双频双圆极化北斗导航天线及北斗卫星导航终端设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双频双圆极化北斗导航天线及北斗卫星导航终端设备，所述天线包括第一介质基板、第二介质基板、第一辐射贴片、第二辐射贴片、地板和馈电探针，所述第一辐射贴片、第一介质基板、第二辐射贴片、第二介质基板和地板从上到下依次设置，所述馈电探针的第一端与地板连接，馈电探针的第二端依次通过第二介质基板、第二辐射贴片与第一辐射贴片连接；所述北斗卫星导航终端包括上述的天线。本实用新型专利技术在具备双频双圆极化特性的基础上，具有结构简单、带宽大、成本低和易加工等优点。

【技术实现步骤摘要】
双频双圆极化北斗导航天线及北斗卫星导航终端设备
本技术涉及一种北斗导航天线，尤其是一种双频双圆极化北斗导航天线及北斗卫星导航终端设备，属于天线

技术介绍
随着通信技术的发展，全球卫星定位与通信系统由其高定位精度、广覆盖范围和快响应速度等优点被广泛应用于军民领域。目前已有的全球卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和由中国自主研发的北斗卫星导航系统。现在的北斗卫星导航系统已经具备了在中国及周边地区范围内的定位、报文和授时功能，并在电信、交通运输、渔业、测绘、水利、勘探、森林防火和国家安全等领域发挥重要的作用。北斗卫星导航系统分为北斗一代卫星导航系统和北斗二代卫星导航系统，其中已建成并开放使用的北斗一代卫星导航系统工作于两个频段，L频段以左旋圆极化工作，S频段以右旋圆极化工作，可见实现北斗导航天线的双频圆极化在实际应用中有着重要的意义。但多数双频圆极化天线采用多点馈电存在馈电复杂的缺点；一般市场上的北斗导航天线大多使用高介电常数的陶瓷材料作为介质板材料，使得天线的阻抗带宽和轴比带宽较窄，亦增加了北斗一代天线的加工成本。
技术实现思路
本技术的目的是解决上述现有技术的不足之处，提供一种双频双圆极化北斗导航天线，该天线在具备双频双圆极化特性的基础上，具有结构简单、带宽大、成本低和易加工等优点。本技术的另一目的在于提供一种北斗卫星导航终端设备。本技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：双频双圆极化北斗导航天线，包括第一介质基板、第二介质基板、第一辐射贴片、第二辐射贴片、地板和馈电探针，所述第一辐射贴片、第一介质基板、第二辐射贴片、第二介质基板和地板从上到下依次设置，所述馈电探针的第一端与地板连接，馈电探针的第二端依次通过第二介质基板、第二辐射贴片与第一辐射贴片连接。进一步的，所述第一辐射贴片贴附在第一介质基板的上表面，所述第二辐射贴片贴附在第一介质基板的下表面，所述地板贴附在第二介质基板的下表面。进一步的，所述第一介质基板的尺寸小于第二介质基板的尺寸。进一步的，所述第一介质基板和第二介质基板的截面形状为正方形。进一步的，所述第一辐射贴片上设有两个等腰三角形切角、两个矩形枝节和两个L形枝节，所述两个等腰三角形切角分别位于第一辐射贴片两个相对的角上，所述两个矩形枝节分别位于两个等腰三角形切角上，所述两个L形枝节分别与第一辐射贴片连接。进一步的，所述等腰三角形的直角边长为13mm～14mm，所述两个矩形枝节的长度为11mm～12mm，宽度为5mm～6mm，所述两个L形枝节的宽度为2mm～3mm。进一步的，所述第二辐射贴片上设有两个等腰三角形切角、两个L形切角和矩形缝隙，两个等腰三角形切角分别位于第二辐射贴片其中两个相对的角上，所述两个L形切角分别位于第二辐射贴片另外两个相对的角上，所述矩形缝隙位于第二辐射贴片的中心。进一步的，所述等腰三角形的直角边长为9mm～10mm，所述两个L形切角的宽度为0.8mm～1.2mm，所述矩形缝隙的长度为7mm～8mm，宽度为1mm～2mm。进一步的，所述第二辐射贴片上还设有过孔，所述过孔可使馈电探针通过。进一步的，所述过孔的半径为0.8mm～1.2mm。进一步的，所述馈电探针采用同轴线，同轴线第一端的外表面与地板连接，同轴线第二端的内芯依次通过第二介质基板、第二辐射贴片与第一辐射贴片连接。进一步的，所述同轴线的特征阻抗为50Ω。本技术的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：北斗卫星导航终端设备，所述设备包括上述的双频双圆极化北斗导航天线。本技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本技术天线设置了上、下两层介质基板以及上、下两层辐射贴片，通过层叠的方式实现了双频双圆极化，并且采用单个馈电探针进行馈电，这种单馈点馈电的方式，在带宽性能不差的情况下相较多点馈电方式具有馈电简单的优点。2、本技术天线在上层辐射贴片的两个相对的角上进行等腰三角形切角，并且这两个切角上分别设置矩形枝节，另外上层辐射贴片上还设置两个L形枝节，通过加载两个矩形枝节和两个L形枝节，能够有效地激励起多个谐振点，相比通常的矩形贴片天线，天线带宽更大。3、本技术天线在下层辐射贴片的其中两个相对的角上进行等腰三角形切角，另外两个相对的角上进行L形切角，通过增加等腰三角形切角和L形切角，可以产生更好的圆极化性能。4、本技术天线在L频段实现了左旋圆极化，阻抗带宽9.2％，轴比带宽1.6％；在S频段实现了右旋圆极化，阻抗带宽4.9％，轴比带宽1.1％，其阻抗带宽好于一般的微带贴片天线，具有较好的阻抗带宽特性，并且轴比带宽都大于1％，能够满足北斗卫星导航系统的工作指标。附图说明图1为本技术实施例1的双频双圆极化北斗导航天线侧视结构图。图2为本技术实施例1的第一辐射贴片俯视结构图。图3为本技术实施例1的第二辐射贴片俯视结构图。图4为本技术实施例1的双频双圆极化北斗导航天线反射系数仿真图。图5为本技术实施例1的双频双圆极化北斗导航天线在L频段轴比仿真图。图6为本技术实施例1的双频双圆极化北斗导航天线在S频段轴比仿真图。图7为本技术实施例1的双频双圆极化北斗导航天线在1.616GHz时的辐射特性仿真图。图8为本技术实施例1的双频双圆极化北斗导航天线在2.492GHz时的辐射特性仿真图。其中，1-第一介质基板，2-第二介质基板，3-第一辐射贴片，4-第二辐射贴片，5-地板，6-馈电探针，7-第一等腰三角形切角，8-矩形枝节，9-L形枝节，10-第二等腰三角形切角，11-L形切角，12-矩形缝隙，13-过孔。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1：如图1所示，本实施例提供了一种双频双圆极化北斗导航天线，该天线能够很好地应用于北斗卫星导航终端设备，其包括第一介质基板1、第二介质基板2、第一辐射贴片3、第二辐射贴片4、地板5和馈电探针6。所述第一介质基板1和第二介质基板2分别为上、下两层介质基板，第一辐射贴片3和第二辐射贴片4分别为上、下两层辐射贴片，第一辐射贴片3、第一介质基板1、第二辐射贴片4、第二介质基板2和地板5从上到下依次设置，通过层叠的方式实现了双频双圆极化，具体地，第一辐射贴片3贴附在第一介质基板1的上表面，第二辐射贴片4贴附在第一介质基板1的下表面，地板5贴附在第二介质基板2的下表面。进一步地，第一介质基板1的尺寸小于第二介质基板2的尺寸，并且第一介质基板1和第二介质基板2的截面均为正方形，第一介质基板1的截面边长为43mm，高度h1为1.6mm，第二介质基板2的截面边长为70mm，高度h2为3.2mm，即第一介质基板1的整体尺寸为43mm×43mm×1.6mm，第二介质基板2的整体尺寸为70mm×70mm×3.2mm。更进一步地，第一介质基板1和第一介质基板2均采用FR4介质板材，在介质材料的选择方面可以降低很大的成本，相对介电常数为4.4，损本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双频双圆极化北斗导航天线，其特征在于：包括第一介质基板、第二介质基板、第一辐射贴片、第二辐射贴片、地板和馈电探针，所述第一辐射贴片、第一介质基板、第二辐射贴片、第二介质基板和地板从上到下依次设置，所述馈电探针的第一端与地板连接，馈电探针的第二端依次通过第二介质基板、第二辐射贴片与第一辐射贴片连接；所述第一辐射贴片上设有两个等腰三角形切角、两个矩形枝节和两个L形枝节，所述两个等腰三角形切角分别位于第一辐射贴片两个相对的角上，所述两个矩形枝节分别位于两个等腰三角形切角上，所述两个L形枝节分别与第一辐射贴片连接；所述第二辐射贴片上设有两个等腰三角形切角、两个L形切角和矩形缝隙，两个等腰三角形切角分别位于第二辐射贴片其中两个相对的角上，所述两个L形切角分别位于第二辐射贴片另外两个相对的角上，所述矩形缝隙位于第二辐射贴片的中心。

