基于双点侧馈电的卫星天线的制作方法

本发明涉及卫星天线，尤其是一种基于双点侧馈电的卫星天线。
背景技术：
：众所周知的：天线在无线通信系统中担任着发射和接收电磁波的重要角色,除了能有效辐射或接收电磁波外,还承担着将高频电流(导波能量)转换为无线电磁波或把无线电磁波转换为高频电流(导波能量)的工作。天线无疑承担了最基本也是最不可或缺的重要角色,其性能的优劣将直接影响整个通信系统的好坏。现有的卫星天线一般无法同时实现海事卫星信号的接收和发射，以及gnss信号的接收。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现海事卫星信号的接收和发射，以及gnss信号的接收的基于双点侧馈电的卫星天线。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于双点侧馈电的卫星天线，包括基板以及在基板上设置有2x2的组阵方式分布的天线单元；各天线单元幅度相等，且馈电方式为相位逆时针依次滞后90度；所述基板上设置有功分器；所述功分器的功分网络采用威尔金森功分器的形式，为一分四功分网络，四个输出端口幅度相等，相位依次相差90度。具体的，所述天线单元采用双点侧馈电的微带天线；所述天线单元包括上层贴片以及下层贴片；所述上层贴片用于扩展驻波带宽，下层贴片采用微带线侧馈的馈电方式，双点正交馈电，两个馈电端口满足90度相位差。优选的，所述基板采用pcb板。进一步的，所述的基于双点侧馈电的卫星天线，还包括天线罩；所述pcb板上印制功分器天线的下层贴片，天线罩上层面的内侧印制了天线的上层贴片。具体的，所述上层贴片采用铜片。本发明的有益效果是：本发明所述的基于双点侧馈电的卫星天线，由于天线单元采用微带天线形式，分为两层贴片，上层贴片用于扩展驻波带宽，下层贴片采用微带线侧馈的馈电方式，双点正交馈电，两个馈电端口满足90度相位差；因此可以保证良好的圆极化性能。其次，天线整体以2*2的方式组阵，四个天线单元采用幅度相等，相位逆时针依次滞后90度的馈电方式，使得整个阵列保持良好的圆极化性能。再次，功分网络采用威尔金森功分器的形式，为一分四功分网络，四个输出端口幅度相等，相位依次相差90度，通过控制微带线的线宽线长可以调节输出端口的幅相特性以达到最佳。附图说明图1是本发明实施例中天线单元的结构示意图；图2是本发明实施例中功分器的结构示意图；图3是本发明实施例中天线单元功分器的阵组分布图；图4是本发明实施例中基于双点侧馈电的卫星天线的结构示意图；图5是本发明实施例中各频点法向增益示意图；图6是本发明实施例中各频点法向轴比示意图；图7是本发明实施例中1.518ghz频点波瓣宽度示意图；图8是本发明实施例中1.59ghz频点波瓣宽度图9是本发明实施例中1.675ghz频点波瓣宽度示意图；图10是本发明实施例中1.52ghz频点(phi＝0)方向图；图11是本发明实施例中1.56ghz频点(phi＝0)方向图；图12是本发明实施例中1.626ghz频点(phi＝0)方向图；图13是本发明实施例中1.675ghz频点(phi＝0)方向图；图中标示：1-基板，2-天线单元，3-功分器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1至图4所示，本发明所述的基于双点侧馈电的卫星天线，包括基板1以及在基板1上设置有2x2的组阵方式分布的天线单元2；各天线单元2幅度相等，且馈电方式为相位逆时针依次滞后90度；所述基板1上设置有功分器3；所述功分器3的功分网络采用威尔金森功分器的形式，为一分四功分网络，四个输出端口幅度相等，相位依次相差90度。进一步的，所述天线单元2采用双点侧馈电的微带天线；所述天线单元2包括上层贴片21以及下层贴片22；所述上层贴片21用于扩展驻波带宽，下层贴片22采用微带线侧馈的馈电方式，双点正交馈电，两个馈电端口满足90度相位差。进一步的，所述基板1采用pcb板。所述的基于双点侧馈电的卫星天线，还包括天线罩；所述pcb板上印制功分器天线的下层贴片22，天线罩上层面的内侧印制了天线的上层贴片21。所述上层贴片21采用铜片。在应用的过程中：天线单元采用双点侧馈电的微带天线形式，整体采用2*2的组阵方式，为实现圆极化，各单元采用幅度相等，相位逆时针依次滞后90度的馈电方式，依据此设计了威尔金森形式的一分四微带功分网络。天线单元采用微带天线形式，分为两层贴片，上层贴片用于扩展驻波带宽，下层贴片采用微带线侧馈的馈电方式，双点正交馈电，两个馈电端口满足90度相位差，这样的馈电方式可以保证良好的圆极化性能。天线整体以2*2的方式组阵，四个天线单元采用幅度相等，相位逆时针依次滞后90度的馈电方式，使得整个阵列保持良好的圆极化性能。功分网络采用威尔金森功分器的形式，为一分四功分网络，四个输出端口幅度相等，相位依次相差90度，通过控制微带线的线宽线长可以调节输出端口的幅相特性以达到最佳。在制造的过程中：天线由两部分组成，pcb板和天线罩，pcb板上印制了功分器天线的下层贴片，天线罩上层面的内侧印制了天线的上层贴片(样品制作时为了加快效率采用了贴铜片的方式)。其中，使用板材为介电常数3.66，厚度为0.8mm；天线尺寸：pcb板：205mm*205mm*0.8mm；天线罩尺寸：227mm*212mm*28mm；下层贴片(印制在pcb板上)尺寸：50mm*50mm；上层贴片(印制在天线罩上)尺寸：69mm*69mm然后对天线进行性能测试，得到如下结果：表1、天线性能测试结果指标仿真结果增益1.481—1.675ghz频带内右旋极化增益大于11dbi0.3db波束宽度收发频带内大于10度轴比收发频段内小于1.5db3db波瓣宽度收发频带内大于15度边带抑制收发频带内满足要求根据如图5至9的性能测试结果，以及图10至13所示的方向实测数据可以得出：驻波在1ghz-2ghz范围内小于3，在1500mhz-1700mhz范围内小于1.5，满足要求。并且上述基于双点侧馈电的卫星天线能够现实设计天线模块(平板型)与bgan陆用型终端的射频前端模块(fem)相连，实现对海事卫星信号的接收和发射，以及gnss信号的接收。电性能指标：发射频段：1626.5～1660.5mhz,1668～1675mhz；接收频段：1518～1559mhz；极化方式：rhcp；增益：11.0dbic(法向最大增益，要求在整个收发频段内不小于11.0dbic)；增益-频率修正精度(出厂修正表)：±0.5db；边带抑制要求：为边带方向与最大增益方向的夹角g≤44–25logθdbi40°＜θ＜90°g≤–5dbiforθ≥90°0.3db波束宽度：>＝±5°；轴比：<5db(法向)；驻波：工作频段驻波<＝1.7(典型值)；带外抑制：1mhz/～1000mhz频段，增益不大于0dbic；3.25ghz～15ghz频段，增益不大于-5dbic；最大耐受功率(连续波)：10w。当前第1页1 2 3