一种小型化多频北斗天线的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种小型化多频北斗天线，包括天线元（2）、反射板（3）、电路板（4）和安装板（1），反射板（3）设置在安装板（1）上表面，反射板（3）和安装板（1）构成的电磁屏蔽空间内设有电路板（4），电路板（4）安装在安装板（1）的上表面，天线元（2）安装在反射板（3）的上表面，4个低噪声放大器（5）安装在安装板（1）的下表面，输入/输出端与射频线缆（9）连接，天线元（2）工作在5种工作频率，5种工作频率分别是L1频率、北斗一代接收L频率和发射S频率、北斗二代B1频率和B3频率。本发明提供的北斗天线体积小、高集成度多频覆盖、成本低、制造工艺简单、有利于大规模生产的小型化圆极化北斗天线。
【专利说明】一种小型化多频北斗天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种客户端发射和接收天线，具体说是一种卫星导航级授时领域的一种北斗一代收发、北斗二代接收和GPS接收的多频覆盖天线。
【背景技术】
[0002]中国北斗卫星导航系统是我国自主研发、自主运行的全球卫星导航系统，可广泛用于经济社会的各个领域，是国家正在建设的重要空间信息基础设施。这一系统在测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益。自从北斗系统面向民用以来，出现了多种兼容北斗一代收发(L、S)、北斗二代接收(B1、B3)频率、或者兼容北斗一代收发(L、S)、GPS (LI)频率、或者兼容北斗二代B3、B1、GPS (LI)接收频率的手持北斗终端；而兼容北斗一代收发、北斗二代接收频率又包含GPS (LI)频率这样五个频点的北斗终端，由于兼容频点多导致天线尺寸较大，或者缩小尺寸将使天线元的开缝间距较小而增大了生产工艺上的难度，阻碍了多频北斗系统的更广泛应用。
【发明内容】
[0003]1、所要解决的技术问题:
目前北斗应用领域天线体积较大，天线元集成度低，成本较高，工艺复杂、不利于大规模生产的问题。
[0004]2、技术方案:
为了解决以上问题，本发明提供了一种小型化多频北斗天线，包括天线元2、反射板3、电路板4和安装板I,其特征在于:反射板3设置在安装板I上表面,反射板3和安装板I构成的电磁屏蔽空间内设有电路板4，电路板4安装在安装板I的上表面，天线元2安装在反射板3的上表面,4个低噪声放大器5安装在安装板I的下表面,输入/输出端与射频线缆9连接，天线元2工作在5种工作频率，5种工作频率分别是LI频率、北斗一代接收L频率和发射S频率、北斗二代BI频率和B3频率。
[0005]天线兀2包括有三层金属层,分别上表面金属层10、中间金属层12、下表面金属层14，三层金属层之间夹有两层介质基板，分别为上层介质基板11、下层介质基板13。
[0006]上表面金属层10的中心位置偏一侧设有馈电板17。
[0007]下表面金属层14接地,下表面金属层14为正方形金属铜贴片。
[0008]中间金属层12的整体轮廓为正方形，正方形的中心位置有垂直交叉的十字交指金属结构18，中间金属层12的正方形的四角位置分别有90度折线型交指金属结构19，90度折线型交指金属结构19延顺时针方向末端分别有一个穿过下层介质基板13通往下表面金属层14的金属过孔15，所述中间金属层12的中心位置偏一侧设有馈电端口 16。
[0009]十字交指金属结构18采用折叠线。
[0010]折叠线间的缝隙20大于0.2mm。[0011]3、有益效果:
本发明提供的北斗天线具有体积小、高集成度多频覆盖、成本低、制造工艺简单、有利于大规模生产的小型化圆极化北斗天线。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图。
[0013]图2为安装板上部组件图。
[0014]图3为安装板下部组件图。
[0015]图4为工作在5种频率的天线元的侧示意图。
[0016]图5为工作在5种频率的天线元结构图
图6为工作在5种频率的天线元的基底结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明提供了一种小型化多频北斗天线，结构如图1所示，包括天线元2、反射板
3、电路板4和安装板I,其特征在于:反射板3设置在安装板I上表面,反射板3和安装板I构成的电磁屏蔽空间内设有电路板4，电路板4安装在安装板I的上表面，天线元2安装在反射板3的上表面,4个低噪声放大器5安装在安装板I的下表面，输入/输出端与射频线缆9连接，天线元2工作在5种工作频率，5种工作频率分别是LI频率、北斗一代接收L频率和发射S频率、北斗二代BI频率和B3频率。
[0018]下面结合实施例来对本发明进行详细说明。
[0019]实施例1
