用于卫星定位系统的层叠多频带天线，包括：层叠的导电贴片，每个导电贴片的尺寸确定为使其工作于专用的频带。包括多对导电带的激励线部分设置在所述层叠的导电贴片下面。每对导电带用于和所述层叠的导电贴片的相关导电贴片辐射耦合。包括至少一个设置在所述激励线部分下面的三平板部分上的电路的ＲＦ前端用于将所述多对导电带连接到卫星定位接收机。所述至少一个电路包括滤波器和放大器，在天线工作时分别用于对来自所述多对导电带的信号进行滤波和放大。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于卫星定位系统的多频带天线，具体涉及多频带层 叠贴片天线。
技术介绍
卫星导航系统工作于多频带，以降低多径效应和电离层及对流层误差，从而最终向用户提供改进的定位精度。例如，现有的GPS (全 球定位系统)使用中心频率为1575.42MHz的Ll频段以及中心频率 为1227.6MHz的L2频段的信号。即将完成的欧洲伽利略导航系统工 作于不同的频段，例如，E5频段(1164-1215MHz)、 E6频段 (1260-1300MHz)以及E2-L1-E1频段(1559-1593)，简单起见，下 文将E2-L1-E1频段称为Ll-频段。为了受益于日渐增强的定位能力 并可以使用不同的定位服务，用户需要可工作于多个频段的接收机/ 发射机结构。多频带层叠贴片天线在卫星定位系统领域是公知的。例如，美国 专利申请2005/0052321 Al公开了多频天线，其后向辐射和接收被降 低。这种多频带天线通常包括多层层叠的大致平面的介质衬底，导电 层设置在每层衬底的表面上。每个导电层和特定频带相关，用于在相 应频段内谐振。贴片通过缝隙寄生耦合到馈源微带线，微带线位于最 底层介质衬底的后表面上。1997年11月IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol, 45, NO. 11上Pozar等的文章"A Dual Band Circularly Polarized Aperture-Coupled Stacked Microstrip Antenna for Global Positioning Satellite"描述了另一种用于卫星定位应用的天线。 Pozar的天线包括第一和第二天线贴片的层叠结构、十字缝隙以及微 带馈源网络。微带馈源网络包括功率合并器，用于将微带的信号和正 确的相关相位相加。并非与卫星定位应用及/或多频带工作特别相关的其他天线例如为，US 2004/0189527 Al公开的交叉缝隙馈电微带灭线，US 6,054,953 公开的口径耦合双频带天线，US 2004/0263392 Al公开的用于和地面 移动设备通信的多频带基站天线，以及US 2004/023956 Al公开的印制双频天线。卫星定位系统中的重要问题为多径效应和中心相位稳定性。多径 信号由天线周围环境的表面反射引起，包括限制定位的因素。反射表 面距天线越近，接收机越难以克服多径效应。为了降低短距离多径效 应，必须设计天线的接收方向图。相位中心随频率的变化是另一个限制定位的因素，必须在天线级 使该变化最小。另一个参数是相位中心随温度的变化，要使其最小。卫星导航系统中，信号电平通常为-130dBm(Ll频段)和-125dBm (E5/E6频段)，这对RF前端设定了相对严格的要求。此外，带外抑 制应该非常高，特别是在天线用于高射频干扰电平的环境(如航空) 中时。另一个要点是群延迟随频率变化。群延迟主要由基于谐振区域的 电路部分引起。在给定频带，应使群延迟变化保持较低，这才可以精 确定位。此外，应使给定频段内群延迟随温度的变化最小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供改进的层叠多频带天线。该目的由根据权利 要求1所述的天线实现。这样的用于卫星定位系统的层叠多频带天线包括层叠的导电贴 片，每个导电贴片的尺寸确定为使其工作于专用的频带。根据本专利技术 的重要方面，包括多对导电带的激励线部分设置在所述层叠的导电贴 片下面。每对导电带用于和所述层叠的导电贴片的相关导电贴片辐射 耦合。该天线还包括具有至少一个电路的射频前端，所述至少一个电 路设置在激励线部分下面的三平板部分上，用于将多对导电带连接到 卫星定位接收机。该至少一个电路包括滤波器和放大器，分别用于对 天线工作时来自多对导电带的信号进行滤波和放大。优选地，射频前端具有用于不同频带的独立电路。