一种卫星导航抗干扰微带阵列天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星导航技术领域，特别式涉及一种卫星导航抗干扰微带阵列天线。适用于包括美国的GPS系统、欧洲的伽利略系统、俄罗斯的GL0NASS系统、中国的北斗系统在内的各种导航卫星系统。
【背景技术】
[0002]中国北斗卫星导航系统是我国自行研制的，继美国GPS和俄罗斯GL0NASS之后第三个成熟的的全球卫星定位与通信系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，可应用于航海、航空、测量测绘、精密定位等民用领域以及行业领域。目前，美国GPS系统，俄罗斯GL0NASS系统，中国的北斗系统均采用圆极化波的形式发射卫星信号。圆极化波具有多种优点，例如可以通过左右旋圆极化实现收发信号的隔离，方便车辆船舶在运动的情况下接收，还方便导航卫星和附近同轨道非导航卫星实现极化兼容。
[0003]由于卫星导航系统的卫星信号比较微弱，很容易受到外界信号干扰，因此卫星信号的接收设备的天线的抗干扰性能要求就比较高，若接收设备的天线的抗干扰能力不够，严重的情况下可能导致接收设备不能正常工作。目前基本上采用阵列式自适应天线技术来实现天线的抗干扰能力，一般和自适应波束形成算法结合，来消除压制性干扰信号，还原出可用的卫星导航信号，从而提高卫星导航接收机抵抗复杂电磁干扰的能力。
[0004]阵列天线的要求是:天线方向图，幅度，相位，轴比在各个天线阵元之间高度一致。天线阵元之间的间距最优为半波长，隔离度越大越好。可是依据理想指标制作出来的天线，尺寸往往远远超出客户的需求。一般解决方案是使用高介电常数的介质，来减小天线的尺寸，进而实现减小天线阵列尺寸的目的。但是使用高介电常数的介质的办法，会牺牲天线的增益，辐射效率和轴比，天线波束宽度变窄。
[0005]现有技术中，卫星导航微带阵列天线一般由多个矩形微带天线按照一定的布局排列方式组成。由于矩形微带天线工作原理主要靠微带边沿辐射，所以使用矩形微带天线组成的阵列，阵元之间互耦比较强烈，受天线阵元安装环境影响大，在阵列天线尺寸小型化设计方面受到很多限制。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术存在的缺陷和不足，提出一种卫星导航抗干扰微带阵列天线，采用三角形Y形槽微带阵元，可实现天线阵列的小型化，并且具有高辐射效率，高低仰角增益，宽频带，宽波束的特点，有效克服阵元之间的互耦，提高抗干扰能力。
[0007]本发明的技术方案是:
[0008]1.一种卫星导航抗干扰微带阵列天线，其特征在于，包括N个微带天线阵元、介质基板和金属反射底板，所述微带天线阵元按一定间距排列在介质基板的上表面，金属反射底板设置于介质基板的下表面；所述微带天线阵元为三角形Y形槽微带天线阵元，包括三角形金属辐射板，三角形金属辐射板上开有Y形槽，所述Y形槽包括三条条形开槽，所述三条条形开槽的起始端相交会聚，末端分别指向三角形的三条边；所述三角形Y形槽微带天线阵元用于控制表面电流流动，辐射出圆极化波；所述Y形槽的条形开槽边沿设置同轴馈电点，用于馈入电磁波信号。
[0009]2.所述金属辐射板的形状为正三角形，所述Y形槽的三条条形开槽相交会聚的起始端在正三角形的中心；所述正三角形外接圆的圆半径范围为0.3 λ?0.5 λ之间，I λ为天线工作中心频点在自由空间中的一个波长。
[0010]3.所述Y形槽的三条开槽的长度各不相同，按顺时针方向或按逆时针方向以长、中、短依次排列，长度范围一般在0.1 λ?0.7 λ之间。
[0011]4.所述Y形槽的三条开槽的宽度范围一般在0.002 λ?0.2 λ之间，天线的工作带宽与开槽的宽度成正比。
