一种多制式移动通信信号测向天线制造技术

本发明专利技术公开了一种多制式移动通信信号测向天线，包括低频天线阵列和高频天线阵列；低频天线阵列包括设置在同一水平面上呈L型布设的多个低频圆极化天线，低频圆极化天线包括由上层微带天线、中层微带天线、底层微带天线、馈电网络层和接地板，高频天线阵列包括设置在同一水平面上呈L型布设的多个高频圆极化天线；高频圆极化天线包括相互正交的第一Vivaldi天线阵子和第二Vivaldi天线阵子。本发明专利技术结构简单、设计合理，设计了分别应用于0.8GHz～0.96GHz的低频圆极化天线和1.7GHz～2.7GHz高频圆极化天线，同时使用这两种圆极化天线可以达到全频段覆盖的效果；利用低频圆极化天线和高频圆极化天线作为阵元，分别设计两组L型测向阵列，解决测向阵列尺寸大、带宽窄的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多制式移动通信信号测向天线
本专利技术属于天线通信
，具体涉及一种多制式移动通信信号测向天线。
技术介绍
目前，无线电技术得到迅速发展，无线电测向作为无线电监测、技术侦查和电子对抗的一项重要技术手段，已得到业界越来越多的关注。无线电测向设备使用天线来寻找信标或者信号源，测向天线是无线电测向设备的重要组成部分，测向天线的性能尤其是方向图性能决定了无线电测向设备的灵敏度。测向天线是移动通信信号测向系统中用于发射和接收电磁波的前端部件，其作用是进行电磁波与感应电动势的相互转换，在移动通信信号测向系统中，天线起着举足轻重的作用，提升测向天线的技术性能，对于提高整个移动通信信号测向系统的综合性能和实用价值有着重要意义。由于我国移动通信行业的快速发展，形成了2G/3G/4G网络并存的局面，移动通信网络由中国移动、中国联通、中国电信三大运营商分别搭建和管理。国内三大运营商所使用的移动通信制式非常繁多，包括GSM、DSC、CDMA和LTE这四个种类，其上行链路和下行链路所使用的频点分布在0.8GHz-0.96GHz、1.7GHz-2.7GHz这两个频段。当前市面上存在的便携式移动测向系统存在工作带宽不够的问题，如大唐移动手机侦码测向系统无法支持DSC和CDMA通信制式的手机测向，这是因为该系统所使用的测向天线工作频段只有0.89GHz-0.96GHz、2.3GHz-2.7GHz，由此会出现手机漏测的问题。只有将测向天线的工作带宽拓展到移动通信网络的全频段，才能确保测向系统能对多种制式的移动通信信号的可用性，提高移动通信测向系统的实用性。因此需要一种能解决现有测向天线尺寸大、带宽窄等突出问题的多种制式移动通信信号测向的小型宽带圆极化天线。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多制式移动通信信号测向天线，其结构简单、设计合理，设计了分别应用于0.8GHz～0.96GHz和1.7GHz～2.7GHz频段的两种圆极化天线，同时使用这两种圆极化天线可以达到全频段覆盖的效果；利用低频圆极化天线和高频圆极化天线作为阵元，分别设计两组L型测向阵列，解决测向阵列尺寸大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：包括用于接收0.8GHz～0.96GHz的低频天线阵列和用于接收1.7GHz～2.7GHz的高频天线阵列；所述低频天线阵列包括设置在同一水平面上呈L型布设的多个低频圆极化天线，所述低频圆极化天线包括由上层微带天线、中层微带天线、底层微带天线、馈电网络层和接地板，所述上层微带天线包括上层微带贴片和上层介质基板，所述上层微带贴片具有切角和中心孔，所述中层微带天线包括包括中层微带贴片和中层介质基板，所述中层微带贴片斜对称设置，所述底层微带天线包括底层介质基板和刻蚀在底层介质基板上的金属导带，所述底层馈电网络层包括馈电介质基板和馈电网络电路板，所述馈电网络电路板包括威尔金森功分器和与威尔金森功分器输出端口相接的金属探针；所述高频天线阵列包括设置在同一水平面上呈L型布设的多个高频圆极化天线；所述高频圆极化天线包括相互正交的第一Vivaldi天线阵子和第二Vivaldi天线阵子。上述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述第一Vivaldi天线阵子包括第一上层金属层、第一下层接地层、设置在第一上层金属层和第一下层接地层之间的第一介质层，所述第一介质层设置有第一微带馈电线和与第一微带馈电线相接的第一金属贴片，所述第一金属贴片弯向第一介质层的两端并与第一介质层所在平面相垂直；所述第二Vivaldi天线阵子包括第二上层金属层、第二下层接地层、设置在第二上层金属层和第二下层接地层之间的第二介质层，所述第二介质层设置有第二微带馈电线和与第二微带馈电线相接的第二金属贴片，所述第二金属贴片弯向第二介质层的两端并与第二介质层所在平面相垂直，所述第二介质层上开设有供所述第一介质层插入的槽。上述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述低频圆极化天线的个数为三个，三个所述低频圆极化天线分别位于等腰三角形的三个顶点处。上述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述高频圆极化天线的个数为三个，三个所述高频圆极化天线分别位于等腰三角形的三个顶点处。上述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述上层微带贴片呈正方形，所述切角包括两个分别位于一个对角线方向两端的三角形切角，所述中心孔为位于中心位置的方孔。上述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述中层微带贴片的中心开设有与金属探针相适应的连接孔，所述中层微带贴片大小相同，中层微带贴片的数量为偶数个，偶数个所述中层微带贴片呈斜对称布设。上述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述底层介质基板的数量为四个，四个所述底层介质基板围设成方形槽，四个所述底层介质基板沿方形槽的中心轴旋转对称，所述方形槽分别与上层微带天线、中层微带天线和馈电网络层垂直设置。上述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述金属导带呈圆环结构。上述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述第一上层金属层和第二上层金属层分别设置有馈电结构，所述馈电结构包括具有两级威尔金森功分器的馈电网络。上述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述第一微带馈电线的末端接有第一圆形短截线。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术的结构简单、设计合理，实现及使用操作方便。2、本专利技术设计了分别应用于0.8GHz～0.96GHz和1.7GHz～2.7GHz频段的两种圆极化天线，同时使用这两种圆极化天线可以达到全频段覆盖的效果。3、本专利技术利用低频圆极化天线和高频圆极化天线作为阵元，分别设计两组L型测向阵列，高频天线阵列布设在低频天线阵列L型的缺口位置处充分利用了低频圆极化天线L型阵列的闲置空间放置高频圆极化天线，有效解决测向阵列尺寸大的问题。4、本专利技术利用上层微带贴片切角开孔的方式，改善了低频圆极化天线的圆极化特性；利用耦合馈电的方式加强了低频圆极化天线的耦合效果；利用加载圆环枝节的方式实现了低频圆极化天线水平尺寸的小型化；底层馈电网络层的威尔金森功分器确保了天线的可集成化，使用效果好。5、本专利技术中，第一Vivaldi天线阵子和第二Vivaldi天线阵子相互正交构成高频圆极化天线，采用空间折叠的方式降低了天线剖面，同时充分利用了Vivaldi天线的宽带特性，缩减了天线的水平尺寸。6、本专利技术中，第一金属贴片的两端伸出了第一介质层并分别朝相反方向进行了弯折，弯折部分弯向第一介质层的两边并与第一介质层所在平面相垂直，通过优化常规Vivaldi天线中金属贴片的布设方法,改变了Vivaldi天线表面的电流分布，提高高频圆极化天线的增益和定向性。综上所述，本专利技术结构简单、设计合理，设计了分别应用于0.8GHz～0.96GHz和1.7GHz～2.7GHz频段的两种圆极化天线，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：包括用于接收0.8GHz～0.96GHz的低频天线阵列和用于接收1.7GHz～2.7GHz的高频天线阵列；/n所述低频天线阵列包括设置在同一水平面上呈L型布设的多个低频圆极化天线(1)，所述低频圆极化天线(1)包括由上层微带天线(12)、中层微带天线(13)、底层微带天线(14)、馈电网络层(15)和接地板(11)，所述上层微带天线(12)包括上层微带贴片和上层介质基板，所述上层微带贴片具有切角和中心孔，所述中层微带天线(13)包括包括中层微带贴片和中层介质基板，所述中层微带贴片斜对称设置，所述底层微带天线(14)包括底层介质基板和刻蚀在底层介质基板上的金属导带，所述底层馈电网络层(15)包括馈电介质基板和馈电网络电路板，所述馈电网络电路板包括威尔金森功分器和与威尔金森功分器输出端口相接的金属探针；/n所述高频天线阵列包括设置在同一水平面上呈L型布设的多个高频圆极化天线(2)；所述高频圆极化天线(2)包括相互正交的第一Vivaldi天线阵子(21)和第二Vivaldi天线阵子(22)。/n

