一种双频圆极化微带北斗天线制造技术

本发明专利技术公开了一种双频圆极化微带北斗天线，包括同轴馈电探针、下层基板和上层基板，下层基板的底面设置有金属接地层，下层基板的顶面设置有下层微带贴片，上层基板的顶面设置有上层微带贴片，下层微带贴片上设置有下层微带贴片孔，贯通孔依次贯穿上层基板、下层微带贴片孔、下层基板和金属接地层，贯通孔内设置有同轴馈电探针，同轴馈电探针的顶端与上层微带贴片连接，同轴馈电探针的底端与金属接地层之间设置有同轴线内介质，同轴线内介质外套设有与金属接地层连接的馈线屏蔽层。本发明专利技术只需要一个馈电端口进行激励，就能实现天线在北斗导航B1、B3双频段工作，天线结构轻巧简便；低仰角度高增益、隔离度高、轴比好、圆极化度高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信天线领域，具体涉及一种双频圆极化微带北斗天线，适用于信号传输。
技术介绍
微带天线具有以下几个方面的优点；(1)具有剖面薄，容易与载体(如飞行器)共形的特点；(2)微带天线体积小，重量轻，成本低，易于大量生产；(3)微带天线具有平面结构，与集成电路有良好的兼容性，能和有源器件、电路集成为统一的组件；(4)不同设计的微带元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整，可以用简单的馈电实现线极化和圆极化。因此在雷达目标精确识别、电子对抗、地质矿藏勘探、地球物理勘测、无线通信、移动通信、卫星通信等众多军用和民用领域都有着广泛的应用需求。近年来，随着多模卫星组合导航技术的发展，可同时接收多个频段信号的卫星接收天线的设计得到了越来越多的关注。在此类应用中，要求微带天线双频工作。微带天线实现双频工作的方法有很多，根据不同的尺寸及性能要求，实现双频工作的方法也不尽相同。归纳起来大概分为两类：单层微带结构和多层微带结构。单层结构实现需在微带贴片上开槽或者是电容、电阻加载，改变微带贴片上场的分布，进而使得天线出现双谐振模式；多层结构实现时可以选用相同或者不同介电常数的介质基板，通过不同层的微带贴片形成不同的谐振性能，从而实现双频工作。
技术实现思路
本专利技术专利提供一种双频圆极化微带北斗天线，该天线使用一种新的双层微带贴片耦合馈电结构，此结构微带天线能够实现在北斗导航B1(1561.098±2.046MHz)和B3频段(1268.52±10.23MHz)双频工作。该结构双频微带北斗天线与一般的双频微带北斗天线相比，只有一个馈电端口，天线轻巧简便；天线具有低仰角度高增益、圆极化度高、轴比好、B1和B3频段间隔离度高的特点。本专利技术的目的可通过下列技术方案实现：一种双频圆极化微带北斗天线，包括同轴馈电探针，还包括下层基板和设置在下层基板上的上层基板，下层基板的底面设置有金属接地层，下层基板的顶面设置有下层微带贴片，上层基板的顶面设置有上层微带贴片，下层微带贴片上设置有下层微带贴片孔，贯通孔依次贯穿上层基板、下层微带贴片孔、下层基板和金属接地层，贯通孔内设置有同轴馈电探针，同轴馈电探针的顶端与上层微带贴片连接，同轴馈电探针的底端与金属接地层之间设置有同轴线内介质，同轴线内介质外套设有与金属接地层连接的馈线屏蔽层。如上所述的上层基板和下层基板均为Taconic RF35板材，上层基板和下层基板的介电常数εr＝3.5，介质损耗正切角tanσ＝0.0018，上层基板的厚度H2＝1.5mm，下层基板的厚度H1＝1.5mm。如上所述的上层基板为边长为60mm的正方形，下层基板为边长为70mm的正方形。如上所述的下层微带贴片为边长46.8mm的正方形贴片切除对角，下层微带贴片的切除的对角均为直角边长为3.2mm的等边直角三角形；上层微带贴片为边长为37.6mm正方形贴片切除对角，上层微带贴片的切除的对角均为直角边长为2.4mm的等边直角三角形。如上所述的下层微带贴片和上层微带贴片的中心垂线共线，下层微带贴片和上层微带贴片的对应的各边平行，下层微带贴片所在正方形的其中一个边为下层微带贴片参照边，下层微带贴片孔的中心位于下层微带贴片的中心远离下层微带贴片参照边垂直偏移6.3mm的位置；贯通孔的轴线、同轴馈电探针的轴线、下层微带贴片孔的中心轴线共线。如上所述的下层基板和上层基板通过四个塑料安装螺柱紧密连接，塑料安装螺柱与下层微带贴片以及上层微带贴片最小的安全距离为5mm。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、一般的双频微带北斗天线通过两路端口分别对不同的微带辐射单元进行激励，从而产生两个谐振工作频段，本专利技术双频圆极化微带北斗天线只需要一路端口激励，通过耦合馈电，产生两个谐振工作频段。与一般的双频微带北斗天线相比，天线更加轻巧简便；上层耦合微带贴片对下层微带贴片有引向作用，下层微带贴片对上层微带辐射天线有隔离拉伸作用，天线在两个工作频段，低仰角度增益更高，轴比指标更好。2、本专利技术天线选择合适的微带贴片尺寸，减小了两微带贴片之间的电磁能量耦合，两层贴片之间没有引入空气层，天线尺寸紧凑，易于加工生产。