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抗多径多馈源双频高隔离度宽波束高稳定相位中心天线制造技术

技术编号:8131950 阅读:340 留言:0更新日期:2012-12-27 04:47
一种抗多径多馈源双频高隔离度宽波束高稳定相位中心天线,含天线罩和三维金属扼流圈,三维金属扼流圈含中心基座、第一、二、三和四扼流圈,天线罩设在中心基座上,在中心基座内设有第一和第二功分器,在天线罩内且在中心基座上设有第一、二辐射天线且由空心短路螺钉固定,在第一辐射天线与中心基座之间设第一同轴电缆,内芯一端与第一辐射天线的辐射片连,另一端与第一功分器的第一支路连,屏蔽层一端与第一辐射天线地连,另一端与第一功分器地连;在第二辐射天线与中心基座之间设有第五同轴电缆且第五同轴电缆穿过空心短路螺钉,内芯分别与第二辐射天线地连及第二功分器的第一支路连,屏蔽层分别与第二辐射天线的辐射片及第二功分器地连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适于大地测量型卫星导航地面接收终端、高精度定位定向卫星导航地面接收终端的抗多径多馈源双频高隔离度宽波束高稳定相位中心天线,其典型工作频段为L和S频段,具有结构紧凑、驻波小、轴比小、轴比带宽宽、双频隔离度高、宽波束范围内相位中心超稳定等显著优点。
技术介绍
目前,美国的全球卫星导航系统、中国的北斗卫星导航系统、俄罗斯的格洛纳斯系统和欧洲正在筹建的伽利略导航系统构成全球四大卫星导航系统。这四大系统可以提供普 通精度(通常为10米级)的定位,也可以提供高精度(通常为毫米级)的定位。后者主要广泛用于大地测量学及其相关领域,也广泛用于高精度定位定向领域。而其中天线技术属于核心技术,普通天线由于其相位中心的不稳定会带来厘米级及以上的误差,无法实现毫米级的超闻精度定位和定向。当前能够实现超高精度定位和定向的卫星导航系统主要是美国的全球卫星导航系统和中国的北斗系统,现有的主要针对美国全球卫星导航系统的高稳定相位中心天线主要包括两种形式采用轴对称多馈源的微带叠层贴片天线,如Trimble公司的Z印hyr测量型天线;采用“风火轮”技术的多臂平面螺旋缝隙天线,如果Novatel GPS-600天线。前者通过轴对称的对馈源设计保持天线的轴对称性,馈源越多,对称性越好,相位中心稳定度越高,当馈电网络越复杂,且带宽较窄,相位中心稳定性较低,且不易调节;后者通过多个绕轴对称的缝隙螺旋臂保证天线高稳定相位中心,馈电网络采用串行行波微带线馈电电路,结构较为简单,但是其相位中心稳定性较低,且不易调节。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有结构紧凑、驻波小、轴比小、轴比带宽宽、双频隔离度高、宽波束范围内相位中心超稳定、不圆度低、易于调节的抗多径多馈源双频高隔离度宽波束高稳定相位中心天线。本专利技术采用如下技术方案 一种抗多径多馈源双频高隔离度宽波束高稳定相位中心天线,包括天线罩和用于反射信号和强抑制多径干扰的三维金属扼流圈,所述三维金属扼流圈包括高度相等的中心基座、第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈和第四扼流圈,第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈和第四扼流圈与中心基座同心,并且,第三扼流圈位于第四扼流圈内,第二扼流圈位于第三扼流圈内,第一扼流圈位于第二扼流圈内,中心基座位于第一扼流圈内,中心基座、第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈和第四扼流圈的位置沿高度方向逐圈向下,第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈及第四扼流圈为金属筒,所述天线罩设在三维金属扼流圈的中心基座上,在三维金属扼流圈的中心基座内设有第一功分器和第二功分器,在天线罩内且在三维金属扼流圈的中心基座上设有相互叠加在一起的第一辐射天线和第二辐射天线且由穿过第一福射天线和第二福射天线中心的空心短路螺钉固定在三维金属扼流圈的中心基座上,在第一福射天线与三维金属扼流圈的中心基座之间设有第一同轴电缆,第一同轴电缆的内芯的一端与第一辐射天线的辐射片连接,第一同轴电缆的内芯的另一端与第一功分器的第一支路连接,第一同轴电缆的屏蔽层的一端与第一辐射天线的地连接,第一同轴电缆的屏蔽层的另一端与第一功分器的地连接;在第二辐射天线与三维金属扼流圈的中心基座之间设有第五同轴电缆且第五同轴电缆穿过空心短路螺钉,第五同轴电缆的内芯的一端与第二辐射天线的地连接,第五同轴电缆的内芯的另一端与第二功分器的第一支路连接,第五同轴电缆的屏蔽层的一端与第二辐射天线的辐射片连接,第五同轴电缆的屏蔽层的另一端与第二功分器的地连接。与现有技术相比,本专利技术具有如下优点 本专利技术中采用双层微带基板层叠结构实现双频圆极化高隔离度高稳定相位中心天线, 特别针对上层辐射天线在上层采用多馈源馈电(典型值为四馈源)结构,馈电同轴电缆通过空心金属短路螺钉内部穿越到三维金属扼流圈内部,进而与第二一分四功分器四个输出端口分别连接,最后通过第二一分四功分器主路输出;针对下层辐射天线在下层采用多馈源馈电(典型值为四馈源)结构,四个馈源分别与第一一分四功分器四个输出端口连接,最后通过第一一分四功分器主路输出;该结构中,由于上层辐射天线的馈电内芯无需穿越下层辐射天线介质材料,而是通过中心空心短路螺钉内部穿越下来,从而实现了两个天线的高隔离馈电,有效降低了两个天线之间的互耦,极大改善了工作于两个工作频点的天线之间的隔离度以及通过第一一分四功分器连接的辐射天线的驻波。