一种双频天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例提供一种双频天线，包括：包括依次层叠设置的上层微带天线、下层微带天线、无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板。采用本实用新型提供的天线，通过在上层微带天线中采用四根馈针、下层微带天线中采用四根馈针对应两个不同的频段实现双频工作，并提高了天线的精度。同时将馈电网络电路中的无源馈电网络电路和有源馈电网络电路分别印刷在无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板上，并将无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板进行叠加，使得整体天线结构更加紧凑，使得天线更加小型化。上层微带天线与下层微带天线通过穿过天线中心过孔的馈针接地，可以减小损耗，同时使得上层微带天线与下层微带天线拥有较高的顶点增益。
【专利说明】一种双频天线
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及天线【技术领域】，尤其涉及一种双频天线。
【背景技术】
[0002]随着卫星导航技术的高速发展，对天线的性能也提出了越来越高的要求。目前支持卫星导航定位系统的航空天线在要求具有良好的圆极化性能的同时，对定位精度要求也十分苛刻。航空天线的另一个特点是对航空天线结构的要求越来越趋向于小型化方向发展。目前并没有一种既具有高精度，同时结构小型化的航空天线。
实用新型内容
[0003]本实用新型实施例提供一种双频天线，满足航空天线既具有高精度，同时结构小型化的要求。
[0004]本实用新型实施例提供的一种双频天线，包括依次层叠设置的上层微带天线、下层微带天线、无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板，所述无源馈电网络电路板上设有无源馈电网络电路，所述有源馈电网络电路板上设有有源馈电网络电路，所述上层微带天线与所述下层微带天线分别接收不同频段的信号；
[0005]所述上层微带天线通过四根第一馈针与所述无源馈电网络电路连接，将所述上层微带天线接收的信号传输至所述无源馈电网络电路；
[0006]所述下层微带天线通过四根第二馈针与所述有源馈电网络电路连接，将所述下层微带天线接收的信号传输至所述无源馈电网络电路；
[0007]所述无源馈电网络电路板与所述无源馈电网络电路板通过同轴线缆连接，所述有源馈电网络电路分别将所述四根第一馈针传输来的信号进行耦合以及将所述四根第二馈针传输来的信号进行耦合后，通过所述同轴线缆传输给所述有源馈电网络电路，所述有源馈电网络电路对接收到的信号进行放大滤波。
[0008]较佳的，所述无源馈电网络电路板和所述有源馈电网络电路板之间设置有垫圈。
[0009]较佳的，所述无源馈电网络电路包括第一电桥耦合器以及第二电桥耦合器，所述第一电桥耦合器的输入端与所述上层微带天线的四根第一馈针相连，所述第二电桥耦合器的输入端与所述下层微带天线的四根第二馈针相连；
[0010]所述有源馈电网络电路包括第一放大器、第二放大器、第一滤波器、第二滤波器以及合路器，所述第一放大器的输入端与所述第一电桥親合器的输出端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与所述合路器的输入端连接；
[0011]所述第二放大器的输入端与所述第二电桥耦合器的输出端连接，所述第二放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与所述合路器的输入端连接。
[0012]较佳的，所述上层微带天线的几何中心设有第一过孔，所述下层微带天线的几何中心设有第二过孔；
[0013]所述上层微带天线的第一过孔与所述下层微带天线的第二过孔对齐，第三馈针贯穿于所述第一过孔和所述第二过孔并接地，且所述第三馈针分别与所述上层微带天线和所述下层微带天线连接。
[0014]较佳的，所述上层微带天线的四根第一馈针分别通过所述上层微带天线的四个第三过孔与所述上层微带天线相连，所述下层微带天线的四根第二馈针分别通过所述下层微带天线的四个第四过孔与所述下层微带天线相连；
[0015]所述上层微带天线的四个第三过孔均匀分布在以所述第一过孔为圆心，以第一阈值为半径的圆上；