具有结构轻巧简便、增益高、轴比好的优点。附图说明图1为本专利技术的天线结构顶视图；图2为本专利技术的天线结构侧视图；图3为本专利技术的天线结构三维图。图中：1-金属接地层；2-下层基板；3-下层微带贴片；4-下层微带贴片孔；5-上层基板；6-上层微带贴片；7-同轴馈电探针；8-塑料安装螺柱；9-馈线屏蔽层；10-同轴线内介质；11-贯通孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1：一种双频圆极化微带北斗天线，包括同轴馈电探针7，还包括下层基板2和设置在下层基板2上的上层基板5，下层基板2的底面设置有金属接地层1，下层基板2的顶面设置有下层微带贴片3，上层基板5的顶面设置有上层微带贴片6，下层微带贴片3上设置有下层微带贴片孔4，贯通孔11依次贯穿上层基板5、下层微带贴片孔4、下层基板2和金属接地层1，贯通孔11内设置有同轴馈电探针7，同轴馈电探针7的顶端与上层微带贴片6连接，同轴馈电探针7的底端与金属接地层1之间设置有同轴线内介质10，同轴线内介质10外套设有与金属接地层1连接的馈线屏蔽层。天线采用微带贴片层叠结构，包括下层微带贴片3、上层微带贴片6和金属接地层1，上层微带贴片6辐射B1频段，下层微带贴片3辐射B3频段，下层微带贴片3同时充当上层微带贴片6的接地板，下层微带贴片3和上层微带贴片6之间为介质基板5。馈电方式结合了探针直接馈电和孔径耦合馈电，下层微带贴片3上开设有下层微带贴片孔4，同轴馈电探针7依次穿过下层基板2、下层微带贴片孔4、上层基板5直接馈电到上层微带贴片6，同轴馈电探针7通过同轴线内介质10与金属接地层1断路隔离，馈线屏蔽层9与金属接地层1共地连接。而下层微带贴片3由馈电探针7通过的贯通孔11耦合电磁波进行馈电。贯通孔11的轴线、下层微带贴片孔4的中心轴线、馈电针7的轴线共线，直接从下层基板2打穿至上层基板5，贯通孔11大小直接影响电磁能量的耦合程度。由于天线工作于双频，且通过单点耦合馈电实现，下层微带贴片3和上层微带贴片6尺寸不能太接近，否则将会引起较强的耦合，而使得两天线不能良好地工作，即下层微带贴片3和上层微带贴片6尺寸应尽量拉开。方形微带贴片的边长L与其对应工作频段f关系由下式给出： f = c 2 ( L + Δ l ) ϵ r - - - ( 1 ) ]]>其中，c为光在真空中的传播速度，L为方形微带贴片的边长，Δl是由边缘效应引起的电纳可用延伸长度，εr为基板材料的相对介电常数。为实现天线圆极化工作，分别在上层微带贴片6和下层微带贴片3的对角上进行切角，切角尺寸大小跟天线的品质因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双频圆极化微带北斗天线，包括同轴馈电探针(7)，其特征在于，还包括下层基板(2)和设置在下层基板(2)上的上层基板(5)，下层基板(2)的底面设置有金属接地层(1)，下层基板(2)的顶面设置有下层微带贴片(3)，上层基板(5)的顶面设置有上层微带贴片(6)，下层微带贴片(3)上设置有下层微带贴片孔(4)，贯通孔(11)依次贯穿上层基板(5)、下层微带贴片孔(4)、下层基板(2)和金属接地层(1)，贯通孔(11)内设置有同轴馈电探针(7)，同轴馈电探针(7)的顶端与上层微带贴片(6)连接，同轴馈电探针(7)的底端与金属接地层(1)之间设置有同轴线内介质(10)，同轴线内介质(10)外套设有与金属接地层(1)连接的馈线屏蔽层。

【技术特征摘要】
1.一种双频圆极化微带北斗天线，包括同轴馈电探针(7)，其特征在于，还包括下层基板(2)和设置在下层基板(2)上的上层基板(5)，下层基板(2)的底面设置有金属接地层(1)，下层基板(2)的顶面设置有下层微带贴片(3)，上层基板(5)的顶面设置有上层微带贴片(6)，下层微带贴片(3)上设置有下层微带贴片孔(4)，贯通孔(11)依次贯穿上层基板(5)、下层微带贴片孔(4)、下层基板(2)和金属接地层(1)，贯通孔(11)内设置有同轴馈电探针(7)，同轴馈电探针(7)的顶端与上层微带贴片(6)连接，同轴馈电探针(7)的底端与金属接地层(1)之间设置有同轴线内介质(10)，同轴线内介质(10)外套设有与金属接地层(1)连接的馈线屏蔽层。2.根据权利要求1所述的一种双频圆极化微带北斗天线，其特征在于，所述的上层基板(5)和下层基板(2)均为Taconic RF35板材，上层基板(5)和下层基板(2)的介电常数εr＝3.5，介质损耗正切角tanσ＝0.0018，上层基板(5)的厚度H2＝1.5mm，下层基板(2)的厚度H1＝1.5mm。3.根据权利要求2所述的一种双频圆极化微带北斗天线，其特征在于，所述的上层基板(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东华，吴杨，贺智轶，吴勇，任学峰，王媛，
申请(专利权)人：武汉中原电子集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42