一种立体微带定位天线及其制作方法

本发明涉及天线领域，特别是涉及一种立体微带定位天线及其制作方法。

背景技术：

1、随着全球卫星导航系统的发展，要求gnss(global navigation satellitesystem，全球卫星导航系统)天线可以兼容更多的导航频段同时具有更宽的波束以接收更多的导航信号，另外由于卫星总体质量的要求，天线等单机向着质量轻的方向发展。

2、目前现有的gnss定位天线为了减轻质量，一般采用的方法为微带天线的设计方案，但使用该方案后，gnss天线难以实现在全部导航频段内，即在1.1ghz～1.7ghz工作频段内，使得0dbic波束宽度大于±60°。

3、因此目前亟需提出一种可以覆盖全部导航频段且0dbic波束宽度大于±60°的天线。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供一种立体微带定位天线及其制作方法，较好的解决上述技术问题。

2、本发明实施例提供一种立体微带定位天线，所述立体微带定位天线包括：腔体、馈电网络、多个辐射片、寄生片、多个介质垫块、多个馈电探针以及第二墙体；

3、所述馈电网络固定于所述腔体的底板上表面；

4、所述腔体的底板边缘处延伸出第一墙体，且所述第一墙体与底板具有第一预设角度；

5、所述第一墙体远离所述底板边缘处的一端与所述第二墙体连接，且所述第二墙体与所述第一墙体具有第二预设角度；

6、一个所述辐射片与一个所述介质垫块固定连接；

7、一个所述馈电探针与一个所述辐射片固定连接，且每个馈电探针均与所述馈电网络的下表面固定连接；

8、所述寄生与每个所述介质垫块的顶面固定连接，每个所述介质垫块的底面与所述馈电网络固定连接；

9、每个所述介质垫块朝向所述第一墙体的侧面为斜坡面，与所述底板之间具有倾斜角度，以使得每个所述辐射片与所述底板之间具有倾斜角度。

10、可选地，所述馈电探针包括：第一结构和第二结构；

11、所述第一结构与所述第二结构固定连接，且两者之间的倾斜角度和所述介质垫块朝向第一墙体的侧面与所述底板之间的倾斜角度相同；

12、所述第一结构与所述辐射片固定连接；

13、所述第二结构不与所述第一结构连接的一端与所述下表面固定连接。

14、可选地，第一结构包括：梯形薄片；所述第二结构包括：圆柱体；

15、所述梯形薄片的底部与所述圆柱体固定连接，所述梯形薄片的中部打孔，螺钉通过该中部打孔穿过所述辐射片固定到所述介质垫块；

16、所述圆柱体不与所述梯形薄片连接的一端穿过所述馈电网络与其下表面固定连接。

17、可选地，第一结构包括：梯形薄片；所述第二结构包括：圆柱体；

18、所述梯形薄片的顶部与所述辐射片焊接，其底部与所述圆柱体固定连接；

19、所述圆柱体不与所述梯形薄片连接的一端穿过所述馈电网络与其下表面固定连接。

20、可选地，第一结构包括：梯形薄片；所述第二结构包括：圆柱体；

21、所述梯形薄片的底部与所述圆柱体固定连接，所述梯形薄片的中部打孔，且所述螺钉通过该中部打孔穿过所述辐射片固定到所述介质垫块；

22、所述梯形薄片的顶部与所述辐射片焊接；

23、所述圆柱体不与所述梯形薄片连接的一端穿过所述馈电网络与其下表面固定连接。

24、可选地，所述立体微带定位天线还包括：连接器；

25、所述连接器穿过目标位置与所述馈电网络的输入端连接；

26、所述馈电网络的输出端通过所述馈电探针与所述辐射片实现电性能连接；

27、其中，所述目标位置是指所述馈电网络的输入端对应的位于第一墙体上的位置。

28、可选地，所述第一预设角度包括：钝角、直角或者锐角；所述第二预设角度包括：钝角、直角或者锐角；

29、当所述第一预设角度与所述第二预设角度之和满足预设条件时，所述第二墙体平行于与所述底板。

30、可选地，所述寄生片开设有至少一个孔洞，所述介质垫块对应所述寄生片开设孔洞处也开设孔洞且贯穿所述介质垫块，所述馈电网络对应所述介质垫块开设孔洞处也开设孔洞，螺钉通过所述寄生片开设孔洞、所述介质垫块开设孔洞、所述馈电网络开设孔洞，固定到所述底板。

