各个领域并广泛应用于军事、交通、水利、抢险救灾等相关应用中。目前市场上的一些多频天线采用层叠结构的设计方案，天线剖面较大从而增大了导航终端设备的体积；多数天线采用单点馈电存在轴比带宽小的缺点；市面上的大多天线没有专门考虑低仰角增益的设计方案，天线的波束不够宽。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种宽频带高低仰角增益北斗一代卫星导航收发天线，具有剖面低、带宽大和波束宽的优点。本专利技术采用以下方案实现:一种宽频带高低仰角增益北斗一代卫星导航收发天线，具体包括上层介质板、下层介质板、第一耦合圆形铜片、第二耦合圆形铜片和四个接地矩形铜片，上层介质板与下层介质板均水平放置且上下垂直对应，上层介质板的下表面设置有天线辐射贴片，下层介质板的上表面设置有接地板，下层介质板的下表面设置有馈电网络，上层介质板与下层介质板通过四个塑料螺丝柱固定，上层介质板与下层介质板之间设置有一定高度的空气层；第一耦合圆形铜片与第二耦合圆形铜片设置于所述空气层中并且平行于上层介质板与下层介质板，第一耦合圆形铜片与第二耦合圆形铜片的圆心处均设有馈电点，所述馈电点分别与第一馈电探针的一端以及第二馈电探针的一端相连，第一馈电探针的另一端以及第二馈电探针的另一端均与所述馈电网络中的馈电点相连；所述四个接地矩形铜片分别贴设于上层介质板与下层介质板的四周，所述四个接地矩形铜片的其中一边均与所述接地板相连，在天线实现圆极化工作时，四个矩形贴片分别感应出相位符合圆极化需求的交变感应电流，其产生的电磁辐射在天线侧面方向较强，从而有效提高了天线的低仰角增益。进一步的，上层介质板的尺寸为70mmX70mmX0.8mm，所述上层介质板下表面的天线辐射贴片由两个内外嵌套的正方形环组成，外环宽度为3.8mm，内环宽度为18.1mm，内环设置有16条缝隙开槽。进一步的，下层介质板的尺寸为70mmX70mmX0.8mm，所述上层介质板下表面的馈电网络设置有四条微带线、3dB电桥、S频段SMA接头以及L频段SMA接头；所述四条微带线的一端分别连接至所述3dB电桥的四个管脚，所述四条微带线的另一端分别连接至所述S频段SMA接头、L频段SMA接头、第一馈电探针的另一端、第二馈电探针的另一端。进一步的，所述空气层的高度为5.8mm。进一步的，所述第一耦合圆形铜片与第二耦合圆形铜片的半径均为5.4mm，第一耦合圆形铜片与第二耦合圆形铜片分别位于所述空气层的两条中心线上，并且均距离空气层的中心位置26.2mm。进一步的，所述四个接地矩形铜片的面积尺寸均为60.5mmX 11mm。综上，本专利技术的天线采用单层嵌套贴片结构实现两个频段覆盖，大大降低了天线的剖面高度；馈电方式采用加载矩形铜片耦合馈电结构，增加了天线的阻抗带宽；采用3dB电桥实现不同的圆极化工作方式，并且大大增加天线的轴比带宽；天线四周贴附着与接地板相连的铜片，天线工作时矩形铜片上的感应电流产生电磁辐射，采用该方法来增加天线各频点的低仰角增益；本专利技术中在介质板间设置的空气层有益于提高天线工作效率，降低材料成本。与现有技术相比，本专利技术能用于北斗一代L频段信号发射和S频段信号接收，实现北斗一代的定位和短报文通信功能，具有成本低、效率高、剖面低、带宽大和波束宽的优点，可很好地应用于北斗导航终端设备。【附图说明】图1是本专利技术的整体结构示意图 图2是本专利技术的上层介质板结构及耦合矩形铜片位置示意图(俯视图)。图3是本专利技术的下层介质板结构示意图(俯视图)。图4为本专利技术天线在低频段反射系数图。图5为本专利技术天线在高频段反射系数图。图6为本专利技术天线在工作频率为1.616GHz和2.492GHz时增益方向图。主要组件符号说明] 图中为上层介质板，2为下层介质板，3为塑料螺丝柱，4为接地矩形铜片，5为第一耦合圆形铜片，6为第一馈电探针，7为第二耦合圆形铜片，8为第二馈电探针，9为L频段SMA接头，10为S频段SMA接头，11为内层正方形环状辐射贴片，12为外层正方形环状辐射贴片，13为3dB电桥，14为微带线a，15为微带线b，16为微带线c，17为微带线d。【具体实施方式】下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。