【技术特征摘要】
1.一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：包括用于接收0.8GHz～0.96GHz的低频天线阵列和用于接收1.7GHz～2.7GHz的高频天线阵列；
所述低频天线阵列包括设置在同一水平面上呈L型布设的多个低频圆极化天线(1)，所述低频圆极化天线(1)包括由上层微带天线(12)、中层微带天线(13)、底层微带天线(14)、馈电网络层(15)和接地板(11)，所述上层微带天线(12)包括上层微带贴片和上层介质基板，所述上层微带贴片具有切角和中心孔，所述中层微带天线(13)包括包括中层微带贴片和中层介质基板，所述中层微带贴片斜对称设置，所述底层微带天线(14)包括底层介质基板和刻蚀在底层介质基板上的金属导带，所述底层馈电网络层(15)包括馈电介质基板和馈电网络电路板，所述馈电网络电路板包括威尔金森功分器和与威尔金森功分器输出端口相接的金属探针；
所述高频天线阵列包括设置在同一水平面上呈L型布设的多个高频圆极化天线(2)；所述高频圆极化天线(2)包括相互正交的第一Vivaldi天线阵子(21)和第二Vivaldi天线阵子(22)。


2.按照权利要求1所述的一种多制式移动通信信号测向天线，其特征在于：所述第一Vivaldi天线阵子(21)包括第一上层金属层(213)、第一下层接地层(212)、设置在第一上层金属层(213)和第一下层接地层(212)之间的第一介质层(211)，所述第一介质层(211)设置有第一微带馈电线(216)和与第一微带馈电线相接(216)的第一金属贴片(214)，所述第一金属贴片(214)弯向第一介质层(211)的两端并与第一介质层(211)所在平面相垂直；
所述第二Vivaldi天线阵子(22)包括第二上层金属层(223)、第二下层接地层(222)、设置在第二上层金属层(223)和第二下层接地层(222)之间的第二介质层(221)，所述第二介质层(221)设置有第二微带馈电线(226)和与第二微带馈电线相接(226)的第二金属贴片(224)，所述第二金属贴片(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永忠，孟志豪，谢文宣，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61