卫星导航定位天线及GNSS接收机制造技术

本发明专利技术涉及一种卫星导航定位天线及GNSS接收机，卫星导航定位天线包括底板、支撑柱、介质板、馈电网络、低频贴片单元、高频贴片单元、微带耦合线与馈电连接件。底板的至少一侧表面设为接地的金属面。低频贴片单元与高频贴片单元均设于介质板面向于底板的侧表面上，环绕设于高频贴片单元的外围。采用无介质加载立体空间曲流和双频共口径耦合馈电结构设计，不仅提升了天线工作带宽和辐射增益，而且大幅降低了卫星导航定位天线的加工成本和减轻了天线重量。并且该天线不涉及复杂工艺结构设计，各部件成型简单且加工精度均能有效保障。采用无介质加载技术，不存在加载介质分界面固有的表面波效应和介质损耗，使得天线抗干扰性能和辐射效率更优。

【技术实现步骤摘要】
卫星导航定位天线及GNSS接收机
本专利技术涉及卫星导航
，特别是涉及一种卫星导航定位天线及GNSS接收机。
技术介绍
高精度GNSS接收机，作为当前最主流的卫星导航定位技术终端产品，在现代测绘、交通、公共安全、救援、现代农业等领域应用日益广泛，包括GNSS天线（也即卫星导航定位天线）、数据板模块、主板模块、数据传输通信装置（通信模式：卫星信号、2G/3G/4G、WIFI蓝牙）、界面显示装置、语音装置、信息存储装置、电池等。GNSS接收机在作业模式下，将一个接收机作为基准站和另一个作为移动站分别进行数据采集，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给移动站。移动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GNSS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出毫米级定位信息。传统的应用于高精度GNSS接收机的双频导航定位天线，采用介质加载层叠微带贴片天线技术实现，工作带宽窄、介质均匀度差导致量产一致性不稳定、介质表面波效应干扰大、体积大且较重以及成本较高等问题。
技术实现思路
基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种卫星导航定位天线及GNSS接收机，它能够大幅提升天线辐射效率和辐射增益，并且极大降低天线设计成本。其技术方案如下：一种卫星导航定位天线，所述卫星导航定位天线包括：底板、支撑柱与介质板，所述底板与所述介质板间隔设置，所述介质板通过所述支撑柱装设于所述底板上，所述底板的至少一侧表面设为接地的金属面；馈电网络、低频贴片单元、高频贴片单元、微带耦合线与馈电连接件，所述馈电网络设置于所述底板上，所述低频贴片单元与所述高频贴片单元均设于所述介质板面向于所述底板的侧表面上，所述低频贴片单元环绕设于所述高频贴片单元的外围，所述微带耦合线贴设于所述介质板背离于所述底板的侧表面上，所述微带耦合线第一端的位置与所述低频贴片单元的位置相对，所述微带耦合线的第二端位于所述介质板的中部部位，且所述微带耦合线通过所述馈电连接件与所述馈电网络电性连接。上述的卫星导航定位天线，工作时，由于微带耦合线第一端与低频贴片单元分别位于介质板的两个侧表面，微带耦合线第一端与低频贴片单元设有间隙，该间隙使得微带耦合线第一端与低频贴片单元之间耦合电性连接，如此低频贴片单元通过微带耦合线以及馈电连接件将低频信号输出给馈电网络，或者接收馈电网络的信号。同样地，微带耦合线与高频贴片单元也设有间隙，即微带耦合线与高频贴片单元之间耦合电性连接，如此高频贴片单元通过微带耦合线以及馈电连接件将高频信号输出给馈电网络，或者接收馈电网络的信号。如此可见，采用无介质加载立体空间曲流和双频共口径耦合馈电结构设计，不仅提升了天线工作带宽和辐射增益，而且大幅降低了卫星导航定位天线的加工成本和减轻了天线重量。并且该天线不涉及复杂工艺结构设计，各部件成型简单且加工精度均能有效保障。采用无介质加载技术，不存在加载介质边缘反射和介质损耗，使得天线抗干扰性能和辐射效率更优。在其中一个实施例中，所述高频贴片单元包括两个极化贴片，两个所述极化贴片相互交叉设置；所述微带耦合线与所述馈电连接件均为四个，四个所述微带耦合线与四个所述馈电连接件一一对应电性连接；其中两个所述微带耦合线沿着其中一个所述极化贴片依次设置，另外两个所述微带耦合线沿着另一个所述极化贴片依次设置。在其中一个实施例中，所述馈电连接件为馈电针，所述介质板上设有与所述馈电针相应的第一通孔，所述极化贴片上设有与所述馈电针相应的第二通孔，所述馈电针的一端与所述微带耦合线电性连接，所述馈电针穿过所述第一通孔、所述第二通孔与所述馈电网络电性相连；所述馈电针与所述第二通孔的孔壁设有耦合间隙。在其中一个实施例中，所述极化贴片的端部设有第一耦合加载板，所述底板上设有第二耦合加载板，所述第一耦合加载板与所述第二耦合加载板相对间隔设置，所述第二耦合加载板与所述金属面电性连接。在其中一个实施例中，所述低频贴片单元印制于或者贴设于所述介质板面向于所述底板的侧表面上；所述低频贴片单元为封闭式的环形结构；所述高频贴片单元印制于或者贴设于所述介质板面向于所述底板的侧表面上。在其中一个实施例中，所述卫星导航定位天线还包括安装件，所述安装件贯穿所述介质板、所述支撑柱后固定于所述底板上。