用于卫星导航接收器的天线的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本公开内容涉及用于卫星导线接收器的天线。
【背景技术】
[0002]卫星导航接收器指的是确定位置的接收器，诸如全球定位系统(GPS)接收器、全球导航卫星系统(GLONASS)接收器或伽利略系统接收器。卫星导航接收器需要天线来接收一个或多个卫星信号，该卫星信号由围绕地球轨道运行的人造卫星的一个或多个卫星发送器发送。某些现有技术的天线在低倾角处不能充分地接收卫星信号。当卫星接收器在高玮度(例如在北极)上运行时在低倾角处接收卫星信号是相当重要的。因此，需要能够在目标范围的倾角上合适地接收和获取卫星信号的天线。
【发明内容】
[0003]根据一个实施例，天线包括带凹口的半椭圆形辐射器。所述辐射器中的每一个都具有大致平坦的第一表面。接地平面具有大致平坦的第二表面，该第二表面通过大致相同的间距与辐射器的大致平坦的第一表面大致平行。所述接地平面具有中心轴线。馈给构件适于将电磁信号传递至每一个辐射器或从每一个辐射器接收电磁信号。馈给构件中的每一个都与所述接地平面的中心轴线径向向外地间隔开。接地构件连接至每一个辐射器并且与馈给间隔件径向向外地间隔开。
【附图说明】
[0004]图1A是天线的一个实施例的立体图。
[0005]图1B是图1A的天线的俯视图。
[0006]图1C是图1B中的沿参考线1C-1C截取的天线的剖视图。
[0007]图1D是图1D中的沿参考线1D-1D截取的天线的透视图。
[0008]图1E是图1A的天线的分解透视图。
[0009]图2是可以代替图1A中的辐射器的辐射器的可替代实施例。
[0010]图3是用于寄生反射器的支撑结构的一个可替代实施例。
[0011]图4是用于寄生反射器的支撑结构的另一个可替代实施例。
[0012]图5是与图1A的天线一致的天线系统的方框图。
[0013]图6是匹配网络的示意性实施例的示意图。
[0014]图7是合并器或合并网络的方框图。
[0015]图8是与根据本公开内容的天线相关联的示意性辐射方向图的视图。
[0016]图9是连接至天线的卫星导航接收器的框图。
【具体实施方式】
[0017]根据一个实施例，包括图1A至图1E的图示出了天线11。例如，天线11包括一组在空间上偏离并且不同定向的辐射器(26、28、126、128)，如带凹口的半椭圆辐射器。辐射器中的每一个都具有大致平坦的第一表面27(例如，如图1C所示)。接地平面14具有大致平坦的第二表面29，该第二表面29通过大致相同的间距51 (如图1C所示)大致平行于辐射器(26、28、126、128)的大致平坦的第一表面27。接地平面14具有中心轴线21。馈给构件32适于传送电磁信号至每一个福射器(26、28、126、128)或从每一个福射器(26、28、126、128)传送信号、或与每一个福射器(26、28、126、128)之间来回地传送信号。馈给构件32中的每一个都与接地平面14的中心轴线21径向向外地间隔开。每一个馈给构件32分别连接或电连接至辐射器(26、28、126、128)中的一个辐射器。接地构件34连接至或电连接至每一个辐射器(26、28、126、128)并且与馈给构件32径向向外地间隔开。
[0018]在一个实施例中，一个或多个寄生反射器(18、20和22)与接地平面14和辐射器(26、28、126、128)轴向地间隔开。虽然在包括图1A至图1E的图的实施例中示出了三个寄生反射器(18、20、22)，但是，在其它实施例中，可以使用一个寄生反射器。在可替代的实施例中，可以没有寄生反射器(18、20、22)。
_9] 辐射器
[0020]辐射器(26、28、126、128)指的是接收或发送诸如从卫星导航系统、卫星辐射器或卫星收发器发射的电磁信号的电磁信号的辐射元件或导电辐射元件。辐射器(26、28、126、128)可以包括例如改进的盘荷式(disk-loaded)电极天线。在一个实施例中，福射器(26、28、126、128)设置为:通过每一个辐射器相对于相邻的辐射器在绕天线11或接地平面14的中心轴线21的顺时针或逆时针方向上的相对方向，提供被接收的电磁信号的相位差信号分量，其中的顺时针或逆时针方向是从天线11上方的视角观察的。如图1B所示，辐射器(26、28、126、128)的每一个的弯曲边缘63面向绕天线11的中心轴线21的顺时针方向，其中辐射器(26、28)中的每一个的直线边缘62与弯曲边缘63相反或邻接弯曲边缘63。辐射器的弯曲边缘63的顺时针定向使得天线11更易于接收例如右旋圆极化信号。弯曲边缘63具有凹口 61或切断部，其中弯曲边缘63是大致椭圆的或大致圆形的。如图所示，凹口61居中定位在弯曲边缘63中或在弯曲边缘63的中心。在可替代的实施例中，每一个辐射器的弯曲边缘63可以面向逆时针方向，尤其是当相比右旋圆极化(RHCP)信号更偏爱接收左旋圆极化(LHCP)信号时。