参见图1，本发明提供的一种小型化多频圆极化北斗天线，包括安装板1，工作在5种频率的天线元2，反射板3，电路板4，4个低噪声放大器5，分别是北斗一代接收低噪声放大器、北斗一代发射低噪声放大器、北斗二代BI频率和GPS频率共用低噪声放大器、北斗二代B3频率低噪声放大器，射频线缆9以及外部的塑料保护壳6 ;安装板I上表面设有反射板3，反射板3和安装板I构成的电磁屏蔽空间内设有电路板4,安装板I的厚度一般不小于2毫米，以便在安装板I上攻安装塑料保护壳6用的螺丝孔7和安装反射板3用的第二螺丝孔8，，电路板4和反射板3用螺钉固定在安装板I的上表面，塑料保护壳6使用螺钉安装在安装板I的上表面，塑料保护壳6采用塑料材质，使天线产品美观，具有良好的防水(淋雨、浸溃等)性能和具有抗霉菌、盐雾和沙尘等能力。
[0020]参见图2，塑料保护壳6通过螺丝孔7固定在安装板I的上表面，反射板3通过螺丝孔8，安装在安装板I的上表面，反射板3上表面安装工作在5种频率的天线元2，工作在5种频率的天线元2上表面设有上表面金属层10、上层介质基板11，上表面金属层10的中心位置偏一侧设有馈电板17。
[0021]参见图3，4个低噪声放大器5安装在安装板I的下表面，输入/输出端与射频线缆9连接，螺丝孔7用于安装塑料保护壳6。
[0022]参见图4,工作在5种频率的天线元2,是一种多频圆极化异向介质天线，包括有三层金属层，分别上表面金属层10、中间金属层12、下表面金属层14,三层金属层之间夹有两层介质基板，分别为上层介质基板11、下层介质基板13,下表面金属层14为正方形金属铜贴片，下表面金属层14接地，馈电端口 16用于中间金属层12供电，金属过孔15用于90度折线型交指金属结构19于连接下表面金属层14。
[0023]参见图5，工作在5种频率的天线元2的上表面金属层10，安装用于馈电的馈电板17。
[0024]参见图6，中间金属层的整体轮廓为正方形，正方形的中心位置有垂直交叉的十字交指金属结构18，中间金属层12的正方形的四角位置分别有90度折线型交指金属结构19,90度折线型交指金属结构延顺时针方向末端分别有一个穿过下层介质基板13通往下表面金属层14的金属过孔15，所述中间金属层12的中心位置偏一侧设有馈电端口 16，上表面金属层10的中心位置偏一侧设有馈电板17。
[0025]工作在5种频率的天线元2采用“十”字形混合左右手传输线实现电磁辐射，该结构利用交指部分的折叠来增大串联电感，从而使左手区展宽，且具有较高的辐射效率。然而由于这种结构交指间间距只有0.05_，目前的薄膜和厚膜加工工艺难以实现。因此，为了天线的易于加工，用折叠线代替了普通的交指线，拥有较大的电容，同时又可以保证并联电容较小。在相同的微带线长度下，可以提供较大的耦合区和电容，而不会引起并联电容的增力口，进而保证了较小的插损和较宽的工作频率。同时，折叠线间的缝隙20可以大于0.2mm,更易于加工制造，有利于大规模生产。
【权利要求】
1.一种小型化多频北斗天线，包括天线元(2)、反射板(3)、电路板(4)和安装板(1)，其特征在于:反射板(3)设置在安装板(I)上表面，反射板(3)和安装板(I)构成的电磁屏蔽空间内设有电路板(4)，电路板(4)安装在安装板(I)的上表面，天线元(2)安装在反射板(3)的上表面,4个低噪声放大器(5)安装在安装板(I)的下表面，输入/输出端与射频线缆(9)连接，天线元(2)工作在5种工作频率，5种工作频率分别是LI频率、北斗一代接收L频率和发射S频率、北斗二代BI频率和B3频率。
2.如权利要求1所述的小型化多频北斗天线，其特征在于:天线元(2)包括有三层金属层，分别上表面金属层(10)、中间金属层(12)、下表面金属层(14)，三层金属层之间夹有两层介质基板，分别为上层介质基板(11)、下层介质基板(13)。
3.如权利要求2所述的小型化多频北斗天线，其特征在于:上表面金属层(10)的中心位置偏一侧设有馈电板(17 )。
4.如权利要求2所述的小型化多频北斗天线，其特征在于:下表面金属层(14)接地，下表面金属层(14)为正方形金属铜贴片。
5.如权利要求2-4任一权利要求所述的小型化多频北斗天线，其特征在于:中间金属层(12)的整体轮廓为正方形，正方形的中心位置有垂直交叉的十字交指金属结构(18)，中间金属层(12)的正方形的四角位置分别有90度折线型交指金属结构(19)，90度折线型交指金属结构(19)延顺时针方向末端分别有一个穿过下层介质基板(13)通往下表面金属层(14)的金属过孔(15)，所述中间金属层(12)的中心位置偏一侧设有馈电端口(16)。
6.如权利要求5所述的小型化多频北斗天线，其特征在于:十字交指金属结构(18)采用折叠线。
7.如权利要求6所述的小型化多频北斗天线，其特征在于:折叠线间的缝隙(20)大于0.2mm。
【文档编号】H01Q5/00GK103531903SQ201310532265
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】邢红兵 申请人:镇江中安通信科技有限公司