[0016]所述下层微带天线的四个第四过孔均匀分布在以所述第二过孔为圆心，以第二阈值为半径的圆上，其中所述第一阈值小于第二阈值。
[0017]较佳的，所述下层微带天线中设有四个第五过孔；
[0018]所述上层微带天线与所述下层微带天线叠加时，所述下层微带天线的四个第五过孔与所述上层微带天线的四个第三过孔分别对齐；
[0019]所述上层微带天线与所述无源馈电网络电路连接时，所述上层微带天线的四根第一馈针分别穿过所述下层微带天线的四个第五过孔。
[0020]较佳的，所述上层微带天线与所述下层微带天线采用聚四氟乙烯作为介质。
[0021]较佳的，所述上层微带天线的工作频段大于与所述下层微带天线的工作频段。
[0022]较佳的，所述上层微带天线、下层微带天线、无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板，封装于密闭结构内；
[0023]所述密闭结构包括位于所述上层微带天线上方的天线外盖，以及位于所述有源馈电网络电路板下方的天线底座，所述天线底座上设置有输出接头，所述输出接头与所述有源馈电网络电路连接。
[0024]采用本实用新型提供的天线，通过在上层微带天线中采用四根馈针、下层微带天线中采用四根馈针对应两个不同的频段实现双频工作，并提高了天线的精度。同时将馈电网络电路中的无源馈电网络电路和有源馈电网络电路分别印刷在无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板上，并将无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板进行叠加，使得整体天线结构更加紧凑，使得天线更加小型化。上层微带天线与下层微带天线通过穿过天线中心过孔的馈针接地，可以减小损耗，同时使得上层微带天线与下层微带天线拥有较高的顶点增益。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型实施例提供的一种双频天线结构示意图；
[0026]图2为本实用新型实施例提供的一种双频天线剖面示意图；
[0027]图3为本实用新型实施例提供的上层微带天线俯视图；
[0028]图4为本实用新型实施例提供的下层微带天线俯视图；
[0029]图5为本实用新型实施例提供的一种双频天线结构图；
[0030]图6为本实用新型实施例提供的另一种双频天线结构图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合说明书附图对本实用新型实施例做详细描述。
[0032]如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种双频天线结构示意图，包括依次层叠设置的上层微带天线101、下层微带天线102、无源馈电网络电路板103和有源馈电网络电路板105，所述无源馈电网络电路板103上设有无源馈电网络电路，所述有源馈电网络电路板105上设有有源馈电网络电路，所述上层微带天线101与所述下层微带天线102分别接收不同频段的信号；所述无源馈电网络电路板103与所述有源馈电网络电路板105通过同轴线缆连接，所述天线还包括位于所述上层微带天线101上方的天线外盖106，位于所述有源馈电网络电路板105下方的天线底座107以及输出接头108。
[0033]较佳的，上层微带天线101的工作频段大于与下层微带天线102的工作频段。具体的，上层微带天线101可以接收来自GPS(Global Posit1ning System，全球定位系统)的L1频段、北斗二代的B1频段和格洛纳斯(英文:GL0NASS)的L1频段的信号，下层微带天线102可以接收来自GPS的L2频段、北斗二代的B2频段和GL0NASS的L2频段的信号。
[0034]下层微带天线102位于上层微带天线101与无源馈电网络电路板103之间；无源馈电网络电路板103位于下层微带天线102和垫圈104之间；垫圈104位于无源馈电网络电路板103和有源馈电网络电路板105之间。其中，垫圈104可以为金属垫圈，也可以为其他材料制作的垫圈，如塑料垫圈。
[0035]上层微带天线通过四根第一馈针与所述无源馈电网络电路连接，将所述上层微带天线接收的信号传输至所述无源馈电网络电路；
[0036]下层微带天线通过四根第二馈针与所述无源馈电网络电路连接，将所述下层微带天线接收的信号传输至所述无源馈电网络电路；
