本发明专利技术公开了一种基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线，天线包括圆杯形金属腔体，在金属腔体的底部安装介质基板，在介质基板上印刷功分馈电网络，所述的功分馈电网络包括一个总馈电端口和四个输出信号幅度相等、相位依次相差90度的输出端口，四根容性馈电探针的底端分别焊接在四个输出端口上，顶端则均与下层金属圆盘相连接以便对其进行容性耦合馈电，在下层金属圆盘之上为带支节的上层金属圆盘，金属圆柱的底端焊接在金属腔体的底部，顶端与上层金属圆盘焊接在一起，中间则穿过下层金属圆盘并与之焊接在一起。本发明专利技术所公开的天线结构简单紧凑，剖面和后瓣电平低，带宽宽，抗多径干扰能力强，增益、方向图、相位中心、波瓣宽度和辐射性能稳定，适合应用于高精度导航、卫星通信以及全球定位系统等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线
本专利技术属于卫星通信系统中的高精度导航天线领域，特别涉及该领域中的一种基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线。
技术介绍
当今全球导航卫星系统已被用于许多领域，例如导航，定位，公共安全和监视，地理调查，时间标准，测绘，天气和大气信息等。全球导航卫星系统不仅是国家安全和经济的基础设施，也是体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志。由于其在政治、经济、军事等方面具有重要的意义，世界主要军事大国和经济体都在竞相发展独立自主的卫星导航系统。2007年4月14日，我国成功发射了第一颗北斗卫星，标志着世界上第4个GNSS系统进入实质性的运作阶段，估计到2020年前美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO和中国北斗卫星导航系统等4大GNSS系统将建成或完成现代化改造。除了上述4大全球系统外，还包括区域系统和增强系统，其中区域系统有日本的QZSS和印度的IRNSS等。导航天线是全球导航卫星系统的重要组成部分，而且系统定位的精确度很大程度上依赖于导航天线的性能。现有的导航天线大多只是工作在某单一导航系统频段内，无法兼顾多个导航系统。未来几年，卫星导航系统将进入一个全新的阶段。用户将面临4大全球系统近百颗导航卫星并存且相互兼容的局面，因此迫切需要能覆盖所有导航频段的高精度导航天线。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线。本专利技术采用如下技术方案：一种基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线，其改进之处在于：天线包括圆杯形金属腔体，在金属腔体的底部安装介质基板，在介质基板上印刷功分馈电网络，所述的功分馈电网络包括一个总馈电端口和四个输出信号幅度相等、相位依次相差90度的输出端口，四根容性馈电探针的底端分别焊接在四个输出端口上，顶端则均与下层金属圆盘相连接以便对其进行容性耦合馈电，在下层金属圆盘之上为带支节的上层金属圆盘，金属圆柱的底端焊接在金属腔体的底部，顶端与上层金属圆盘焊接在一起，中间则穿过下层金属圆盘并与之焊接在一起。进一步的，金属腔体的直径为160mm，高度为42mm。进一步的，功分馈电网络采用威尔金森功率分配器形式，印制在RogersRO4003介质基板上。进一步的，下层金属圆盘的面积大于上层金属圆盘。进一步的，天线可工作的频率带宽为1100—1680MHz，其驻波比小于2.0，轴比小于3dB，增益变化为5.5dBic至8.5dBic，波瓣宽度在70—80度范围内。本专利技术的有益效果是：本专利技术所公开的天线结构简单紧凑，剖面和后瓣电平低，带宽宽，抗多径干扰能力强，增益、方向图、相位中心、波瓣宽度和辐射性能稳定，适合应用于高精度导航、卫星通信以及全球定位系统等领域。本专利技术所公开的天线可工作在现存所有的卫星导航频段，功分馈电网络中设计有多段宽带移相线，各输出端口间能在较宽频带内保持稳定的相位差，实现宽频段内较好的轴比特性；该天线上层辐射体采用金属圆盘加支节的设计，可以获得更加理想的辐射特性。