一种便携式多功能卫星通信天线的制作方法

本实用新型属于通信天线技术领域，具体涉及一种便携式多功能卫星通信天线。

背景技术：

随着无线通讯技术的快速发展，对天线的性能要求也越来越高，在现代卫星高速通讯技术中，要求使用的天线具有小型化、高增益、宽频带、圆极化轴比好等特点。为了满足实际需要，目前使用的微带天线、环形天线、喇叭天线、平面单极子天线都存在某一方面的不足，一般的微带天线阻抗带宽都比较窄，缝隙耦合馈电微带天线虽然带宽阻抗带宽能扩宽，但是天线的剖面高度比较高。中国专利“一种实现宽波束的低剖面圆极化微带天线”申请号(201210434559.6)涉及一种新型宽波束低剖面微带天线，用短路柱连接反射板及上层介质基板上的圆形贴片。这样虽然在一定程度上有效降低了天线的高度，但是对于有些苛刻条件下剖面高度还是超标；另外，现有的微型化天线功能单一，多种模式集成的天线相互干扰，使用效果差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种便携式多功能卫星通信天线，其设计新颖合理，小型化、高增益、宽频带，圆极化轴比带宽宽，可进行多种方式的通信，同时具有剖面高度低的特点，易于加工，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种便携式多功能卫星通信天线，其特征在于：包括多模式通信基板和设置在所述多模式通信基板上的天线罩，所述多模式通信基板包括底层介质基板以及集成在底层介质基板上的微带天线阵列、GPS北斗双模天线、WIFI天线和蓝牙天线，所述微带天线阵列由圆极化馈电网络和与圆极化馈电网络连接的M行N列的微带贴片组成，M和N均为正整数且M≥2的同时N≥1，天线罩的内表面上设置有与M行N列的微带贴片配合的M行N列的上层辐射贴片，底层介质基板的底部设置有金属反射镀层，所述微带贴片上连接有正交双侧馈电线，M行N列的正交双侧馈电线均与第一馈线连通，所述第一馈线和M行N列的正交双侧馈电线组成圆极化馈电网络。

上述的一种便携式多功能卫星通信天线，其特征在于：所述GPS北斗双模天线设置在底层介质基板的顶部边缘且位于M行N列的微带贴片的列向中部位置，GPS北斗双模天线与第二馈线连通。

上述的一种便携式多功能卫星通信天线，其特征在于：所述WIFI天线设置在底层介质基板的顶部边缘且位于M行N列的微带贴片的行向中部位置，WIFI天线包括长短两个相互连接的馈电单极子，长短两个相互连接的所述馈电单极子与第三馈线连通。

上述的一种便携式多功能卫星通信天线，其特征在于：所述底层介质基板上长臂馈电单极子的底部开有缝隙，所述蓝牙天线为蓝牙缝隙天线，所述蓝牙缝隙天线包括与所述缝隙连通的所述长臂馈电单极子，所述蓝牙缝隙天线与第三馈线连通。

上述的一种便携式多功能卫星通信天线，其特征在于：所述GPS北斗双模天线、WIFI天线和蓝牙天线均与所述金属反射镀层连接。

上述的一种便携式多功能卫星通信天线，其特征在于：所述微带贴片与正交双侧馈电线处于底层介质基板上的同层。

上述的一种便携式多功能卫星通信天线，其特征在于：所述上层辐射贴片贴附在天线罩的内表面上或采用LDS工艺雕刻在天线罩的内表面上。

上述的一种便携式多功能卫星通信天线，其特征在于：所述微带贴片和与其对应的上层辐射贴片组成阵元，所述阵元的数量为M×N个，M×N个所述阵元电磁波馈电一致。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型设计新颖合理，结构简单，多功能，小型化，投入成本低，便于推广使用。

2、本实用新型通过将上层辐射贴片雕刻在天线罩的内表面上，上层辐射贴片利用下层的微带贴片耦合馈电展宽了阻抗带宽并且提高了增益，并进一步降低了天线的剖面高度，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型在底层介质基板上集成微带天线阵列、GPS北斗双模天线、WIFI天线和蓝牙天线，WIFI天线和蓝牙天线公用长臂馈电单极子，简化布线，减小干扰，经济实用。

4、本实用新型体积小，宽频带、圆极化轴比带宽宽，安装方便，易于加工，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，小型化、高增益、宽频带，圆极化轴比带宽宽，可进行多种方式的通信，同时具有剖面高度低的特点，易于加工，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1底端朝上的结构示意图。

附图标记说明:

