一种多频去耦网络结构及多频阵列天线制造技术

本发明专利技术涉及天线技术领域，特别涉及一种多频去耦网络结构及多频阵列天线。上述多频去耦网络结构，应用于多频阵列天线，上述多频去耦网络结构包括至少两个去耦网络层，其中，每一去耦网络层分别用于消除上述多频阵列天线的多个工作频段中相应一个工作频段的天线阵元之间的电磁耦合；上述至少两个去耦网络层以层叠方式堆叠，多个所述天线阵元设置于所述多频阵列天线接地板的一侧，所述多频去耦网络结构设置于所述多频阵列天线接地板的另一侧。实现了对每一工作频段的天线阵元之间的电磁耦合进行有效消除，提高了多频阵列天线轴比性，从而使得多频阵列天线中各天线阵元之间的间距能进一步减小，满足了人们对设备的小型化、便携程度的需求。

A multi frequency decoupling network structure and multi frequency array antenna

【技术实现步骤摘要】
一种多频去耦网络结构及多频阵列天线
本专利技术涉及天线
，特别涉及一种多频去耦网络结构及多频阵列天线。
技术介绍
全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystems，GNSS)在各大领域的应用日益广泛，尤其是定位导航、精密授时等服务对于国家安全和稳定起到至关重要的作用。现在全球包括四个主要的GNSS系统，它们是：美国的全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)、欧洲的伽利略定位系统(Galileo)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)和中国的“北斗”系统。为了提升系统定位的精确性、可靠性和安全性，多模GNSS导航技术的发展成为未来导航技术发展的必然趋势。作为多模GNSS接收机关键器件的多频圆极化天线，其研究与设计受到了广泛重视。目前，需要将多个天线阵元组成阵列天线的方式来满足天线的高增益、波束扫描等应用需求，同时人们对设备的小型化、便携程度要求的不断增加，使得天线阵元之间的间距越来越小，那么，天线阵元之间的电磁耦合对阵元天线的阻抗匹配特性和辐射性能有较大的影响。进一步的，随着天线技术的发展，一个多频阵列天线可同时工作于不同波段下，如，工作于GPSL1(1.575GHz)，L2(1.227GHz)，L5(1.176GHz)波段的单馈点三频段圆极化微带天线；当阵元天线的天线阵元间距减小时，通常采用去耦网络的方法来降低耦合对阵列天线的影响。然而，目前的去耦网络仅针对单频阵列天线，而对多频阵列天线的去耦效果不佳，天线阵元间的耦合过高，阵列天线轴比性能下降。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种多频去耦网络及多频阵列天线，用以解决现有技术中存在的多频阵列天线的去耦效果不佳，天线阵元间的耦合过高，阵列天线轴比性能下降的问题。本专利技术实施例中提供的具体技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种多频去耦网络结构，应用于多频阵列天线，上述多频去耦网络结构包括至少两个去耦网络层，其中，每一去耦网络层分别用于消除上述多频阵列天线的多个工作频段中相应一个工作频段的天线阵元之间的电磁耦合；上述至少两个去耦网络层以层叠方式堆叠，多个上述天线阵元设置于所述多频阵列天线接地板的一侧，上述多频去耦网络结构设置于上述多频阵列天线接地板的另一侧。采用本专利技术提供的多频去耦网络结构，通过针对多频阵列天线工作的每一工作频段分别设计有相应的，用于消除相应一个工作频段的天线阵元之间的电磁耦合的去耦网络层，实现了对每一工作频段的天线阵元之间的电磁耦合进行有效消除，提高了多频阵列天线轴比性，从而使得多频阵列天线中各天线阵元之间的间距能进一步减小，满足了人们对设备的小型化、便携程度的需求。且各去耦网络层采用层叠方式堆叠，设置于多频阵列天线的接地板上，多频去耦网络结构布局合理，进一步的，一个去耦网络层由多个微带线组成的二元阵列去耦单元组成，一个二元阵列去耦单元的微带线的参数值与两个天线阵元之间的距离，以及该两个天线阵元的工作频段相关联。可选的，每一去耦网络层均包括至少两个由若干微带线组成二元阵列去耦单元，其中，相邻天线阵元之间设置有一个二元阵列去耦单元，不同去耦网络层中的二元阵列去耦单元的微带线参数值不同。可选的，每一去耦网络分别印制在相应的电介质基板上；印制有相应去耦网络的电介质基板以层叠方式堆叠，上述多频去耦网络结构焊接于上述多频阵列天线的接地板上。上述可选的方式描述了本专利技术中将各去耦网络层分别印制在电介质基板上，以印制有去耦网络的电介质基板为基础，将各去耦网络层采用层叠方式进行堆叠，并采用焊接的方式将多频去耦网络结构焊接在多频阵列天线的接地板上。可选的，上述电介质基板为介电常数为3-5的FR4介质板；上述电介质基板与上述多频阵列天线共地。上述可选的方式描述了本专利技术中一种较佳的电介质基板，限定了电介质基板的特性，电介质基板焊接在多频阵列天线的接地板上，从而电介质基板与多频阵列天线共地。可选的，上述二元阵列去耦单元进一步包括阻抗匹配网络，用于调整阵列天线端口间阻抗匹配特性，其中，不同去耦网络层中的二元阵列去耦单元的阻抗匹配网络参数值不同。上述可选的方式描述了一个二元阵列去耦单元中除包括若干微带线之外，还包括有若干阻抗匹配网络，阻抗匹配网络用于调整阵列天线各端口间的阻抗匹配特性，当然，不同去耦网络层中的二元阵列去耦单元的阻抗匹配网络参数值可以不同。可选的，上述阻抗匹配网络为λ/4阻抗变换器；或者，上述阻抗匹配网络为L型阻抗匹配网络。上述可选的方式描述了具体的两种阻抗匹配网络的型号，阻抗匹配网络可以为四分之一阻抗变换器，也可以为L性阻抗匹配网络。可选的，上述多频去耦网络结构为三频去耦网络，上述三频去耦网络包括第一去耦网络层，第二去耦网络层和第三去耦网络层，其中，上述第一去耦网络层用于消除全球定位系统GPSL1频段的天线阵元之间的电磁耦合；上述第二去耦网络层用于消除GPSL2频段的天线阵元之间的电磁耦合；上述第三去耦网络层用于消除GPSL5频段的天线阵元之间的电磁耦合。上述可选的方式描述了一种具体限定了去耦网络层数的多频去耦网络结构，应用于工作在GPSL1，L2和L5频段的三频阵列天线，每一去耦网络层分别用于消除相应工作频段的天线阵元之间的电磁耦合。可选的，每一去耦网络层均采用微带线馈电方式进行馈电。第二方面，本专利技术实施例提供一种多频阵列天线，上述多频阵列天线包括第一方面中任一项上述的多频去耦网络结构，金属接地板和多频天线阵元，其中，上述多频天线阵元设置于上述金属接地板一侧，上述多频去耦网络结构设置于上述金属接地板的另一侧。可选的，上述多频天线阵元包括多组天线贴片，其中，上述多频天线阵元可接收的信号的频段数与上述多组天线贴片的组数相同，上述多组天线贴片设置于相应的底板上，并以层叠方式堆叠。本专利技术有益效果如下：综上所述，本专利技术实施例中提供一种多频去耦网络结构，上述多频去耦网络结构，应用于多频阵列天线，上述多频去耦网络结构包括至少两个去耦网络层，其中，每一去耦网络层分别用于消除上述多频阵列天线的多个工作频段中相应一个工作频段的天线阵元之间的电磁耦合；上述至少两个去耦网络层以层叠方式堆叠，多个上述天线阵元设置于所述多频阵列天线接地板的一侧，上述多频去耦网络结构设置于上述多频阵列天线接地板的另一侧。采用上述多频去耦网络结构，通过针对多频阵列天线工作的每一工作频段分别设计有相应的，用于消除相应一个工作频段的天线阵元之间的电磁耦合的去耦网络层，实现了对每一工作频段的天线阵元之间的电磁耦合进行有效消除，提高了多频阵列天线轴比性。减小了各天线阵元之间的间距，满足了人们对设备的小型化、便携程度的需求。附图说明图1为本专利技术实施例中，多频阵列天线和多频去耦网络结构的示意图；图2为本专利技术实施例中，一个去耦网络层的结构示意图；图3为本专利技术实施例中，一个二元阵列去耦单元的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术实施例中介绍的技术方案，现给出部分术语的定义：1、多频阵列天线：是指可工作于多个工作频段下的阵列天线，即可同时接收多个不同频段的信号的阵列天线。例如，可工作于GPSL1，L2和L5频段下的多频阵列天线，包括工作于GPSL1频段下的第一天线阵元，工作于GPSL2频段下的第二天线阵元和工作于GPSL5频段下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多频去耦网络结构，其特征在于，应用于多频阵列天线，所述多频去耦网络结构包括至少两个去耦网络层，其中，每一去耦网络层分别用于消除所述多频阵列天线的多个工作频段中相应一个工作频段的天线阵元之间的电磁耦合.所述至少两个去耦网络层以层叠方式堆叠，多个所述天线阵元设置于所述多频阵列天线接地板的一侧，所述多频去耦网络结构设置于所述多频阵列天线接地板的另一侧。