本专利技术中可以对第一介质层、第二介质层内部所有馈电穿孔都进行内孔壁金属化,馈电同轴内芯可以有效焊接第一介质层、第二介质层内部所有馈电穿孔,从而显著改善了馈电连接可靠性。本专利技术中对第二金属层、第四金属层周边设有金属点阵。由于高稳定相位中心天线要求在工作波束内的所有区域天线都有一致的相位特性,然而通常由于介质材料加工工艺原因,介质材料本身的介电常数难以做到完全一致,因此根据实际测试结果,通过对增加的金属点阵进行刻除调节,来改善天线相位中心和增益方向图的一致性以及降低轴比指标。本专利技术中采用的三维金属扼流圈,通过采用不同深度、不同高度(相对于三维金属扼流圈基座的中心基座上端面)的多个扼流圈,可以有效的降低多径信号的干扰,同时改善了天线的交叉极化性能,且不显著降低天线的相位特性。附图说明在结合附图阅读描述后,本专利技术的上述目的、其它特征和优点都会更明显,其中 图I是本专利技术的天线整体前视剖面图。图2是本专利技术的天线整体侧视剖面图。图3是本专利技术的三维扼流圈俯视图。图4是本专利技术的第一金属层俯视图。图5是本专利技术的第一介质层俯视图。图6是本专利技术的第二金属层俯视图。图7是本专利技术的第三金属层俯视图。图8是本专利技术的第二介质层俯视图。图9是本专利技术的第四金属层俯视图。 图10是本专利技术的第一天线相位方向图。图11是本专利技术的第一天线俯仰角60度时增益方向图。图12是本专利技术的第一天线方位角O度时增益方向图。图13是本专利技术的第一天线轴比特性。图14是本专利技术的第二天线相位方向图。图15是本专利技术的第二天线俯仰角60度时增益方向图。图16是本专利技术的第二天线方位角O度时增益方向图。图17是本专利技术的第二天线轴比特性。图18是本专利技术的第一天线和第二天线的隔离度。图19是本专利技术的第一一分四功分器结构原理图。图20是本专利技术的第一一分四功分器的俯视图。图21是本专利技术的第二一分四功分器结构原理图。图22是本专利技术的第二一分四功分器的俯视图。其中,I为天线罩,2为空心金属短路螺钉,3为第四金属层,4为第二介质层,6为第三金属层,7为第二金属层,8为第一介质层,9为第一金属层,11-1、11-2、11-3和11_4为第一天线的四个馈电口,10-1、10-2、10-3和10-4为第二天线的四个馈电口,13为第——分四功分器主路端口,13-1、13-2、13-3和13_4为第一一分四功分器四个支路端口,13-0第 分四功分器地,13-5为第分四功分器介质,13-6为第分四功分器网络层,14为第二一分四功分器主路端口,14-1、14-2、14-3和14_4为第二一分四功分器四个支路端口 14-0第二一分四功分器地,14-5为第二一分四功分器介质,14-6为第二一分四功分器网络层,15为三维金属扼流圈的中心基座,16为三维金属扼流圈的第一扼流圈,17为三维金属扼流圈的第二扼流圈,18为三维金属扼流圈的第三扼流圈,19为三维金属扼流圈的第四扼流圈。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗多径多馈源双频高隔离度宽波束高稳定相位中心天线,其特征在于,包括:天线罩(1)和用于反射信号和抑制多径干扰的三维金属扼流圈,所述三维金属扼流圈包括高度相等的中心基座(15)、第一扼流圈(16)、第二扼流圈(17)、第三扼流圈(18)和第四扼流圈(19),第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈和第四扼流圈与中心基座(15)同心,并且,第三扼流圈位于第四扼流圈内,第二扼流圈位于第三扼流圈内,第一扼流圈位于第二扼流圈内,中心基座(15)位于第一扼流圈内,中心基座(15)、第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈和第四扼流圈的位置沿高度方向逐圈向下,第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈及第四扼流圈为金属筒,所述天线罩(1)设在三维金属扼流圈的中心基座(15)上,在三维金属扼流圈的中心基座(15)内设有第一功分器(13)和第二功分器(14),在天线罩内且在三维金属扼流圈的中心基座(15)上设有相互叠加在一起的第一辐射天线和第二辐射天线且由穿过第一辐射天线和第二辐射天线中心的空心短路螺钉(2)固定在三维金属扼流圈的中心基座(15)上,在第一辐射天线与三维金属扼流圈的中心基座(15)之间设有第一同轴电缆(11?1),第一同轴电缆(11?1)的内芯的一端与第一辐射天线的辐射片连接,第一同轴电缆(11?1)的内芯的另一端与第一功分器(13)的第一支路(13?1)连接,第一同轴电缆(11?1)的屏蔽层的一端与第一辐射天线的地连接,第一同轴电缆(11?1)的屏蔽层的另一端与第一功分器(13)的地(13?0)连接;在第二辐射天线与三维金属扼流圈的中心基座(15)之间设有第五同轴电缆(10?1)且第五同轴电缆(10?1)穿过空心短路螺钉(2),第五同轴电缆(10?1)的内芯的一端与第二辐射天线的地连接,第五同轴电缆(10?1)的内芯的另一端与第二功分器(14)的第一支路(14?1)连接,第五同轴电缆(10?1)的屏蔽层的一端与第二辐射天线的辐射片连接,第五同轴电缆(10?1)的屏蔽层的另一端与第二功分器(14)的地(14?0)连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:曹振新夏继钢梅玉顺
申请(专利权)人:东南大学中电科技扬州宝军电子有限公司扬州宝军苏北电子有限公司
类型:发明
国别省市:

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