[0021]在一个实施例中，辐射器(26、28、126、128)可以嵌在、封装在、模制在或固定至大致平坦构件31中或上。大致平坦构件31包括绝缘层或由绝缘材料构成的大致平坦的印刷布线板。如图所示，平坦构件31可以被大致成形为具有从外围区域去除或没有绝缘材料的近似盘状，在该外围区域中不必支撑辐射器。在可替代的实施例中，平坦构件可以基本上是盘形的。
[0022]在一个实施例中，每一个辐射器(26、28、126、128)或单个辐射元件可以实施为或模制为盘荷式单极天线(DLM)或改进的盘荷式单极天线，因为这有助于对其裁剪以在感兴趣的频带上近似地谐振。对于微波频率或对于卫星导航信号(例如GPS信号)的接收，接地平面14与辐射器(26、28、126、128)之间大致相同的间距51为大约14毫米并且接地平面14的直径为大约120毫米，但是其它构造也落入本公开内容和权利要求的范围之内。
[0023]在一个实施例中，辐射器(26、28、126、128)可包括改进的盘荷式单极天线，其中“改进的”的意思是存在对传统的或通常的盘荷式单极天线的一个或多个下述改进:(I)每一个盘都被截断，以使得其仅具有一个凹槽61，(2)两个馈给结构(例如馈给构件32和接地间隔件34)与中心轴线21偏离，以及(3)馈给构件32具有大致圆形、椭圆形或多边形(例如六边形)的截面形状，并且接地构件34具有大致矩形的截面形状。例如，馈给构件32 (例如径向向内的六边形结构)被驱动，并且接地构件34 (例如径向向外的矩形结构)电连接或联接至接地平面14。(具有凹槽61的)盘的截断和馈给件32、34的偏离有利于在驱动辐射器(26、28、126、128)产生右旋圆极化(RHCP)辐射时改进整个天线11的轴比(AR)。当如图1A中定向的辐射器(26、28、126、128)被驱动产生LHCP辐射，AR将被降低。轴比是具有圆极化的电磁场的正交分量的幅值的比率。理想地，圆极化信号具有成90度异相的相等的幅值的正交电磁场分量。因为该分量具有相等的幅值，所以天线11的主射束的轴比可以是Idb或Odb。然而，随着性能可以从任何天线11的主射束或旁射束降低，天线11可以具有不同的轴比。
[0024]寄生反射器
[0025]在一个构造中，天线11包括成大致椭圆形或大致圆形的一个或多个寄生反射器(18,20,22)。在另一构造中，存在具有不同半径的一组反射器(18、20、22)。在又一构造中，该组反射器包括彼此轴向间隔开的第一反射器18、第二反射器20和第三反射器22。其中第一反射器18具有比第二反射器20的半径小的半径，并且第二反射器20具有比第三反射器22的半径小的半径。
[0026]在可替代的实施例中，寄生反射器(18、20、22)从天线11或天线系统中省略或去除。然而，一个或多个寄生反射器的这种省略或去除可能导致天线的AR的降低。
[0027]寄生反射器(18、20、22)由围绕中心轴线21定位或围绕中心轴线21在天线11的中心区域上方的金属材料、金属、合金或其它导电材料构成。寄生反射器(18、20、22)定位在福射器(26、28、126、128)的一部分的上方。寄生反射器(18、20、22)的一个目的是在福射器(26、28、126、128)或辐射元件之间提供受控制的耦合，以使得轴比(AR)被改进。辐射器(26、28、126、128)的竖向间隔和直径影响AR会被降低多少，但是，一般地，当盘定位得越低，阻抗就越偏离目标阻抗(例如，期望为50欧姆)。更多的盘或更少的盘可以用于寄生反射器，但是，在全球导线卫星系统(GNSS)的频带中的测试期间，使用多于三个的寄生反射器(18、20、22)或反射盘时观察到较少的提高。在用于接收从航空器或卫星中发送的一个或多个GPS信号的一个构造中，盘分别具有从最低至最高的大约30_、大约36_以及大约50mm的直径，但是，其它尺寸也可以落入权利要求的范围之内。
[0028]I撑结构
[0029]在一个实施例中，绝缘的支撑结构24在围绕