CSRR阵列叠层耦合北斗双频微带天线，涉及一种微带天线。设上下层介质基板，两基板叠加，上层介质基板上表面和下层介质基板上下表面均敷有良导体；在上层介质基板上表面雕刻有开槽上正方形贴片，开槽上正方形贴片采用互补金属开口谐振环，互补金属开口谐振环由两个一对开口方向相反的正方形环嵌套组成，两环中心位置重合，且距离上正方形贴片的两边距离相等；两环在一边的中点处有开口。在上正方形贴片中心处以一条对角线为轴开长方形缝隙；在上正方形贴片四边的中点向内开长方形缝隙，轴为中点连线；在下层介质基板上表面雕刻带开槽和切角的下正方形贴片，在下正方形贴片四边的中点设有向内的长方形缝隙，轴为中点连线，并有一对角被切角。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微带天线，尤其是涉及一种用于北斗卫星系统的CSRR阵列叠层耦合北斗双频微带天线。
技术介绍
北斗卫星导航定位系统(BeiDou)是中国自主研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS)。目前该导航系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时和报文功能，并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。天线是卫星的核心关键技术之一，它决定着卫星通信系统的性能。随着卫星技术的飞速发展，人们对其天线在宽带化、小型化和多频化等方面提出了更高的要求。而且北斗导航系统是主动式双向测距二维导航，用户设备必须包含发射机，这就对北斗终端天线提出来较高的要求。因此，对北斗天 线的多频化和圆极化的研究具有重要的参考价值和实用意义。微带贴片天线是一种使用微带贴片作为辐射源的天线，它具有剖面低、体积小、重量轻、可共形、易集成、馈电方式灵活、便于获得线极化和圆极化等优点。目前已在移动通信，卫星通讯，导弹遥测，多普勒雷达等许多领域获得了广泛的应用。其中贴片的形状是影响天线性能的重要因素之一，它直接影响着天线的带宽，频率，增益和极化等指标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种覆盖北斗卫星定位系统的工作范围，可以减小天线尺寸，有助于实现天线的小型化，可实现较高双频隔离度，可满足北斗天线尺寸小、带宽较大、回波损耗较低、增益高、接收与发射信号频道干扰小的要求的CSRR阵列叠层耦合北斗双频微带天线。本专利技术设有上层介质基板和下层介质基板，所述上层介质基板和下层介质基板相互叠加，上层介质基板上表面和下层介质基板上下表面均敷有良导体；在上层介质基板上表面雕刻有开槽正方形贴片，开槽正方形贴片采用互补金属开口谐振环(CSRR)，互补金属开口谐振环由两个一对开口方向相反的正方形环嵌套组成，两环中心位置重合，且距离正方形贴片的两边距离相等，外环边长2 6mm,内环边长I 3mm,环宽均为0.2 0.6mm ；两环在一边的中点处有开口，均是边长为0.2 0.6mm的正方形，开口环呈C字型。在正方形贴片中心处以一条对角线为轴开长方形缝隙，缝隙的长为1.5 6mm，宽为0.5 3mm ;在正方形贴片四边的中点向内开长方形缝隙，轴为中点连线，缝隙的长为2 6_，宽为I 3mm ;利用开槽来分离产生两个正交极化的相位差90°的简并模，从而实现圆极化；在下层介质基板上表面雕刻带开槽和切角的正方形贴片，在正方形贴片四边的中点设有向内的长方形缝隙，轴为中点连线，缝隙的长为5 7_，宽为2 4_，并有一对角被切角，切角形状为等腰直角三角形，腰长为0.8 2_ ;下层介质基板背面涂敷有良导体，作为接地板。所述上层介质基板和下层介质基板的材质可采用介电常数为9 15的材料，典型相对介电常数为10,上层介质基板和下层介质基板可采用正方形结构,边长为30 50mm,厚为2 4mm,边长典型值为40mm,厚典型值为3mm。所述良导体可采用铜或银。所述距离正方形贴片的两边距离均为2 4mm。本专利技术中采用了双层贴片结构，同时通过改变贴片的形状来实现圆极化特性，其对应的可调频率比的变化范围大，完全可以满足北斗卫星通信系统的要求。本专利技术引入CSRR阵列实现了天线频点的可调性，覆盖了北斗卫星定位系统的工作范围。此外，采用CSRR阵列阵列技术可以减小天线尺寸，结合介电性能好的陶瓷或改性环氧复合陶瓷板基底，有助于实现天线的小型化。由于采用叠层耦合双馈电结构，实现了较高的双频隔离度。可满足北斗天线尺寸小、带宽较大、回波损耗较低、增益高、接收与发射信号频道干扰小的要求。本专利技术与常规微带天线相比具有以下优点:采用叠层耦合双馈电结构，实现了具有较高隔离度的双频特性。本专利技术具有双频工作频带，如=L频段与S频段，L频段为1.60 1.62GHz，绝对带宽为0.02GHz，相对带宽为1.2% ；S频段为2.43 2.56GHz，绝对带宽为0.13GHz，相对带宽为5.2%。可覆盖北斗卫星及卫星定位系统的工作频段。由于采用了高介电常数基板和互补金属开口谐振环(CSRR)技术，使得天线的尺寸得到了进一步的缩小。综上所述，本专利技术具有尺寸适中、结构简单、双频工作、带宽大、辐射特征好、受环境因素影响小、成本低、易集成等优点，可达到北斗卫星与GPS导航等卫星通信系统对天线的要求。附图说明图1为本专利技术实施例的CSRR阵列叠层耦合北斗双频微带天线侧面示意图。图2为本专利技术实施例的CSRR阵列叠层耦合北斗双频微带天线上层介质基板上表面示意图。