本实用新型专利技术提供一种覆盖全球卫星导航系统的宽带微型微带天线，由辐射器、激励器和馈电网络一体组成。辐射器由陶瓷基材薄片，以及印制在该薄片顶面上的金属贴片与该基材薄片构成一体。辐射器金属贴片形状刻制成前后左右四角中心连体和各角上每块都具有四角中心连体、由16块形状大小相同的第二级贴片；激励器内装四根倒L型耦合探针，耦合探针与贴片间具有耦合间距。将天线的工作频率扩展到1150-1700MHZ，突破了现有微带天线带宽仅为150MHZ的限制，将接收信号频率带宽扩展了3.6-5.5倍。与现有天线尺寸比较实现了天线的微小型化。测试表明：本天线可接收美国GPS、俄国GLONASS及我国北斗星导航系统发射的定位信号。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于卫星导航系统
，确切说是涉及一种覆盖全球卫星导航系的微型接收天线。
技术介绍
全球卫星导航系统，被称作人类在太空里的“眼睛”，哪个国家拥有这双“眼睛”，就掌握了太空战制胜的“王牌”，军事的需要和重要的商业利益，迫使世界强国在这一领域的竞争日趋激烈。全球卫星导航系统具有全时空、全天侯、高精度、连续实时地为地面、海洋以及空中各种载体提供位置、速度、时间等资讯服务的能力，具有对目标定位、导航、监管和管理的精准功能，全球通讯、航天、探矿、救援、国防安全等各领域都离不开它。但是，限于各国的国力和科技水平，目前具有全球卫星定位系统及其导航服务能力的国家，只有美国、俄罗斯、中国和欧盟。美国的GPS全球卫星定位系统，是一个接收型定位系统，只转播信号，用户接收就可定位，不受容量限制。整套系统包括绕地球运行的24颗卫星，每颗卫星能连续发射一定频率的无线电信号，只要持有便携式信号接收机，无论身处陆地、海上还是空中都能收到卫星发出的特定信号。接收机中的电脑只要选取4颗或4颗以上卫星发出的信号进行分析，就能确定接收机持有者的所在位置。然而，由于GPS系统的24颗卫星分布在6条椭圆轨道上，每颗卫星信号频率和调制方式相同，不同卫星信号靠不同伪码区分，其存在的技术弱点是，卫星反馈到地面接收机的GPS信号很弱时，受到干扰会使接收机无法正常工作，导致导航精度降低，这种卫星定位导航系统对中低纬度地区的用户比较便利。俄罗斯的GLONASS全球卫星定位系统，目前有21颗工作卫星分布在3条轨道上，还有3颗备用卫星，较适用高纬度的用户，与GPS相比其定位精度、隐蔽性稍差，但是其抗干扰性明显强于GPS。由于其用户端设备发展严重滞后，其全球的民用和商业用户受到限制。欧盟的伽利略卫星导航系统，是继中国北斗卫星导航系统之后，欧盟计划建设的第4个全球卫星导航系统，由30颗卫星组成。系统的典型功能是信号中继，即向用户接收机的数据传输是通过特殊联系方式或其他系统的中继来实现，并且“伽利略”接收机将可以接受GPS、GLONASS两大系统的信号。中国的BDS北斗卫星导航系统，是继美、俄之后第三个成熟的卫星导航系统。该系统由空间段、地面段和用户段三部分组。北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。根据系统建设总体规划，己于2012年具备了覆盖亚太地区的全天侯、全天时为各类运载工具提供定位、导航、授时服务，以及短报文通信能力。并将于2020年左右建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。目前在用的全球卫星导航系统接收机的终端天线，都是针对不同的卫星导航系统配备的不同的专有接收天线。这种导航系统使用的天线多为圆极化微带天线，其缺点是：(1)微带天线工作频带的瓶颈问题。由于微带天线是谐振式天线工作频带比较窄，一般只能做到10％左右，不能覆盖目前四个导航系统的工作频点。若突破微带天线存在的工作频带窄的技术瓶颈，不得不采用多天线叠层结构。现有在用的星导航系统终端接收机窄带微带天线，为结构繁杂的具有叠层结构的双天线盘，其盘面直径为Φ146mm、盘高60mm，工作频率的低端带宽为1.2GHZ-1.3GHZ，高端带宽为1.5GHZ-1.65GHZ。双天线盘频带太窄，不仅解决不了拓宽频带遇到的瓶颈问题，还造成天线结构更为复杂、尺寸过大、产生互耦干扰。(2)天线的小型化、微型化问题。目前卫星导航系统终端使用的微带天线尺寸过大，很难装在手持机、小型板卡以及对尺寸重量有严格要求的场合。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对现有卫星导航系统接受终端的接收机天线，工作频带窄、尺寸过大、不能兼容接收GPS、GLONASS、北斗及伽利略四套卫星导航系统信号的技术难题，为用户提供一种微小型、重量轻、方便携带，收接频带在1150-1700MHZ，稳定性好，实现一机一天线覆盖全球GPS、GLONASS、北斗、伽利略四套卫星导航信号的便携式终端宽带微型微带天线。可广泛应用于：森林防火、登山旅游、轨道交通、高铁运输、关键设施的定位管理、监测、通讯导航等领域。