在其中一个实施例中，所述卫星导航定位天线还包括若干个接地板，若干个所述接地板周向间隔地设置于所述底板的外围区域；所述接地板与所述金属面电性连接。在其中一个实施例中，若干个所述接地板绕所述底板的中心均匀间隔地设置；所述接地板包括相互电性连接的第一板与第二板，所述第一板与所述第二板的夹角为a,a为60°-120°。在其中一个实施例中，所述接地板远离于所述底板的端部到所述底板的距离为S，S为不大于7mm。一种GNSS接收机，所述GNSS接收机包括所述的卫星导航定位天线。上述的GNSS接收机，工作时，由于微带耦合线第一端与低频贴片单元分别位于介质板的两个侧表面，微带耦合线第一端与低频贴片单元设有间隙，该间隙使得微带耦合线第一端与低频贴片单元之间耦合电性连接，如此低频贴片单元通过微带耦合线以及馈电连接件将低频信号输出给馈电网络，或者接收馈电网络的信号。同样地，微带耦合线与高频贴片单元也设有间隙，即微带耦合线与高频贴片单元之间耦合电性连接，如此高频贴片单元通过微带耦合线以及馈电连接件将高频信号输出给馈电网络，或者接收馈电网络的信号。如此可见，采用无介质加载立体空间曲流和双频共口径耦合馈电结构设计，不仅提升了天线工作带宽和辐射增益，而且大幅降低了卫星导航定位天线的加工成本和减轻了天线重量。并且该天线不涉及复杂工艺结构设计，各部件成型简单且加工精度均能有效保障。采用无介质加载技术，不存在加载介质边缘反射和介质损耗，使得天线抗干扰性能和辐射效率更优。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例的卫星导航定位天线的其中一视角结构图；图2为本专利技术一实施例的卫星导航定位天线的另一视角结构图；图3为本专利技术一实施例的卫星导航定位天线的分解结构图；图4为本专利技术一实施例的卫星导航定位天线的部分分解结构图；图5为本专利技术一实施例的卫星导航定位天线的介质板隐藏时的结构示意图；图6为图5在P处的放大结构示意图；图7为本专利技术一实施例的介质板面向底板的侧表面的结构示意图；图8为本专利技术一实施例的介质板背向底板的侧表面的结构示意图；图9为本专利技术一实施例的卫星导航定位天线的增益随频率变化曲线图；图10为本专利技术一实施例的卫星导航定位天线的轴比随频率变化曲线图；图11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星导航定位天线，其特征在于，所述卫星导航定位天线包括：/n底板、支撑柱与介质板，所述底板与所述介质板间隔设置，所述介质板通过所述支撑柱装设于所述底板上，所述底板的至少一侧表面设为接地的金属面；/n馈电网络、低频贴片单元、高频贴片单元、微带耦合线与馈电连接件，所述馈电网络设置于所述底板上，所述低频贴片单元与所述高频贴片单元均设于所述介质板面向于所述底板的侧表面上，所述低频贴片单元环绕设于所述高频贴片单元的外围，所述微带耦合线贴设于所述介质板背离于所述底板的侧表面上，所述微带耦合线第一端的位置与所述低频贴片单元的位置相对，所述微带耦合线的第二端位于所述介质板的中部部位，且所述微带耦合线通过所述馈电连接件与所述馈电网络电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航定位天线，其特征在于，所述卫星导航定位天线包括：
底板、支撑柱与介质板，所述底板与所述介质板间隔设置，所述介质板通过所述支撑柱装设于所述底板上，所述底板的至少一侧表面设为接地的金属面；
馈电网络、低频贴片单元、高频贴片单元、微带耦合线与馈电连接件，所述馈电网络设置于所述底板上，所述低频贴片单元与所述高频贴片单元均设于所述介质板面向于所述底板的侧表面上，所述低频贴片单元环绕设于所述高频贴片单元的外围，所述微带耦合线贴设于所述介质板背离于所述底板的侧表面上，所述微带耦合线第一端的位置与所述低频贴片单元的位置相对，所述微带耦合线的第二端位于所述介质板的中部部位，且所述微带耦合线通过所述馈电连接件与所述馈电网络电性连接。


2.根据权利要求1所述的卫星导航定位天线，其特征在于，所述高频贴片单元包括两个极化贴片，两个所述极化贴片相互交叉设置；所述微带耦合线与所述馈电连接件均为四个，四个所述微带耦合线与四个所述馈电连接件一一对应电性连接；其中两个所述微带耦合线沿着其中一个所述极化贴片依次设置，另外两个所述微带耦合线沿着另一个所述极化贴片依次设置。


3.根据权利要求2所述的卫星导航定位天线，其特征在于，所述馈电连接件为馈电针，所述介质板上设有与所述馈电针相应的第一通孔，所述极化贴片上设有与所述馈电针相应的第二通孔，所述馈电针的一端与所述微带耦合线电性连接，所述馈电针穿过所述第一通孔、所述第二通孔与所述馈电网络电性相连；所述馈电针与所述第二通孔的孔壁设有耦合间隙。

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓鹏，章秀银，林飞，蔡惠萍，张华福，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州中海达卫星导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44