图3为本专利技术实施例的CSRR阵列叠层耦合北斗双频微带天线上层介质基板下表面示意图。图4为本专利技术实施例的回波损耗(S11)性能图。图4中的横坐标表示频率Frequency (GHz),纵坐标表不回波损耗强度 The return loss of the Antenna (dB) 在图中坐标为直角坐标。图5为本专利技术实施例的回波损耗(S22)性能图。图5中的横坐标表示频率Frequency (GHz),纵坐标表不回波损耗强度 The return loss of the Antenna (dB) 在图中坐标为直角坐标。图6为本专利技术实施例在L频段的E面方向图。在图中坐标为极坐标。图7为本专利技术实施例在L频段的H面方向图。在图中坐标为极坐标。图8为本专利技术实施例在S频段的E面方向图。在图中坐标为极坐标。 图9为本专利技术实施例在S频段的H面方向图。在图中坐标为极坐标。具体实施例方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。参照图1 3，本专利技术设有上层介质基板和下层介质基板，所述上层介质基板和下层介质基板相互叠加，上层介质基板上表面和下层介质基板上下表面均敷有良导体；在上层介质基板上表面雕刻有开槽正方形贴片，开槽正方形贴片采用互补金属开口谐振环(CSRR)，互补金属开口谐振环由两个一对开口方向相反的正方形环嵌套组成，两环中心位置重合，且距离正方形贴片的两边距离相等，外环边长2 6mm，内环边长I 3mm，环宽均为0.2 0.6mm ;两环在一边的中点处有开口，均是边长为0.2 0.6mm的正方形，开口环呈C字型。在正方形贴片中心处以一条对角线为轴开长方形缝隙，缝隙的长为1.5 6mm，宽为0.5 3_ ;在正方形贴片四边的中点向内开长方形缝隙，轴为中点连线，缝隙的长为2 6mm,宽为I 3mm ;利用开槽来分离产生两个正交极化的相位差90°的简并模,从而实现圆极化；在下层介质基板上表面雕刻带开槽和切角的正方形贴片，在正方形贴片四边的中点设有向内的长方形缝隙，轴为中点连线，缝隙的长为5 7_，宽为2 4_，并有一对角被切角，切角形状为等腰直角三角形，腰长为0.8 2_ ;下层介质基板背面涂敷有良导体，作为接地板。所述上层介质基板和下层介质基板的材质可采用介电常数为9 15的材料，典型相对介电常数为10,上层介质基板和下层介质基板可采用正方形结构,边长为30 50mm,厚为2 4mm,边长典型值为40mm,厚典型值为3mm。所述良导体可采用铜或银。所述距离正方形贴片的两边距离均为2 4mm。上层介质基板2和下层介质基板4均采用介电常数为10的正方形介质基板，其边长为40mm。在上层介质基板2的上表面和下层介质基板4的两面均覆有铜本文档来自技高网...
【技术保护点】
CSRR阵列叠层耦合北斗双频微带天线，其特征在于设有上层介质基板和下层介质基板，所述上层介质基板和下层介质基板相互叠加，上层介质基板上表面和下层介质基板上下表面均敷有良导体；在上层介质基板上表面雕刻有开槽正方形贴片，开槽正方形贴片采用互补金属开口谐振环，互补金属开口谐振环由两个一对开口方向相反的正方形环嵌套组成，两环中心位置重合，且距离正方形贴片的两边距离相等，外环边长2～6mm，内环边长1～3mm，环宽均为0.2～0.6mm；两环在一边的中点处有开口，均是边长为0.2～0.6mm的正方形，开口环呈C字型；在正方形贴片中心处以一条对角线为轴开长方形缝隙，缝隙的长为1.5～6mm，宽为0.5～3mm；在正方形贴片四边的中点向内开长方形缝隙，轴为中点连线，缝隙的长为2～6mm，宽为1～3mm；利用开槽来分离产生两个正交极化的相位差90°的简并模，实现圆极化；在下层介质基板上表面雕刻带开槽和切角的正方形贴片，在正方形贴片四边的中点设有向内的长方形缝隙，轴为中点连线，缝隙的长为5～7mm，宽为2～4mm，并有一对角被切角，切角形状为等腰直角三角形，腰长为0.8～2mm；下层介质基板背面涂敷有良导体，作为接地板。...
【技术特征摘要】
1.SRR阵列叠层耦合北斗双频微带天线，其特征在于设有上层介质基板和下层介质基板，所述上层介质基板和下层介质基板相互叠加，上层介质基板上表面和下层介质基板上下表面均敷有良导体；在上层介质基板上表面雕刻有开槽正方形贴片，开槽正方形贴片采用互补金属开口谐振环，互补金属开口谐振环由两个一对开口方向相反的正方形环嵌套组成，两环中心位置重合，且距离正方形贴片的两边距离相等，外环边长2 6mm，内环边长I 3mm，环宽均为0.2 0.6mm ;两环在一边的中点处有开口，均是边长为0.2 0.6mm的正方形，开口环呈C字型；在正方形贴片中心处以一条对角线为轴开长方形缝隙，缝隙的长为1.5 6mm,宽为0.5 3mm ;在正方形贴片四边的中点向内开长方形缝隙,轴为中点连线，缝隙的长为2 6mm，宽为I 3mm ;利用开槽来分离产生两个正交极化的相位差90°的简并模，实现圆极化；在下层介质基板上表面雕刻带开槽和切角的正方形贴片，在正方形贴片四边的中点设有向内的长方形缝隙，轴为中点连线，缝隙的长为...
【专利技术属性】
技术研发人员：游佰强，李立之，周涛，周建华，周志微，梁冰洋，肖振宁，陈婧薇，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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