双馈双层双频圆极化天线的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种双馈双层双频圆极化天线，上层辐射片和下层辐射片通过螺钉连接到天线基板上表面，上层辐射片、下层辐射片和天线基板之间平行且相互绝缘；馈电网络安装于天线基板下表面，提供等功率分配、90°相移的正交极化信号，馈电针上端穿过天线基板和下层辐射片，对上层辐射片电连接、直馈，且馈电针不与天线基板和下层辐射片连接，下层辐射片耦合馈电，馈电针下端与馈电网络相连，通过馈电网络和接插件输入或输出射频信号。本发明能够使得天线的任一频段频率覆盖范围较宽，可覆盖多个邻近导航频段。
【专利说明】双馈双层双频圆极化天线
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种天线系统，尤其是一种圆极化天线。
【背景技术】
[0002]近年来，随着天线技术的发展，圆极化天线的应用受到越来越多的关注。尤其是随着随着现代导航技术的迅猛发展，卫星导航技术在日常生活及军事通信中得到了更加广泛的应用。然而，如我国的北斗系统、GPS以及远程遥感等很多应用系统中都要求天线能满足双频段或多频段工作要求，且每个频段都有一定频带宽度要求。大多数双/多频段圆极化天线设计为微带层叠式结构，这种方案的缺点是天线工作频段较窄。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术中圆极化天线双频段设计后单一频段工作频带较窄的不足，本发明提供一种圆极化天线，能够使得天线的任一频段频率覆盖范围较宽，可覆盖多个邻近导航频段。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括天线基板、下层辐射片、上层辐射片、馈电网络和馈电针；上层辐射片和下层辐射片通过螺钉连接到天线基板上表面，上层辐射片、下层辐射片和天线基板之间平行且相互绝缘；馈电网络安装于天线基板下表面，提供等功率分配、90°相移的正交极化信号，两根馈电针上端穿过天线基板和下层辐射片，对上层福射片电连接、直馈，且馈电针不与天线基板和下层福射片连接，下层福射片稱合馈电，馈电针下端与馈电网络相连，通过馈电网络和接插件输入或输出射频信号。
[0005]所述的上层辐射片、下层辐射片和天线基板之间由空气填充。
[0006]所述的上层辐射片和下层辐射片为规则对称图形。
[0007]所述的上层辐射片尺寸小于下层辐射片。
[0008]所述的上层辐射片和下层辐射片采用金属片或者覆铜介质板制作。
[0009]本发明的有益效果是:通过改变两层辐射片尺寸，可以调整天线的谐振频率。通过双馈电针正交90°馈电，可以得到良好的圆极化特性。通过增加两层辐射片以及与天线基板的距离，可以改善天线频带特性，拓展频带宽度，解决双频段设计后工作频带较窄的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明圆极化天线的组装结构切面示意图；
[0011]图2为本发明圆极化天线中上层辐射片几种形状的俯视示意图，其中，(a)为正方形，(b)为菱形，(c)为圆形；
[0012]图3为本发明圆极化天线中下层辐射片几种形状的俯视示意图，其中，(a)为正方形，(b)为菱形，(c)为圆形。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0014]一种圆极化天线，该天线包括:两层辐射片、两根贯穿天线基板和下层辐射片并与上层辐射片以及馈电网络连接的馈电针、四周的介质支撑螺钉、一个天线基板以及天线基板后面的馈电网络。辐射片产生两个正交、轴向等幅的线极化辐射，由馈电网络提供等功率分配、90°相移的正交极化信号，从而形成圆极化。
[0015]如图1所示,是本发明圆极化天线的实施例的切面示意图；本实施例包括天线基板1、下层辐射片2、上层辐射片3、介质支撑/固定螺钉4、接插件5、位于天线基板I背面的馈电网络6以及馈电针7 ;图中，上、下层辐射片的介质支撑/固定螺钉4把上、下层辐射片绝缘连接到天线基板I上，加强天线强度；天线的馈电网络6安装于天线基板I背后，提供等功率分配、90°相移的正交极化信号；天线的馈电针7上端通过天线基板I和下层辐射片2，且不与天线基板I和下层辐射片2连接，对上层辐射片3电连接、直馈，下层辐射片耦合馈电，下端与馈电网络6相连，通过馈电网络6和接插件5输入/输出射频信号。
[0016]本实施例中，天线基板和上、下层辐射片之间由空气填充。
[0017]所述的上层辐射片尺寸小于下层辐射片。
[0018]上、下层辐射片可为金属片或者覆铜介质板制作。
[0019]该天线上、下层辐射片外形通常为规则对称图形(如图2、图3)，以正方形、菱形和圆形为主。本发明圆极化天线在两个频段内的辐射特性和谐振特性分别由馈电针位置、辐射片尺寸及其高度来决定。如上层辐射片3的高度h2、尺寸《2和馈电针连接位置d决定了该天线高频段的谐振频率和辐射特性；而下层辐射片高度hi和尺寸wl以及上下层辐射片间距h2决定了该天线的低频段的谐振频率和辐射特性。其中，hi和h2对天线频段宽度影响较大。
【权利要求】
1.一种双馈双层双频圆极化天线，包括天线基板、下层辐射片、上层辐射片、馈电网络和馈电针，其特征在于:上层辐射片和下层辐射片通过螺钉连接到天线基板上表面，上层辐射片、下层辐射片和天线基板之间平行且相互绝缘；馈电网络安装于天线基板下表面，提供等功率分配、90°相移的正交极化信号，两根馈电针上端穿过天线基板和下层辐射片，对上层福射片电连接、直馈，且馈电针不与天线基板和下层福射片连接，下层福射片稱合馈电，馈电针下端与馈电网络相连，通过馈电网络和接插件输入或输出射频信号。
2.根据权利要求1所述的双馈双层双频圆极化天线，其特征在于:所述的上层辐射片、下层辐射片和天线基板之间由空气填充。
3.根据权利要求1所述的双馈双层双频圆极化天线，其特征在于:所述的上层辐射片和下层辐射片为规则对称图形。
4.根据权利要求1所述的双馈双层双频圆极化天线，其特征在于:所述的上层辐射片尺寸小于下层辐射片。
5.根据权利要求1所述的双馈双层双频圆极化天线，其特征在于:所述的上层辐射片和下层辐射片采用金属片或者覆铜介质板制作。
【文档编号】H01Q1/50GK204144438SQ201420580713
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】周云林, 谢飞 申请人:中国电子科技集团公司第二十研究所