附图说明图1是本专利技术实施例1所公开天线的三维立体结构示意图；图2是本专利技术实施例1所公开天线的侧面结构示意图；图3是本专利技术实施例1所公开天线功分馈电网络的结构示意图；图4是本专利技术实施例1所公开天线的驻波比数据图；图5是本专利技术实施例1所公开天线的轴比数据图；图6是本专利技术实施例1所公开天线的增益数据图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1，如图1-3所示，本实施例公开了一种基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线，天线包括可保证天线稳定定向辐射的圆杯形金属腔体3，在金属腔体的底部安装介质基板7，在介质基板上印刷宽带功分馈电网络6，所述的功分馈电网络包括一个总馈电端口9和四个输出信号幅度相等、相位依次相差90度的输出端口8，从而实现圆极化。四根容性馈电探针5的底端分别焊接在四个输出端口上，顶端则均与下层金属圆盘1相连接以便对其进行容性耦合馈电，当四根容性馈电探针同时给予等幅、相位依次相差90度的激励时，天线可以实现圆极化辐射。通过调整功率分配器的各段传输线线长及线宽，可以实现四个输出端口等幅、相位依次相差90度的信号输出。在下层金属圆盘之上为带支节的上层金属圆盘2，金属圆柱4的底端焊接在金属腔体的底部，顶端与上层金属圆盘焊接在一起，中间则穿过下层金属圆盘并与之焊接在一起。通过调整下层金属圆盘的直径，可以调整天线工作的中心频率。调整四个馈电探针的尺寸及位置，则可以改善天线的匹配状态。通过调整上层金属圆盘的直径与支节尺寸、腔体口径及腔体高度，可以实现天线良好的辐射性能，例如稳定的增益和波瓣宽度。在本实施例中，金属腔体的直径为160mm，高度为42mm。功分馈电网络采用威尔金森功率分配器形式，印制在RogersRO4003介质基板上。下层金属圆盘的面积大于上层金属圆盘。天线波瓣宽度在70—80度范围内。图4是本专利技术实施例1所公开天线的驻波比数据图，该天线在工作频段1.1-1.68GHz范围内驻波比小于2.0。图5是本专利技术实施例1所公开天线的轴比数据图，该天线在工作频段1.1-1.68GHz范围内轴比小于3.0dB。图6是本专利技术实施例1所公开天线的增益数据图，该天线在工作频段1.1-1.68GHz范围内增益变化为5.5dBic至8.5dBic。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线，其特征在于：天线包括圆杯形金属腔体，在金属腔体的底部安装介质基板，在介质基板上印刷功分馈电网络，所述的功分馈电网络包括一个总馈电端口和四个输出信号幅度相等、相位依次相差90度的输出端口，四根容性馈电探针的底端分别焊接在四个输出端口上，顶端则均与下层金属圆盘相连接以便对其进行容性耦合馈电，在下层金属圆盘之上为带支节的上层金属圆盘，金属圆柱的底端焊接在金属腔体的底部，顶端与上层金属圆盘焊接在一起，中间则穿过下层金属圆盘并与之焊接在一起。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线，其特征在于：天线包括圆杯形金属腔体，在金属腔体的底部安装介质基板，在介质基板上印刷功分馈电网络，所述的功分馈电网络包括一个总馈电端口和四个输出信号幅度相等、相位依次相差90度的输出端口，四根容性馈电探针的底端分别焊接在四个输出端口上，顶端则均与下层金属圆盘相连接以便对其进行容性耦合馈电，在下层金属圆盘之上为带支节的上层金属圆盘，金属圆柱的底端焊接在金属腔体的底部，顶端与上层金属圆盘焊接在一起，中间则穿过下层金属圆盘并与之焊接在一起。
2.根据权利要求1所述基于圆盘激励杯形天线设计的高精度导航天线，其特征在于：金属腔体的直径为...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，高式昌，任晓飞，苏海斌，吴健，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37
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