本实用新型属于无线通信领域，具体涉及一种小型北斗B1频段微带中馈天线。
背景技术：
天线是无线通信系统终端中非常重要的组成部分，它能够把无线设备中的模拟信号、电路信号转换为电磁波辐射到外界空间中，其性能的好坏直接影响了通信质量和性能。微带天线具有体积小，重量轻，低剖面等优点，在过去的几十年里圆极化微带天线在卫星通信和移动通信领域得到了广泛的关注和应用。
这些年我们国家的北斗导航定位系统发展迅速，因此需要高性能的导航卫星信号的接收机，接收天线的设计是整个系统设计的最重要的部分之一，所以对天线的性能提出了较高的要求：良好的右旋圆极化、低剖面、小型化、良好的传播特性等。同时，在获得满足要求的圆极化特性下要尽可能的展宽其阻抗带宽，提高低仰角增益。
通过切角来附加简并模分离单元，使得简并正交模的谐振频率产生分离，相对于工作频点，两个谐振频率的等效阻抗一个相位超前45°，一个滞后45°，因此得到极化方向正交，幅值相等，相位差90°的线极化波。这样就形成了圆极化辐射。除开增加谐振频率以外，增加切角能得到更宽的带宽。
双馈的切角方形贴片天线的建模，可以克服天线驻波带宽和轴比带宽较窄的问题，但双馈引入了馈电网络，使得天线更加复杂，尺寸较大，成本也相对较高，复杂的馈电网络会导致一些不必要的耦合效应。而传统的单馈切角方形贴片天线采用偏馈的形式，结构简单，并且易于制作，应用广泛，也能得到较好的增益以及较宽的轴比带宽。但是，偏馈形式下的馈电点偏离贴片中心，会引入较大交叉的极化电平和杂散辐射。
技术实现要素：
本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种小型北斗B1频段微带中馈天线。该天线采用中心馈电结构，可以尽可能的减少天线的杂散辐射，并且中心馈电结构可以使得天线获得较好的交叉极化和较宽的3dB轴比波束宽度。通过采用同轴探针馈电的方式，来实现天线的良好匹配，并且只需调节同轴线内导体在辐射贴片上的位置，就能有效调节和控制天线的输入阻抗。在相同条件下，通过缝隙加载，增加电流的有效路径，从而缩短天线的电长度。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种小型北斗B1频段微带中馈天线，其特征在于，包括：金属辐射单元、介质基板、接地面、馈电端口和探针；所述金属辐射单元安装在介质基板的上表面，所述接地面安装在介质基板的下表面，所述馈电端口安装在接地面的下表面，金属辐射单元、介质基板和接地面中均设有馈电点，所述探针通过馈电端口与金属辐射单元相连，形成探针馈电电路；其中，金属辐射单元包括切角正方形金属贴片，所述切角正方形金属贴片的中部开设有U字型谐振槽，所述U字型谐振槽的中心和切角正方形金属贴片的中心一致，探针位于切角正方形金属贴片的中心位置。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
所述金属辐射单元的材料为铜。
所述切角正方形金属贴片切掉了正方形中的一对对角，正方形的边长是41.5mm，切角为边长是5mm的等腰直角三角形。
所述U字型谐振槽的内侧设有圆角。
所述介质基板采用相对介电常数为4.4、损耗正切角0.002的F-R4环氧玻璃纤维板，长为50mm，宽为50mm，厚度为3mm。
所述接地面为铜箔，长50mm，宽50mm。
本实用新型的有益效果是：
1、结构简单紧凑、体积小巧，采用厚度为3mm且价格低廉的FR-4环氧玻璃纤维板作为介质基板，较现有技术的天线有更薄的厚度和更低的制作成本，易于广泛应用；
2、其工作带宽能够完全覆盖北斗B1频段（1561.42 ± 2.048MHz）；
3、该天线回波损耗低，较宽的3dB轴比波束带宽，易组阵；
4、中心馈电结构使得该天线获得了较好的交叉极化和宽的轴比波束宽度；
5、U字型谐振槽可以有效的改变辐射贴片的径向电流分布，使原本表面电流最大和接近短路状态的几何中心摆脱了输入阻抗为零的短路状态，从而馈电探针才可以位于辐射贴片中心作为贴片激励实现了贴片的宽阔正面辐射；而且U字型谐振槽是一个关于几何中心对称的结构，从而使得整个贴片也关于几何中心完全对称，故而使得该中心馈电微带天线实现了宽阔正面辐射，从而得到了较好的辐射性能。
