专利名称：卫星导航接收机的平面阵列天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及卫星定位系统中的接收技术，更确切地说是一种用于卫星导航接 收机的平面阵列天线。
技术背景天线作为高精度卫星导航接收机的重要组成部分，它的性能如何直接关系到卫星 导航接收机测量精度的高低，天线的相位中心变化和多径效应是高精度卫星导航测量系统 中的显著误差源，天线的低仰角增益影响接收机的灵敏度。天线的相位中心是其等效辐射中心。理想天线存在唯一的相位中心，其等相面为 球面，因此接收不同方向的卫星信号时不会因为天线本身产生额外的相位差而造成定位测 量结果的偏差。然而在整个波束空间存在唯一相位中心的天线实际上是不多的，绝大部分 天线在整个波束空间不存在唯一的相位中心，只在主瓣某一范围内相位保持相对恒定。此 时接收天线在接收不同方向的卫星信号时会引入额外的相位差异，引入定位测量结果的误 差。多径效应是影响卫星导航接收机测量精度的另一个主要误差源。卫星直达信号在 传播过程中遇到高层建筑、大面积湖泊等复杂环境时会发生反射和散射，某些反射和散射 的信号会和直达信号一起被接收机天线接收，这些进入接收机天线的反射和散射信号相当 于传播路径延长的直达信号，称之为多径信号。多径信号与直达信号相比，相位滞后，幅度 可能衰减或者增强。多径信号会引起接收机信嗓比变化，降低接收机的测距精度.提高接 收机抗多径能力可从硬件和算法两方面入手。多径时延较小时，信号处理技术不能有效地 抑制多径效应，需通过在天线设计上采取措施来抑制多径。因此多径抑制技术是测量型天 线设计和应用中的另一个紧迫问题。天线除了具有高稳定的相位中心和多径抑制能力之外，还要求低仰角增益和轴比 满足一定指标，而且某些双频接收机天线还需要双频双接口输出。双频天线可有效减弱电 离层折射的影响。电离层折射引起的电磁波传播路径距离差沿天顶方向最大可达50米，沿 水平方向最大可达150米，在测量应用中必须予以修正。卫星导航单频接收机虽可利用电 离层模型修正，但当电离层的延迟为50米时，经修正后的残差仍有12. 5米。而双频接收机 利用两个不同的频率进行观测，可有效减弱电离层的影响。双频天线具有双输出接口可在 同样的灵敏度条件下降低对天线增益的要求。如果双频天线共用一个接口输出，为了有效 抑制带外干扰，需要把输出信号功分为两路送给两个频段的低噪放分别做滤波和放大，功 分器会引入功率损失，使接收机灵敏度下降，只有提高天线增益才能保持灵敏度不下降。而 双频段双接口输出天线将不存在此种问题，有利于减轻对天线低仰角增益的要求.测量型 天线的低仰角增益高、轴比好有助于提高测量精度。提高天线的低仰角增益有利于卫星导 航接收机接收到更多的卫星信号，低仰角的卫星信号也能有效接收，这在某些特定应用场 合是非常有用的。提高天线轴比性能有利于抑制多径，提高测量精度。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种双频接收，多端口输出，相位中心高稳定且具有 抗多径特性的平面阵列天线，用于高精度卫星定位。为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案一种卫星导航接收机的平面阵列天线，主要包括接收天线单元、功合器及反射底 板，接收天线单元通过功合器固定在反射底板的上表面，其特征是所述的接收天线单元 包括一个接收Gps/Glonass信号的天线单元和四个接收北斗信号的天线单元，接收Gps/ Glonass信号的天线单元置于反射底板的中心，四个接收北斗信号的天线单元以接收Gps/ Glonass信号的天线单元为中心对称设置。为了吸收外来杂波，减小天线间的互耦问题，提高低仰角增益和抗干扰性，所述反 射底板的上表面、接收天线单元以外的部位贴敷吸波材料。本实用新型进一步的技术方案是，所述的各接收天线单元的中心间距大于二分之 一波导波长。本实用新型更进一步的技术方案是，所述的各接收天线单元上均设有四个馈电 点，四个馈电点在同一平面上依次间隔90度设置；所述的功合器上设有与接收天线单元馈 电点配合的输入口。本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是本实用新型采用平面阵列的结 构使天线具有非常好的圆极化特性，实现高稳定的相位中心，贴在天线单元周围的吸波材 料降低了天线单元之间的互耦，使天线在低仰角具有较高的增益和较强的抗干扰能力。