【技术特征摘要】
1.一种多频去耦网络结构，其特征在于，应用于多频阵列天线，所述多频去耦网络结构包括至少两个去耦网络层，其中，每一去耦网络层分别用于消除所述多频阵列天线的多个工作频段中相应一个工作频段的天线阵元之间的电磁耦合.所述至少两个去耦网络层以层叠方式堆叠，多个所述天线阵元设置于所述多频阵列天线接地板的一侧，所述多频去耦网络结构设置于所述多频阵列天线接地板的另一侧。2.如权利要求1所述的多频去耦网络结构，其特征在于，每一去耦网络层均包括至少两个由若干微带线组成二元阵列去耦单元，其中，相邻天线阵元之间设置有一个二元阵列去耦单元，不同去耦网络层中的二元阵列去耦单元的微带线参数值不同。3.如权利要求1或2所述的多频去耦网络结构，其特征在于，每一去耦网络分别印制在相应的电介质基板上；印制有相应去耦网络的电介质基板以层叠方式堆叠，所述多频去耦网络结构焊接于所述多频阵列天线的接地板上。4.如权利要求3所述的多频去耦网络结构，其特征在于，所述电介质基板为介电常数为3-5的FR4介质板；所述电介质基板与所述多频阵列天线共地。5.如权利要求2所述的多频去耦网络结构，其特征在于，所述二元阵列去耦单元进一步包括阻抗匹配网络，用于调整阵列天线端口间阻抗匹配特性，其中，不同去耦网络层中的二元...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵璇，
申请(专利权)人：中移苏州软件技术有限公司，中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32