具有高低仰角增益的微带天线的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种具有高低仰角增益的微带天线，包括依次叠放且相互固定连接的天线辐射贴片、天线介质板和PCB板；所述天线介质板包括：与天线辐射贴片连接的顶壁，与PCB板连接的底壁，以及形成于顶壁与底壁之间的侧壁；所述天线介质板的侧壁上还加载有金属线路。本发明采用在天线侧壁加载金属线路的方式将天线的辐射方向图进行调整，使得天线的顶点增益降低、低仰角增益提高，从而改善了低仰角收发卫星信号的能力；本发明加载金属线路的实现方式简单有效，而且金属线路的具体形式也可多样化，不会对天线的整体高度产生任何不良影响，保持了现有天线本身所具有的低剖面、小尺寸等优点。
【专利说明】具有高低仰角增益的微带天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线【技术领域】，尤其涉及一种应用于北斗卫星导航系统的具有高低仰角增益的微带天线。
【背景技术】
[0002]北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，是继美全球定位系统(GPS)和俄罗斯的GL0NASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统已经成为我国重要的空间和信息化基础设施，在交通、通信、电力、金融、气象、海洋、国防等领域发挥重要作用。北斗卫星导航系统对天线的低仰角增益有要求，而目前大部分车载天线反射板尺寸都比较大，导致天线辐射方向的顶点增益比较高，低仰角增益比较低，因而天线接收低仰角信号的能力会比较弱。而作为高精度定位或者导航来说，有一定角度的卫星信号比顶点附近的卫星信号更有用。用常规方式的微带天线，很难解决掉这个问题，而用对称振子或者四臂螺旋天线，能解决掉天线在低仰角增益性能很差的问题，但是同时天线的整体高度会增加很多，不能满足天线低剖面，小尺寸的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种具有高低仰角增益的微带天线，在满足天线低剖面、小尺寸要求的前提下提高低仰角增益，改善低仰角收发卫星信号的能力。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005]一种具有高低仰角增益的微带天线，包括依次叠放且相互固定连接的天线辐射贴片、天线介质板和PCB板；所述天线介质板包括:与天线福射贴片连接的顶壁，与PCB板连接的底壁，以及形成于顶壁与底壁之间的侧壁；所述天线介质板的侧壁上还加载有金属线路。
[0006]其中，所述金属线路为规则几何图形或者不规则几何图形。
[0007]其中，所述金属线路的加载方式为印刷、电镀或者喷涂方式。
[0008]其中，所述金属线路接地，也可以不接地。
[0009]其中，所述金属线路采用金、银或铜材质。
[0010]其中，所述金属线路分布于所述天线介质板的部分侧壁，或者整个侧壁上。
[0011]其中，所述金属线路具体为连接成一体的一条线路，或者由相互间断的至少两条线路组成。
[0012]其中，所述金属线路具体为方波形、三角波形或者波浪形。
[0013]其中，所述天线介质板和PCB板的横截面为圆形或者多边形。
[0014]本发明与现有技术相比，有益效果在于:
[0015]I)本发明采用在天线侧壁加载金属线路的方式将天线的辐射方向图进行调整，使得天线的顶点增益降低、低仰角增益提高，从而改善了低仰角收发卫星信号的能力；
[0016]2)本发明加载金属线路的实现方式简单有效，而且金属线路的具体形式也可多样化，不会对天线的整体高度产生任何不良影响，保持了现有天线本身所具有的低剖面、小尺寸等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例提供的微带天线的俯视图；
[0018]图2为本发明实施例提供的微带天线的仰视图；
[0019]图3为本发明实施例提供的加载有第一种金属线路的微带天线的侧视图；
[0020]图4为本发明实施例提供的加载有第二种金属线路的微带天线的侧视图；
[0021]图5为本发明实施例提供的加载有第三种金属线路的微带天线的侧视图；
[0022]图6为本发明实施例提供的加载有第四种金属线路的微带天线的侧视图；
[0023]图7为本发明实施例提供的未加载金属线路时的仿真方向图；
[0024]图8为本发明实施例提供的加载波浪形金属线路后的仿真方向图。
【具体实施方式】