1—底层介质基板； 2—微带贴片； 3—正交双侧馈电线；

4—圆极化馈电网络； 5—天线罩； 6—上层辐射贴片；

7—WIFI天线； 8—GPS北斗双模天线； 9—蓝牙天线。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括多模式通信基板和设置在所述多模式通信基板上的天线罩5，所述多模式通信基板包括底层介质基板1以及集成在底层介质基板1上的微带天线阵列、GPS北斗双模天线8、WIFI天线7和蓝牙天线9，所述微带天线阵列由圆极化馈电网络4和与圆极化馈电网络4连接的M行N列的微带贴片2组成，M和N均为正整数且M≥2的同时N≥1，天线罩5的内表面上设置有与M行N列的微带贴片2配合的M行N列的上层辐射贴片6，底层介质基板1的底部设置有金属反射镀层，所述微带贴片2上连接有正交双侧馈电线3，M行N列的正交双侧馈电线3均与第一馈线连通，所述第一馈线和M行N列的正交双侧馈电线3组成圆极化馈电网络4。

如图1所示，本实施例中，所述GPS北斗双模天线8设置在底层介质基板1的顶部边缘且位于M行N列的微带贴片2的列向中部位置，GPS北斗双模天线8与第二馈线连通。

需要说明的是，所述GPS北斗双模天线8置于底层介质基板1顶部且尽量远离微带天线阵列，因此，所述GPS北斗双模天线8布设在底层介质基板1的顶部边缘，同时，为了减少天线之间的相互影响，将所述GPS北斗双模天线8设置在底层介质基板1的顶部边缘且位于M行N列的微带贴片2的列向中部位置，优化布局。

如图1所示，本实施例中，所述WIFI天线7设置在底层介质基板1的顶部边缘且位于M行N列的微带贴片2的行向中部位置，WIFI天线7包括长短两个相互连接的馈电单极子，长短两个相互连接的所述馈电单极子与第三馈线连通。

如图2所示，本实施例中，所述底层介质基板1上长臂馈电单极子的底部开有缝隙，所述蓝牙天线9为蓝牙缝隙天线，所述蓝牙缝隙天线包括与所述缝隙连通的所述长臂馈电单极子，所述蓝牙缝隙天线与第三馈线连通。

需要说明的是，为了进一步减少天线之间的相互影响，WIFI天线7和蓝牙天线9位于底层介质基板1的边缘且位于M行N列的微带贴片2的行向中部位置的上下两侧，由于WIFI天线7和蓝牙天线9频段相同，因此，WIFI天线7和蓝牙天线9共用长臂馈电单极子，实际使用中，在底层介质基板1的金属反射镀层上开一个T形缝隙，减少布线。

实际使用中，将底部设置有金属反射镀层的底层介质基板1固定在天线基座上，将天线罩5盖在底层介质基板1上并与天线基座用螺钉紧固，通过天线罩5边缘的高度控制上层辐射贴片6与微带贴片2的距离，通过引出的第一馈线、第二馈线和第三馈线与射频模块连接，接收卫星信号并无线发射信号。

本实施例中，所述GPS北斗双模天线8、WIFI天线7和蓝牙天线9均与所述金属反射镀层连接。

本实施例中，所述微带贴片2与正交双侧馈电线3处于底层介质基板1上的同层。

需要说明的是，为了展宽圆极化轴比带宽，在下层的每个微带贴片2上采用正交双侧馈电线3，既展宽了每个微带贴片2单独工作时的带宽，又实现了圆极化。

本实施例中，所述上层辐射贴片6贴附在天线罩5的内表面上或采用LDS工艺雕刻在天线罩5的内表面上。

需要说明的是，若采用LDS工艺将上层辐射贴片6雕刻在天线罩5的内表面上，上层辐射贴片6的金属导体材料与天线罩5紧密且精密的结合；若为了降低成本，选择贴附或焊接的方式将上层辐射贴片6的金属导体材料与天线罩5结合，降低剖面高度。

本实施例中，所述微带贴片2和与其对应的上层辐射贴片6组成阵元，所述阵元的数量为M×N个，M×N个所述阵元电磁波馈电一致。

本实施例中，采用矩形阵列的排布方式等间距的布设微带贴片2，方便正交双侧馈电线3的布线，实际采用2×2的微带天线阵列，微带贴片2和与其对应的上层辐射贴片6接触组成阵元，2×2的微带天线阵列组成四个阵元，用圆极化馈电网络4将四个阵元连接起来，在圆极化馈电网络4上采用等功分馈电且每相邻两个阵元的相差依次加90°，使相邻的两个阵元的馈电位置正交，圆极化馈电网络4采用多次阻抗变换使得与天线的输入阻抗匹配，采用左旋圆极化，这样的目的是抑制交叉极化，进一步展宽圆极化的轴比带宽，达到2×2的微带天线阵列电磁波馈电的一致性，整个天线在很小的尺寸下达到了宽带、高增益、左旋圆极化的特性；同时，优化WIFI天线7、GPS北斗双模天线8和蓝牙天线9的天线布局，实现多模式无线通信。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。