[0012]5.所述馈电点的位置在最长的开槽的左侧边沿或右侧边沿，可以沿着开槽的边沿进行调整，调整的范围距离三角形内心一般为0.1 λ?0.5 λ之间；通过调整馈电点的位置调整天线阻抗，将天线阻抗调整为50欧姆，以便实现天线与后级射频器件的阻抗匹配。
[0013]6.所述Y形槽的三条条形开槽的末端为圆弧槽结构，用于辅助扩展天线工作带宽。
[0014]7.所述介质基板厚度范围选择在0.01 λ?0.1 λ之间，以提高天线的辐射效率和工作带宽。
[0015]8.所述微带天线阵元和金属反射底板之间也可以使用空气充当介质板。
[0016]9.所述三角形Y形槽微带天线阵元的排列方式为，三角形金属辐射板的中心在一个同心园上等间距排列，三角形的一个顶点指向圆心。
[0017]10.所述三角形Y形槽微带天线阵元的个数为3?7个。
[0018]本发明的技术效果:
[0019]本发明提出的一种卫星导航抗干扰微带阵列天线，采用三角形Y形槽微带阵元，可实现天线阵列的小型化，并且具有高辐射效率，高低仰角增益，宽频带，宽波束的特点，有效克服了阵元之间的互耦，提高了抗干扰能力。
[0020]1.天线阵元金属辐射板的形状为三角形，三角形上开有Y形槽，三条条形开槽的起始端相交会聚，末端分别指向三角形的三条边，并且在Y形槽的开槽边沿设置同轴馈电点；利用Y形槽控制辐射单元表面电流流动，从馈电点到三角形辐射单元三个顶点形成相位差，依次相差120度，电流依次流过三角形的三个顶点，辐射出圆极化波。
[0021]2.天线阵元采用三角形Y形槽微带阵元，相比于其他形状的辐射单元，三角形的面积最小，和矩形微带天线相比，有限的空间可以容纳更多的三角形微带阵元，天线阵元辐射边沿之间距离较远，隔离度较好。
[0022]3.和矩形微带天线相比，三角形Y形槽微带阵元天线方向图受天线阵底部金属反射板不对称性影响较小，不圆度较好，因此三角形Y形槽微带天线阵元较矩形微带天线阵元更适合组成抗干扰阵列天线。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的三角形Y形槽微带天线阵元结构示意图。
[0024]图2为本发明的三角形Y形槽微带天线阵元的驻波图。
[0025]图3为本发明的三角形Y形槽微带天线阵元的方向图。
[0026]图4为本发明的三角形Y形槽微带天线阵元的表面电流流动图。
[0027]图5为三角形Y形槽微带天线阵元组成的三阵元抗干扰阵列布局示意图。
[0028]图6为三角形Y形槽微带天线阵元组成的四阵元抗干扰阵列布局示意图。
[0029]图7为三角形Y形槽微带天线阵元组成的五阵元抗干扰阵列布局示意图。
[0030]图8为三角形Y形槽微带天线阵元组成的六阵元抗干扰阵列布局示意图。
[0031]图9为三角形Y形槽微带天线阵元组成的七阵元抗干扰阵列布局示意图。
[0032]附图标记列示如下:1-三角形金属辐射板，2-Y形槽，3-馈电点，4-介质基板，5-金属反射底板。
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本发明的实施例做进一步的详细说明。
[0034]—种卫星导航抗干扰微带天线阵列，包括N个微带天线阵元、介质基板和金属反射底板，微带天线阵元按一定间距排列在介质基板的上表面，金属反射底板设置于介质基板的下表面；本发明的微带天线阵元为三角形Y形槽微带天线阵元，包括三角形金属辐射板，三角形金属辐射板上开有Y形槽，Y形槽包括三条条形开槽，三条条形开槽的起始端相交会聚，末端分别指向三角形的三条边；三角形Y形槽微带天线阵元用于控制表面电流流动，辐射出圆极化波；所述Y形槽的条形开槽边沿设置同轴馈电点，用于馈入电磁波信号。
[0035]如图1所示，为本发明的三角形Y形槽微带天线阵元结构示意图。包括三角形金属福射板1、介质基板4和金属反射底板5，金属福射板I和金属反射底板5分别设置于介质基板4的上表面和下表面；本实