实现本技术的专利技术目的需采用下述技术方案：一种覆盖全球卫星导航系统的宽带微型微带天线，由辐射器、激励器和馈电网络组成，其特征在于：其中所述的辐射器由边长≤19mm、厚度≤1mm、介电常数Er为35-40的正方形陶瓷基材薄片，以及印制在该陶瓷基材薄片正方形顶面上、边长为17mm的正方形金属贴片与该陶瓷基材薄片构成一体；所述的激励器是装在辐射器的底部，它是由与辐射器正方形陶瓷基材薄片等边长、厚度≤6mm、介电常数Er为14-18的正方形介质基体，以及竖直封装在该介质基体内的四根倒L型耦合探针所组成，探针针体顶部的弯折段与位于其顶部的辐射体的金属贴片平行、探针针体底端装在该介质基体下面的馈电网络印制板上；所述的馈电网络，是装在激励器底部与其长宽尺寸相同的馈电网络印制版，它是由一个180°电桥和两个90°电桥组成的具有一个输入端口和四个输出端口的馈电网络，该馈电网络的四个输出端口，分别为激励器中的四根激励探针提供等幅值、相位分别为0°、90°、180°、270°的信号电平。所述辐射器的正方形金属贴片，为采用准分形结构的第一级贴片，即是自金属贴片各边的中心位置，分别沿自边的垂线方向，向其左右两侧扩展刻制具有相等宽度D1和相等长度的刻制分隔线，整块贴片被刻制成前后左右具有中心连体结构的四块形状大小相同的第一级对称贴片。所述辐射器的正方形金属贴片，为采用准分形结构的第二级贴片，即是针对第一级贴片中连体的前后左右四块贴片的每块贴片：对其外裸的相邻两边，自各边的中心位置沿自边的垂线方向，向其左右两侧扩展刻制具有相等宽度D1和相等长度D2的两条刻制分隔线；对其内含的相邻两边，刻制位置与其外裸两边上的刻制分隔线相对应、具有对应相等宽度D1和长度D2的另两条刻制分隔线，结构上形成前后左右四角中心连体和各角上每块都具有四角中心连体、由16块形状大小相同的第二级贴片组成的辐射器的正方形金属贴片。所述采用准分形结构的第一级贴片，其刻制分隔线的宽度D1为1mm、长度为6.5-7.0mm。所述采用准分形结构的第二级贴片，在其每块连心的第一级对称贴片上，自外裸的相邻两边中心位置制出的刻制分隔线，以及与其对应的内含相邻两边制出的刻制分隔线，其宽度D1为1mm、长度D2为2mm。将贴片刻制成这种连心分级对称贴片的优点是：扩展天线工作带宽，改善辐射效率。所述激励器的耦合探针与贴片的耦合距离为1.0-1.1mm。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种覆盖全球卫星导航系统的宽带微型微带天线，由辐射器、激励器和馈电网络组成，其特征在于：其中辐射器由边长≤19mm、厚度≤1mm、介电常数Er为35‑40的正方形陶瓷基材薄片，以及印制在该陶瓷基材薄片正方形顶面上、边长为17mm的正方形金属贴片与该陶瓷基材薄片构成一体；所述激励器是装在辐射器的底部，它是由与辐射器正方形陶瓷基材薄片等边长、厚度≤6mm、介电常数Er为14‑18的正方形介质基体，以及竖直封装在该介质基体内的四根倒L型耦合探针所组成，探针针体顶部的弯折段与位于其顶部的辐射体金属贴片平行、探针针体底端装在该介质基体下面的馈电网络印制板上；所述馈电网络，是装在激励器底部与其长宽尺寸相同的馈电网络印制版，它是由一个180°电桥和两个90°电桥组成的具有一个输入端口和四个输出端口的馈电网络，该馈电网络的四个输出端口，分别为激励器中的四根激励探针提供等幅值、相位分别为0°、90°、180°、270°的信号电平。
【技术特征摘要】
1.一种覆盖全球卫星导航系统的宽带微型微带天线，由辐射器、激励器和馈电网络组
成，其特征在于：其中辐射器由边长≤19mm、厚度≤1mm、介电常数Er为35-40的正方形陶瓷
基材薄片，以及印制在该陶瓷基材薄片正方形顶面上、边长为17mm的正方形金属贴片与该
陶瓷基材薄片构成一体；
所述激励器是装在辐射器的底部，它是由与辐射器正方形陶瓷基材薄片等边长、厚度
≤6mm、介电常数Er为14-18的正方形介质基体，以及竖直封装在该介质基体内的四根倒L型
耦合探针所组成，探针针体顶部的弯折段与位于其顶部的辐射体金属贴片平行、探针针体
底端装在该介质基体下面的馈电网络印制板上；
所述馈电网络，是装在激励器底部与其长宽尺寸相同的馈电网络印制版，它是由一个
180°电桥和两个90°电桥组成的具有一个输入端口和四个输出端口的馈电网络，该馈电网
络的四个输出端口，分别为激励器中的四根激励探针提供等幅值、相位分别为0°、90°、
180°、270°的信号电平。
2.按照权利要求1所述的覆盖全球卫星导航系统的宽带微型微带天线，其特征在于：所
述辐射器的正方形金属贴片，采用准分形结构的第一级贴片；即是自金属贴片各边的中心
位置，分别沿自边的垂线方向，向其左右两侧扩展刻制具有相等宽度D1和相等长度的刻制
分隔线，整块贴片被刻制成前后左右具有中心连体结构的四块形状大小相同的第一级对称
【专利技术属性】
技术研发人员：滕崴，滕秀文，
申请(专利权)人：成都银丰信禾电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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