【技术特征摘要】
1.双频双圆极化北斗导航天线，其特征在于：包括第一介质基板、第二介质基板、第一辐射贴片、第二辐射贴片、地板和馈电探针，所述第一辐射贴片、第一介质基板、第二辐射贴片、第二介质基板和地板从上到下依次设置，所述馈电探针的第一端与地板连接，馈电探针的第二端依次通过第二介质基板、第二辐射贴片与第一辐射贴片连接；所述第一辐射贴片上设有两个等腰三角形切角、两个矩形枝节和两个L形枝节，所述两个等腰三角形切角分别位于第一辐射贴片两个相对的角上，所述两个矩形枝节分别位于两个等腰三角形切角上，所述两个L形枝节分别与第一辐射贴片连接；所述第二辐射贴片上设有两个等腰三角形切角、两个L形切角和矩形缝隙，两个等腰三角形切角分别位于第二辐射贴片其中两个相对的角上，所述两个L形切角分别位于第二辐射贴片另外两个相对的角上，所述矩形缝隙位于第二辐射贴片的中心。2.根据权利要求1所述的双频双圆极化北斗导航天线，其特征在于：所述第一介质基板的尺寸小于第二介质基板的尺寸。3.根据权利要求1所述的双频双圆极化北斗导航天线，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雄英，杨洪财，范艺，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44