这样可以进行独立的阻抗匹配、馈电，滤波合放大。在两个频带的情况下，天线表现出自双工特性。三 平板至少屏蔽一个电路。最优选地，每对导电带的导电带基本彼此垂 直。接收或发射圆极化信号时，每对导电带的导电带上的信号具有 90度的相位差。该天线的小型结构提供了高中心相位稳定性。在本专利技术的优选实施例中，多对导电带中的每一对包括长度类似 或相等的两个导电带，两个导电带从虚拟交叉点成直角径向延伸，该 交叉点位于导电贴片下的中心处。此外，导电带可以设置成X型结 构，第一对的第一导电带与第二对的第一导电带对准，第一对的第二 导电带与第二对的第二导电带对准。要注意，每对导电带可以包括专 用形状的激励线，两对激励线形状可不同。导电带可以基本为直的或 者包括弯曲部分。导电贴片可具有任何利于接收各个频段信号的形状。例如，导电 贴片可以为正方形或六边形的，但是，优选地，层叠的导电贴片包括 旋转对称的导电贴片，例如碟形导电贴片和环形导电贴片。根据本专利技术最优选的实施例，层叠的导电贴片包括第一导电贴 片，其尺寸确定为使其工作于第一频带(例如，Ll频段)，以及第二 导电贴片，其尺寸确定为使其工作于不同于第一频带的第二频带(例 如，对于伽利略卫星系统为E5/E6频带，对于GPS为L2频带)。用于和第一导电贴片辐射耦合的第一对导电带及用于和第二导电贴片 辐射耦合的第二对导电带设置在所述激励线部分，它们分别包括在激 励线部分彼此垂直设置的第一和第二带。该天线还包括，例如，在三 平板部分，用于连接第一对导电带和卫星定位接收机的第一电路，以 及用于连接第二对导电带和卫星定位接收机的第二电路。优选地，第 一和第二电路之间没有电接触，这样可以分别针对相关频带专门设计 各个电路。优选地，电路包括阻抗匹配网络、馈电网络、至少一个滤波级和 低噪音放大器。可以对每个电路进行优化，以最大程度地传输各个频 带内的信号，同时反射或衰减带外信号。匹配、馈电和放大组件可选 择为在各个频带具有额外的滤波能力。因而，对放大器的要求可以放松，这样可得到更小型化、稳定且便宜的电路。为了使电路适用于圆极化信号，第一电路包括第一耦合级，用于 将至/自第一对导电带的第一带的第一频率信号与至/自第一对导电带 的第二带的具有90度相对相位差的第一频率信号结合，并且第二电 路包括第二耦合级，用于将至/自第二对导电带的第一带的第二频率信号与至/自第二对导电带的第二带的具有90度相对相位差的第二频率信号结合。本领域技术人员应该注意，每个耦合级的所述第一和第 二电路可以包括一个或多个耦合器，例如三个耦合器。从而，可以实 现平衡激励或相对于第一频率信号和第二频率信号的灵敏度。第一电路包括带通滤波器和放大器，分别用于对结合的来自第一 对导电带的第一频率信号进行滤波和放大，并且所述第二电路包括带 通滤波器和放大器，分别用于对结合的来自第二对导电带的第二频率 信号进行滤波和放大。适当的情况下，至少第二电路可包括具有两个带通滤波器的分离 滤波器，用于选择第二频带内的两个较窄频带。例如，如果第二频带包括E5频带和E6频带，可以将E5信号和E6信号滤波分离，这样 得到改进的信噪比。为了支撑导电贴片，天线可包括介质衬底层，在介质衬底层上可 以印刷或沉积导电贴片。导电贴片可以例如由铜制成，镀以锡铅合金。 制成上的导电贴片、激励线部分和三平板可以彼此重叠，之间本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于卫星定位系统的层叠多频带天线，包括： 层叠的导电贴片，每个导电贴片的尺寸确定为使其工作于专用的频带； 设置在所述层叠的导电贴片下面的激励线部分，所述激励线部分包括多对导电带，每对导电带用于和所述层叠的导电贴片的相关导电贴片辐射耦合； 其特征在于：所述天线包括至少一个电路，用于将所述多对导电带连接到卫星定位接收机，所述至少一个电路设置在所述激励线部分下面的三平板部分上，所述至少一个电路包括滤波器和放大器，分别用于对来自所述多对导电带的信号进行滤波和放大。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L迪歇纳，M勒戈夫，L福尼兹，JM巴拉科，
申请(专利权)人：欧洲GNSS监督管理局，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]
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