一种应用于GPS/北斗系统的微带天线的制作方法

文档序号:11081720
一种应用于GPS/北斗系统的微带天线的制造方法与工艺

本实用新型属于无线通信领域,涉及一种天线,具体涉及一种应用于GPS/北斗系统的微带天线。



背景技术:

北斗卫星导航系统是由我国自主研发、自主运行的全球卫星导航系统,是继美国的全球定位系统(GPS)、欧盟的伽利略(Galileo)、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)的第四大定位导航系统,该系统的建立对我国国防和经济建设起到了积极作用。近年来,北斗卫星导航系统广泛应用于测绘、交通运输、水利、森林防火等军用及民用领域。而作为导航系统终端的重要组成部分,收发天线发挥着至关重要的作用。现有的兼容GPS系统的北斗终端天线存在带宽较窄、增益较低、加工复杂以及成本较高等缺点,阻碍了多频北斗系统的更广泛应用。



技术实现要素:

为了解决目前GPS/北斗应用领域天线体积较大、成本较高、工艺复杂、不利于大规模生产的问题,本实用新型提供了一种应用于GPS/北斗系统的微带天线,该天线工作带宽完全覆盖GPS系统的L1频段(1575.42±1.023MHz)以及北斗系统的B1频段(1561.42±2.048MHz),而且其结构简单,回波损耗低,增益较高,满足圆极化。

实现上述技术目的,达到上述技术效果,本实用新型通过以下技术方案实现:

一种应用于GPS/北斗系统的微带天线,包括第一辐射单元、第二辐射单元、第一介质基板、第二介质基板、接地面和探针;所述第一辐射单元位于第一介质基板的上表面;所述第二辐射单元位于第二介质基板的上表面;所述接地面均位于第二介质基板的下表面;所述第一辐射单元、第二辐射单元、第一介质基板、第二介质基板、接地面上均设有馈电端口,探针通过各馈电端口与第一辐射单元和第二辐射单元相连,形成探针馈电电路;所述第二辐射单元包括圆形金属贴片,所述圆形金属贴片上设有第一开口谐振槽和第二开口谐振槽,所述第一开口谐振槽和第二开口谐振槽均为圆形,二者的圆心为同一点,第一开口谐振槽的开口和第二开口谐振槽的开口之间的距离为第一开口谐振槽的半径与第二开口谐振槽的半径之和。

作为本实用新型的进一步改进,所述第一辐射单元为具有“T”字臂结构的金属贴片。

作为本实用新型的进一步改进,所述第一辐射单元的半径小于第二辐射单元的半径;所述第一介质基板的半径小于第二介质基板的半径。

作为本实用新型的进一步改进,所述接地面为铜箔。

作为本实用新型的进一步改进,所述第一介质基板和第二介质基板的材料均为ArlonAD450,厚度分别为2mm和3mm;所述第一辐射单元、第二辐射单元和接地面的材料均为铜。

作为本实用新型的进一步改进,所述第一辐射单元与第二辐射单元之间的距离高度是4mm;所述第二辐射单元与接地面之间的距离高度是5.5mm。

本实用新型的有益效果:

本实用新型的一种应用于GPS/北斗系统的微带天线,其工作带宽完全覆盖GPS系统的L1频段(1575.42±1.023MHz)以及北斗系统的B1频段(1561.42±2.048MHz),具有结构简单,回波损耗低,增益较高,满足圆极化的特点。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的天线的结构示意图;

图2为本实用新型天线第一介质基板及第一辐射单元的俯视图;

图3为本实用新型天线第二介质板及第二辐射单元的俯视图;

图4为本实用新型一种实施例的天线的侧视图;

图5为本实用新型一种实施例的天线的探针馈电情况下的回波损耗仿真曲线图;

图6为本实用新型天线在GPS系统L1频段的E面方向图,其中图中坐标为极坐标;

图7为本实用新型天线在GPS系统L1频段的H面方向图,其中图中坐标为极坐标;

图8为本实用新型天线在北斗系统B1频段的E面方向图,其中图中坐标为极坐标;

图9为本实用新型天线在北斗系统B1频段的H面方向图,其中图中坐标为极坐标。其中:1-第一辐射单元1,2-馈电端口,3-第一介质基板,4-第二辐射单元,5-第二介质基板,6-接地面,7-探针。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。

如图1-4所示,一种应用于GPS/北斗系统的微带天线,包括第一辐射单元1、第二辐射单元4、第一介质基板3、第二介质基板5、接地面6和探针7;所述第一辐射单元1位于第一介质基板3的上表面;所述第二辐射单元4位于第二介质基板5的上表面;所述接地面6均位于第二介质基板5的下表面;所述第一辐射单元1、第二辐射单元4、第一介质基板3、第二介质基板5、接地面6上均设有馈电端口2,探针7通过各馈电端口2与第一辐射单元1和第二辐射单元4相连,形成探针馈电电路;所述第二辐射单元4包括圆形金属贴片,所述圆形金属贴片上设有第一开口谐振槽和第二开口谐振槽,第一开口谐振槽和第二开口谐振槽均贯穿整个圆形金属片,所述第一开口谐振槽和第二开口谐振槽均为圆形,二者的圆心为同一点,第一开口谐振槽的开口和第二开口谐振槽的开口之间的距离为第一开口谐振槽的半径与第二开口谐振槽的半径之和;采用这种开口谐振槽的结构,能够有效增大天线带宽和增益。

在本实用新型的一种实施例中,所述第一辐射单元1为具有“T”字臂结构的金属贴片。

作为本实用新型的进一步改进,所述第一辐射单元的半径小于第二辐射单元的半径;所述第一介质基板的半径小于第二介质基板的半径。

在本实用新型的一种实施例中,所述接地面6为铜箔。

在本实用新型的一种实施例中,所述第一介质基板3和第二介质基板5的材料均为Arlon AD450(tm),厚度分别为2mm和3mm;所述第一辐射单元1、第二辐射单元4和接地面6的材料均为铜。

在本实用新型的一种实施例中,所述第一辐射单元1与第二辐射单元4之间的距离高度是4mm;所述第二辐射单元4与接地面6之间的距离高度是5.5mm。

图5给出了探针7馈电情况下的回波损耗仿真曲线图。从图5中可以看到天线的工作频段为1552.3-1599.5MHz,完全覆盖GPS系统的L1频段(1575.42±1.023MHz)以及北斗系统的B1频段(1561.42±2.048MHz)。

图6、图7、图8和图9分别给出了探针7馈电情况下GPS系统的L1频段的辐射方向图,与北斗系统B1频段的辐射方向图。从图中可以看出天线在工作频率处的增益较高,满足实用的需求。

综上所述,本实用新型的工作原理是:

结合第一辐射单元1、第二辐射单元4、第一介质基板3、第二介质基板5、接地面6上上的馈电端口2和探针7进行馈电,第一辐射单元1和第二辐射单元4二者相互作用共同发出辐射信号,发出来的辐射信号完全覆盖GPS系统的L1频段(1575.42±1.023MHz)以及北斗系统的B1频段(1561.42±2.048MHz),本实用新型具有结构简单、回波损耗低、增益较高、满足圆极化的特点;实现天线的小型化、较高的增益与带宽。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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