图1为本实用新型实施例结构示意图；图2为图1的A-A视图；图3为功合器的正面视图；图4为功合器的背面视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。如图1、图2所示，本实用新型提供的平面阵列天线主要由一个接收Gps/Glonass 信号的天线单元4、四个接收北斗信号的天线单元3、功合器2及反射底板1组成，天线单元 4上设有四个馈电点41和一个螺钉紧固孔42，四个馈电点41在同一平面上依次间隔90度 设置；天线单元4设置于反射底板1的中心处，天线单元3上设有四个馈电点31和一个螺 钉紧固孔32，四个馈电点31在同一平面上依次间隔90度设置；四个接收北斗信号的天线 单元3以接收Gps/Glonass信号的天线单元4为中心对称设置。结合图3、图4所示，功合 器2的正面设有与馈电点31或馈电点41配合的输入口 21，功合器2的背面设有输出口 22， 功合器2上设有用于与天线单元和反射底板连接的螺钉紧固孔23，馈电探针6 —端与馈电 点31或馈电点41焊接，另一端焊接在功合器2的输入口 21上，输出探针7 —端焊接在功 合器2的输出口 22上，另一端插入且贯穿反射底板1 ；天线单元3和天线单元4上设置的馈 电探针结构和固定方式相同，反射底板1上设有与螺钉紧固孔32、42配合的紧固孔11、12，还设有与卫星接收设备固定的紧固孔10，天线单元3、功合器2和反射底板1通过螺钉8穿 过相应的螺钉紧固孔连接固定，天线单元4、功合器2和反射底板1通过螺钉9穿过相应的 螺钉紧固孔连接固定，在反射底板1上表面布置天线单元3、天线单元4以外的部位贴敷吸 波材料5，在降低部分增益情况下，展宽波瓣宽度，这样就使得天线在满足增益的情况下，提 高了低仰角增益，从而提高了接收机灵敏度；其次是吸收从其他方向来的杂波，提高抗干扰 性；最后也减小了天线之间的互耦问题。各天线单元中心间距大于二分之一波导波长，在空 间上保证了消除互耦。
上述实施例仅是本实用新型的一个较佳实施方式，详细说明了本实用新型的技术 构思和实施要点，并非是对本实用新型的保护范围进行限制，凡根据本实用新型精神实质 所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围 之内。
权利要求卫星导航接收机的平面阵列天线，主要包括接收天线单元、功合器及反射底板，接收天线单元通过功合器固定在反射底板的上表面，其特征在于所述的接收天线单元包括一个接收Gps/Glonass信号的天线单元和四个接收北斗信号的天线单元，接收Gps/Glonass信号的天线单元置于反射底板的中心，四个接收北斗信号的天线单元以接收Gps/Glonass信号的天线单元为中心对称设置。
2.根据权利要求1所述的卫星导航接收机的平面阵列天线，其特征在于所述反射底 板的上表面、接收天线单元以外的部位贴敷吸波材料。
3.根据权利要求1所述的卫星导航接收机的平面阵列天线，其特征在于所述的各接 收天线单元的中心间距大于二分之一波导波长。
4.根据权利要求1所述的卫星导航接收机的平面阵列天线，其特征在于所述的各接 收天线单元上均设有四个馈电点，四个馈电点在同一平面上依次间隔90度设置。
5.根据权利要求4所述的卫星导航接收机的平面阵列天线，其特征在于所述的功合 器上设有与接收天线单元馈电点配合的输入口。
专利摘要本实用新型公开一种双频接收，多端口输出的平面阵列天线，用于高精度卫星定位，主要包括接收天线单元、功合器及反射底板，接收天线单元通过功合器固定在反射底板的上表面，所述的接收天线单元包括一个接收Gps/Glonass信号的天线单元和四个接收北斗信号的天线单元，接收Gps/Glonass信号的天线单元置于反射底板的中心，四个接收北斗信号的天线单元以接收Gps/Glonass信号的天线单元为中心对称设置，本实用新型采用平面阵列的结构使天线具有非常好的圆极化特性，实现高稳定的相位中心，使天线在低仰角具有较高的增益和较强的抗干扰能力。
文档编号H01Q5/00GK201611682SQ20102011135
公开日2010年10月20日 申请日期2010年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者伯云龙 申请人:西安航空电子科技有限公司