如图1至图3所示，本实例包括上层介质板1和下层介质板2通过四个塑料螺丝柱3进行固定，四周设置四个接地矩形铜片4，铜片通过焊锡与接地板焊接；两层介质之间存在一定厚度的空气层，并且设置有第一耦合圆形铜片5和第二耦合圆形铜片7，耦合圆形铜片的中心为馈电点，第一馈电探针6和第二馈电探针8的顶端分别焊接于第一耦合圆形铜片5和第二耦合圆形铜片7的馈电点处。上层介质板的下表面设置有内层正方形环状辐射贴片11和外层正方形环状辐射贴片12，通过对第一耦合圆形铜片5和第二耦合圆形铜片7馈电来激励内层正方形环状辐射贴片11和外层正方形环状辐射贴片12，使其辐射电磁波。下层介质板2的上表面为接地板，下表面设置有馈电网络，包括四段微带线14、15、16、17和一个3dB电桥13 ;第一馈电探针6和第二馈电探针8的底端分别穿过下层介质板2，并分别连接于微带线14和微带线15的一端；L频段SMA接头9和S频段SMA接头10分别连接于微带线16和微带线17的一端；微带线14、微带线15、微带线16、微带线17的另一端分别连接于3dB电桥13的四个管脚上。在本实施例中，上层介质板的尺寸为70mmX70mmX0.8mm，所述上层介质板下表面的天线辐射贴片由两个内外嵌套的正方形环组成，外环宽度为3.8mm，内环宽度为18.1mm，内环设置有16条缝隙开槽。在本实施例中，下层介质板的尺寸为70mmX70mmX0.8mm。在本实施例中，所述空气层的高度为5.8mm。进一步的，在本实施例中，所述第一耦合圆形铜片与第二耦合圆形铜片的半径均为5.4mm，第一耦合圆形铜片与第二耦合圆形铜片分别位于所述空气层的两条中心线上，并且均距离空气层的中心位置26.2mm。在本实施例中，所述四个接地矩形铜片的面积尺寸均为60.5mmX 11mm。图4为天线在低频段反射系数图，从图中可以看出所设计天线-10dB的工作带宽为1.603GHZ-1.632GHz。图5为天线在高频段反射系数图，从图中可以看出所设计天线-10dB的工作带宽为2.478GHz-2.508GHz。图6为天线在工作频率为1.616GHz和2.492GHz时平面增益方向图。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利技术的涵盖范围。【主权项】1.一种宽频带高低仰角增益北斗一代卫星导航收发天线，其特征在于:包括上层介质板、下层介质板、第一耦合圆形铜片、第二耦合圆形铜片和四个接地矩形铜片，上层介质板与下层介质板均水平放置且上下垂直对应，上层介质板的下表面设置有天线辐射贴片，下层介质板的上表面设置有接地板，下层介质板的下表面设置有馈电网络，上层介质板与下层介质板通过四个塑料螺丝柱固定，上层介质板与下层介质板之本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种宽频带高低仰角增益北斗一代卫星导航收发天线，其特征在于：包括上层介质板、下层介质板、第一耦合圆形铜片、第二耦合圆形铜片和四个接地矩形铜片，上层介质板与下层介质板均水平放置且上下垂直对应，上层介质板的下表面设置有天线辐射贴片，下层介质板的上表面设置有接地板，下层介质板的下表面设置有馈电网络，上层介质板与下层介质板通过四个塑料螺丝柱固定，上层介质板与下层介质板之间设置有一定高度的空气层；第一耦合圆形铜片与第二耦合圆形铜片设置于所述空气层中并且平行于上层介质板与下层介质板，第一耦合圆形铜片与第二耦合圆形铜片的圆心处均设有馈电点，所述馈电点分别与第一馈电探针的一端以及第二馈电探针的一端相连，第一馈电探针的另一端以及第二馈电探针的另一端均与所述馈电网络中的馈电点相连；所述四个接地矩形铜片分别贴设于上层介质板与下层介质板的四周，所述四个接地矩形铜片的其中一边均与所述接地板相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁家德，杨晓杰，罗歆瑶，陈侃，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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