附图说明
图1是本实用新型的整体侧视图。
图2是本实用新型的整体俯视图。
图3是本实用新型的轴比带宽。
图4是本实用新型在1.561GHz下的xoz面和yoz面的轴比特性曲线图。
图5是本实用新型的回波损耗曲线图。
图6是本实用新型在1.561GHz频点处的方向图。
附图标记如下：金属辐射单元1、切角正方形金属贴片1-1、U字型谐振槽1-2、介质基板2、接地面3、馈电端口4、探针5。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1、图2所示的小型北斗B1频段微带中馈天线，采用中心馈电方式，包括金属辐射单元1、介质基板2、接地面3、馈电端口4和探针5。金属辐射单元1位于介质基板2的上表面，接地面3均位于介质基板2的下表面，馈电端口4安装在接地面3的下表面，金属辐射单元1、介质基板2、接地面3上均设有馈电点，探针5通过馈电端口4与金属辐射单元1相连，形成探针馈电电路。
金属辐射单元1具体包括切角正方形金属贴片1-1，正方形金属贴片1-1上设有U字型谐振槽1-2，U字型谐振槽1-2的中心和正方形金属贴片1-1的中心一致。金属辐射单元1的材料为铜，尺寸为长41.5mm、宽41.5mm，切角为边长是5mm的等腰直角三角形。U字型谐振槽1-2的尺寸为：外宽a=12.8mm，上高b=4mm，下底c=12.8mm，内宽d=6.4mm，内圆半径r=2.4mm。
U字型谐振槽1-2可以有效的改变切角正方形金属贴片1-1的径向电流分布，使原本表面电流最大和接近短路状态的几何中心摆脱了输入阻抗为零的短路状态，从而馈电探针5才可以位于辐射贴片中心作为贴片激励实现了贴片的宽阔正面辐射。而且U字型谐振槽1-2它是一个关于几何中心对称的结构，从而使得整个贴片也关于几何中心完全对称。故而使得该中心馈电微带天线实现了宽阔正面辐射，得到较好的辐射方向图。通过切角建模除了能够增加谐振频率以外，更能得到更宽的带宽。
介质基板2的材料为相对介电常数4.4、损耗正切角0.002的F-R4环氧玻璃纤维板，长为50mm，宽为50mm，厚度为3mm。接地面3为铜箔，尺寸为长50mm、宽50mm。
该天线具有简单的结构、较小的体积、良好的辐射性能和较低的制作成本，除此之外中心馈电结构使得该天线获得了较好的交叉极化和较宽的3dB轴比波束宽度，以及易组阵这一重要特点。
图3为天线的轴比曲线图，该天线在1.551—1.564GHz频带内小于3dB，轴比带宽为13MHz，最小1.535dB。由此可见，该天线具有较好的圆极化轴比特性。
图4为天线在1.561GHz下的xoz面和yoz面的轴比特性图，轴比波束宽度为-50°到50°。
图5为天线的回波损耗仿真曲线图，该天线的工作频段为1.53—1.59GHz，带宽为60MHz，完全覆盖了北斗系统的B1频段（1561.42±2.048MHz）。
图6为天线在1.561GHz频点处的方向图，带有正三角形的实曲线为天线的xoz平面（Phi=0deg）的辐射方向图，带有倒三角形的实曲线为yoz平面（phi=90deg）的辐射方向图，带有正方形的虚曲线为天线的xoz平面（Phi=0deg）的辐射方向图，带有圆形的虚曲线为yoz平面（phi=90deg）的辐射方向图。
由此可见，该天线克服了双馈的不足，以及偏离贴片中心的馈电点不连续性引入较大的交叉极化电平和杂散辐射的问题，能完全覆盖北斗系统的Bl频段（1561.42±2.048MHz），而且其结构简单，回波损耗低，易组阵。由于引入了中心馈电结构，使得该天线获得了低的交叉极化和宽的轴比波束宽度。开口U形缝隙馈电结构关于贴片中心完全对称，其对称的交叉极化电流同幅反相从而在远场处的辐射尽可能相互抵消，可以实现高性能的辐射方向图。
需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。