[0037]无源馈电网络电路一般包括第一电桥耦合器以及第二电桥耦合器，其中电桥耦合器的数量可以根据实际情况选取多个。有源馈电网络电路一般包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第一滤波器、第二滤波器以及合路器，其中第一放大器、第二放大器、第三放大器以及第四放大器一般为满足性能要求的低噪声放大器。
[0038]无源馈电网络电路板与所述有源馈电网络电路板通过同轴线缆连接，所述有源馈电网络电路分别将所述四根第一馈针传输来的信号进行耦合以及将所述四根第二馈针传输来的信号进行耦合后，通过所述同轴线缆传输给所述有源馈电网络电路，所述有源馈电网络电路对接收到的信号进行放大滤波。
[0039]如图2所示，本实用新型实施例提供的一种双频天线剖面示意图。
[0040]上层微带天线包括上层贴片201、上层介质板202以及上层接地板203，上层介质板202的一面与上层贴片201接触，另一面与上层接地板203接触，上层接地板203的另一面与下层微带天线的下层贴片204接触。下层微带天线包括下层贴片204、下层介质板205以及下层接地板206。下层微带天线的下层接地板206与无源馈电网络电路板103接触。
[0041]优选的，上层微带天线的形状为矩形倒圆角天线，上层介质板202以聚四氟乙烯为介质。下层微带天线的形状为矩形倒圆角天线，下层介质板205以聚四氟乙烯为介质。
[0042]较佳的，上层微带天线的几何中心设有第一过孔211，所述下层微带天线的几何中心设有第二过孔212 ;所述上层微带天线的第一过孔211与所述下层微带天线的第二过孔212对齐，第三馈针2110贯穿于所述第一过孔211和所述第二过孔212并接地，且所述第三馈针2110分别与所述上层微带天线和所述下层微带天线连接。
[0043]上层微带天线中还有四个第三过孔213，且四个第三过孔213均匀分布在以第一过孔211为圆心，以第一阈值为半径的圆上；下层微带天线中还有四个第四过孔214，且四个第四过孔214均匀分布在以第二过孔212为圆心，以第二阈值为半径的圆上，其中所述第一阈值小于第二阈值。第一阈值与第二阈值的具体值可以根据实际情况去确定。
[0044]下层微带天线中还设有四个第五过孔215;上层微带天线与下层微带天线叠加时，下层微带天线的四个第五过孔215与上层微带天线的四个第三过孔213分别对齐；上层微带天线与无源馈电网络电路连接时，上层微带天线的四根第一馈针2130分别穿过下层微带天线的四个第五过孔215。下层微带天线通过四根第二馈针2140分别穿过下层微带天线的四个第四过孔214与无源馈电网络电路连接。
[0045]如图3所示，本实用新型实施例提供的一种上层微带天线俯视图。
[0046]上层微带天线的形状为矩形倒圆角天线。上层微带天线中四个第三过孔213均匀分布在以第一过孔211为圆心，以第一阈值为半径的圆上。
[0047]如图4所示，本实用新型实施例提供的一种下层微带天线俯视图。
[0048]下层微带天线的形状为矩形倒圆角天线。下层微带天线中四个第四过孔214均匀分布在以第二过孔212为圆心，以第二阈值为半径的圆上。
[0049]下层微带天线中四个第五过孔215均匀分布在以第二过孔212为圆心，第一阈值为半径的圆上。
[0050]如图5所示，本实用新型实施例提供的一种天线结构图。
[0051]四根第一馈针与上层微带天线中的第三过孔的接触形成上层馈点501，将上层微带信号接收的信号传输给第一电桥耦合器503。无源馈电网络电路包括第一电桥耦合器503以及第二电桥耦合器504，所述第一电桥耦合器503的输入端与上层微带天线通过四根第一馈针相连。
[0052]四根第二馈针与下层微带天线中的第四过孔的接触形成下层馈点502，将下层微带信号接收的信号传输给第二电桥耦合器504。第二电桥耦合器504的输入端与下层微带天线通过四根第二馈针相连。
[0053]有源馈电网络电路包括第一放大器505、第二放大器506、第三放大器510、第四放大器511、第一滤波器507、第二滤波器508以及合路器509，所述第一放大器505的输入端与所述第一电桥親合器503的输出端连接，所述第一放大器505的输出端与所述第一滤波器507的输入端连接，所述第一滤波器507的输出端与所述合路器509的输入端连接，所述合路器509的输出端与所述第三放大器510的输入端连接，所述第三放大器510的输出端与所述第四放大器511的输入端连接，通过第四放大器511的输出端将信号输出给射频接收装置。