[0025]微带天线的辐射机理实际上是高频的电磁泄漏，一个微波电路如果不是被导体完全封闭，电路中的不连续处就会产生电磁辐射。例如微带电路的开路端，结构尺寸的突变，折弯等不连续处也会产生电磁辐射。当频率较低时，这些部分的电尺寸很小，因此电磁泄漏小，但随着频率的增高，电尺寸增大，泄漏就大。再经过特殊设计，即放大尺寸做成贴片状，并使其工作在谐振状态。辐射就明显增强，辐射效率就大大提高，从而成为有效的天线。由于天线总体能量是一定的，本发明在天线侧壁所增加的一些金属线路，其并不是起放大天线辐射能量的作用，而是改变天线辐射能量的分布，将天线顶点的一部分能量降低，并将该顶点降低的能量移到低仰角来，通过这样来改善天线的低仰角增益。同时，由于天线顶点的增益一般都足够高，因而稍微降低顶点增益并不会影响天线顶点接收或者发射信号的能力。
[0026]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
[0027]请参阅图1至图3所示，本实施例中，微带天线由上层至下层依次包括:天线辐射贴片6、天线介质板2、PCB板3、屏蔽盖4。
[0028]其中，天线辐射贴片6、天线介质板2、PCB板3三者依次叠放且相互固定连接。天线辐射贴片6，用于接收或者发射信号，进行电磁场的空间转换。PCB板3的背面设有一移相合路器7，用以形成天线圆极化工作。屏蔽盖4设于PCB板3的背面，覆盖移相合路器7，包含有天线电路，用于屏蔽外界的其他干扰信号。如图2所示，微带天线上还设有天线馈电点5，该天线馈电点5用于收集天线辐射片所收集到的信号，其贯穿天线辐射贴片6、天线介质板2及PCB板3，与PCB板3背面的移相合路器7相连接。
[0029]如图1和图2所示，天线介质板2的横截面为方形、PCB板3的横截面为圆形。在其他实施例中，为满足各种应用需求，天线介质板2、PCB板3的形状不局限于此，可以为圆形、多边形等各种规则或者不规则形状。
[0030]本实施例中,天线介质板2包括:与天线福射贴片6连接的顶壁,与PCB板3连接的底壁，以及形成于顶壁与底壁之间的侧壁。为了达到提高低仰角增益的目的，天线介质板2的侧壁上还加载有金属线路1，用以调整天线的辐射方向图。请参阅图3至图6所示，金属线路I可以为方波形、三角波形、波浪形等各种形状。在其他实施例中，金属线路I可以采用规则形状，也可采用不规则形状；可以仅在部分侧壁上加载金属线路1，也可以在整个侧壁上加载金属线路I ;金属线路I可以由间断的几部分线路组成，也可以为连接于一整体的线路；金属线路I可以采用金、银、铜等金属材质。
[0031]另外，金属线路I的加载方式可以为印刷、电镀、喷涂等方式，但不局限于此；金属线路I可以如图3至6所示进行接地处理，也可不接地，均可达到提高低仰角增益的目的。
[0032]请参阅图7所示的未加载金属线路I时的仿真图，其中m4、m5、m6三点的低仰角增益值如表1所示；请参阅图8所示的加载波浪形金属线路I后的仿真图，其中m4、m5、m6三点的低仰角增益值如表2所示；通过对比两表可知，在天线介质板2侧壁上加载金属线路I后，有效地提高了低仰角增益，解决了传统微带天线低仰角增益比较弱的缺陷，同时具有实现简单等优点。
[0033]表1
[0034]
【权利要求】
1.一种具有高低仰角增益的微带天线，包括依次叠放且相互固定连接的天线辐射贴片、天线介质板和PCB板；所述天线介质板包括:与天线福射贴片连接的顶壁，与PCB板连接的底壁，以及形成于顶壁与底壁之间的侧壁；其特征在于，所述天线介质板的侧壁上还加载有金属线路。
2.如权利要求1所述的具有高低仰角增益的微带天线，其特征在于，所述金属线路为规则几何图形。
3.如权利要求1所述的具有高低仰角增益的微带天线，其特征在于，所述金属线路为不规则几何图形。
4.如权利要求1所述的具有高低仰角增益的微带天线，其特征在于，所述金属线路的加载方式为印刷、电镀或者喷涂方式。
5.如权利要求1所述的具有高低仰角增益的微带天线，其特征在于，所述金属线路接地。
6.如权利要求1所述的具有高低仰角增益的微带天线，其特征在于，所述金属线路采用金、银或铜材质。
7.如权利要求1所述的具有高低仰角增益的微带天线，其特征在于，所述金属线路分布于所述天线介质板的部分侧壁，或者整个侧壁上。
8.如权利要求1所述的具有高低仰角增益的微带天线，其特征在于，所述金属线路具体为连接成一体的一条线路，或者由相互间断的至少两条线路组成。
9.如权利要求2所述的具有高低仰角增益的微带天线，其特征在于，所述金属线路具体为方波形、三角波形或者波浪形。
10.如权利要求1至9任一所述的具有高低仰角增益的微带天线,其特征在于,所述天线介质板和PCB板的横截面为圆形或者多边形。
【文档编号】H01Q9/04GK103996904SQ201410191062
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】王春华, 黄毅 申请人:深圳市华信天线技术有限公司