[0054]第二放大器506的输入端与所述第二电桥親合器504的输出端连接，所述第二放大器506的输出端与所述第二滤波器508的输入端连接，所述第二滤波器508的输出端与所述合路器509的输入端连接，所述合路器509的输出端与所述第三放大器510的输入端连接，所述第三放大器510的输出端与所述第四放大器511的输入端连接，通过第四放大器511的输出端将信号输出给射频接收装置。
[0055]四个馈点的信号可以用三个电桥耦合器进行耦合，也可以只用一个电桥耦合器进行耦合。可以根据实际情况选择电桥耦合器的类型，组成不同的无源馈电网络电路。具体的，如图6所示，本实用新型实施例提供的另一种天线结构图。
[0056]四根第一馈针与上层微带天线中的第三过孔的接触形成上层馈点601，将上层微带信号接收的信号传输给第一电桥耦合器605。无源馈电网络电路包括第一电桥耦合器605、第二电桥親合器603、第三电桥親合器604以及第四电桥親合器606，所述第一电桥親合器605的输入端与上层微带天线通过四根第一馈针相连。
[0057]四根第二馈针与下层微带天线中的第四过孔的接触形成下层馈点602。第二电桥耦合器603的输入端与下层微带天线通过两根第二馈针相连，接收其中两个下层馈点602的信号。第三电桥耦合器604的输入端与下层微带天线通过另外两根第二馈针相连，接收另外两个下层馈点602的信号。第二电桥耦合器603和第三电桥耦合器604的输出端分别与第四电桥親合器606的输入端相连。
[0058]有源馈电网络电路包括第一放大器607、第二放大器608、第三放大器612、第四放大器613、第一滤波器609、第二滤波器610以及合路器611，所述第一放大器607的输入端与所述第一电桥親合器605的输出端连接，所述第一放大器607的输出端与所述第一滤波器609的输入端连接，所述第一滤波器609的输出端与所述合路器611的输入端连接，所述合路器611的输出端与所述第三放大器612的输入端连接，所述第三放大器612的输出端与所述第四放大器613的输入端连接，通过第四放大器613的输出端将信号输出给射频接收模块。
[0059]第二放大器608的输入端与所述第四电桥耦合器606的输出端连接，所述第二放大器608的输出端与所述第二滤波器610的输入端连接，所述第二滤波器610的输出端与所述合路器611的输入端连接，所述合路器611的输出端与所述第三放大器612的输入端连接，所述第三放大器612的输出端与所述第四放大器613的输入端连接，所述合路器611的输出端与所述第三放大器612的输入端连接，所述第三放大器612的输出端与所述第四放大器613的输入端连接，通过第四放大器613的输出端将信号输出给射频接收模块。
[0060]综上所述，采用本实用新型提供的天线，通过在上层微带天线中采用四根馈针、下层微带天线中采用四根馈针对应两个不同的频段实现双频工作，并提高了天线的精度。同时将馈电网络电路中的无源馈电网络电路和有源馈电网络电路分别印刷在无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板上，并将无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板进行叠加，使得整体天线结构更加紧凑，使得天线更加小型化。上层微带天线与下层微带天线通过穿过天线中心过孔的馈针接地，可以减小损耗，同时使得上层微带天线与下层微带天线拥有较高的顶点增益。通过使用垫圈隔开无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板，使信号封闭在两块电路板中，增强天线的抗干扰性能。
[0061]显然，本领域内的技术人员应明白，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种双频天线，其特征在于，包括依次层叠设置的上层微带天线、下层微带天线、无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板，所述无源馈电网络电路板上设有无源馈电网络电路，所述有源馈电网络电路板上设有有源馈电网络电路，所述上层微带天线与所述下层微带天线分别接收不同频段的信号； 所述上层微带天线通过四根第一馈针与所述无源馈电网络电路连接，将所述上层微带天线接收的信号传输至所述无源馈电网络电路； 所述下层微带天线通过四根第二馈针与所述无源馈电网络电路连接，将所述下层微带天线接收的信号传输至所述无源馈电网络电路； 所述无源馈电网络电路板与所述有源馈电网络电路板通过同轴线缆连接，所述有源馈电网络电路分别将所述四根第一馈针传输来的信号进行耦合以及将所述四根第二馈针传输来的信号进行耦合后，通过所述同轴线缆传输给所述有源馈电网络电路，所述有源馈电网络电路对接收到的信号进行放大滤波。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述无源馈电网络电路板和所述有源馈电网络电路板之间设置有垫圈。
3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述无源馈电网络电路包括第一电桥耦合器以及第二电桥耦合器，所述第一电桥耦合器的输入端与所述上层微带天线通过四根第一馈针相连，所述第二电桥耦合器的输入端与所述下层微带天线通过四根第二馈针相连。
4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述有源馈电网络电路包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第一滤波器、第二滤波器以及合路器，所述第一放大器的输入端与所述第一电桥耦合器的输出端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与所述合路器的输入端连接； 所述第二放大器的输入端与所述第二电桥耦合器的输出端连接，所述第二放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与所述合路器的输入端连接; 所述合路器的输出端与所述第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出端与所述第四放大器的输入端连接。
5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述上层微带天线的几何中心设有第一过孔，所述下层微带天线的几何中心设有第二过孔； 所述上层微带天线的第一过孔与所述下层微带天线的第二过孔对齐，第三馈针贯穿于所述第一过孔和所述第二过孔并接地，且所述第三馈针分别与所述上层微带天线和所述下层微带天线连接。
6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述上层微带天线的四根第一馈针分别通过所述上层微带天线的四个第三过孔与所述上层微带天线相连，所述下层微带天线的四根第二馈针分别通过所述下层微带天线的四个第四过孔与所述下层微带天线相连； 所述上层微带天线的四个第三过孔均匀分布在以所述第一过孔为圆心，以第一阈值为半径的圆上； 所述下层微带天线的四个第四过孔均匀分布在以所述第二过孔为圆心，以第二阈值为半径的圆上，其中所述第一阈值小于第二阈值。
7.如权利要求6所述的天线，其特征在于，所述下层微带天线中设有四个第五过孔； 所述上层微带天线与所述下层微带天线叠加时，所述下层微带天线的四个第五过孔与所述上层微带天线的四个第三过孔分别对齐； 所述上层微带天线与所述无源馈电网络电路连接时，所述上层微带天线的四根第一馈针分别穿过所述下层微带天线的四个第五过孔。
8.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述上层微带天线与所述下层微带天线采用聚四氟乙烯作为介质。
9.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述上层微带天线的工作频段大于与所述下层微带天线的工作频段。
10.如权利要求1至9中任一所述的天线，其特征在于，所述上层微带天线、下层微带天线、无源馈电网络电路板和有源馈电网络电路板，封装于密闭结构内； 所述密闭结构包括位于所述上层微带天线上方的天线外盖，以及位于所述有源馈电网络电路板下方的天线底座，所述天线底座上设置有输出接头，所述输出接头与所述有源馈电网络电路连接。
【文档编号】H01Q9/04GK204179230SQ201420660203
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】钟文涛, 胡朝斌, 易少华, 吉青 申请人:上海海积信息科技股份有限公司