31、可选地，所述辐射片开设有至少一个孔洞，所述介质垫块对应所述辐射片开设孔洞处也开设孔洞，螺钉通过所述辐射片开设孔洞、所述介质垫块开设孔洞将所述辐射片固定到所述介质垫块。

32、可选地，所述介质垫块的斜坡面避开与所述辐射片固定连接的任一位置设置有凹陷部。

33、可选地，所述第一墙体、所述第二墙体上均设置有凹槽。

34、可选地，当所述第二墙体平行于与所述底板时，所述寄生片平行于所述第二墙体。

35、可选地，所述预设条件为：180°。

36、可选地，所述立体微带定位天线的工作频段覆盖1.1ghz～1.7ghz，且0dbic波束宽度大于±60°。

37、本发明实施例还提供一种如上任一所述的立体微带定位天线的制作方法，所述制作方法包括：

38、对所述辐射片的初始尺寸及其倾斜角度、所述寄生片的初始尺寸及其高度进行优化，得到第一优化结构，使得所述第一优化结构工作于目标谐振频段，所述倾斜角度为所述辐射片与所述底板之间的角度，所述高度为所述寄生片与所述馈电网络之间的高度；

39、基于所述第一优化结构，对第一次优化后倾斜角度、所述第一墙体的尺寸及其与所述底板之间的倾角、所述第二墙体的尺寸及其与所述第一墙体之间的倾角进行优化，得到第二优化结构，使得所述第二优化结构的0dbic波束宽度达到最大值，且所述第二优化结构的工作频段略偏于所述目标谐振频段；

40、基于所述第二优化结构，对辐射片第一次优化后尺寸、寄生片第一次优化后尺寸及其高度、所述馈电探针与所述馈电网络连接部分的直径进行优化，得到第三优化结构，使得所述第三优化结构的0dbic波束宽度达到最大值，且所述第三优化结构工作于所述目标谐振频段；

41、基于所述目标谐振频段的中心频率，介质板的厚度和介电常数，阻抗匹配需求以及馈电点位置，确定所述馈电网络中每一截微带线的线宽和线长，进而确定所述第三优化结构的馈电网络的尺寸；

42、基于所述馈电网络的尺寸，确定所述腔体底板的尺寸；

43、基于所述第三优化结构，以及确定尺寸的馈电网络、腔体底板，按照上述任一所述的立体微带定位天线的连接关系，进行安装固定，制作得到所述立体微带定位天线。

44、可选地，所述辐射片和所述寄生片均采用罗杰斯4350b的板材制作；

45、所述馈电网络采用罗杰斯6002的板材制作；

46、所述腔体和所述第二墙体采用铝合金2a12材料制作；

47、所述介质垫块采用聚酰亚胺ys20材料制作；

48、所述馈电探针采用h62黄铜镀金方式制作。

49、本发明提供的立体微带定位天线，馈电网络固定于腔体的底板上表面；腔体的底板边缘处延伸出第一墙体，且第一墙体与底板具有第一预设角度；第一墙体远离底板边缘处的一端与第二墙体连接，且第二墙体与第一墙体具有第二预设角度。

50、一个辐射片与一个介质垫块固定连接；一个馈电探针与一个辐射片固定连接，且每个馈电探针均与馈电网络的下表面固定连接；即辐射片、介质垫块以及馈电探针的数量相同。

51、寄生片与每个介质垫块的顶面固定连接，每个介质垫块的底面与馈电网络固定连接；每个介质垫块朝向第一墙体的侧面为斜坡面，与底板之间具有倾斜角度，以使得每个辐射片与腔体底板之间具有倾斜角度。

52、本发明所提立体微带定位天线，辐射片固定于介质垫块后为立体结构，使得辐射片不平行于腔体底板，而是两者具有一定的倾斜角度；采用立体结构可以减小辐射片对电磁波的束缚能力，有效展宽带宽，同时还可以通过调整倾斜角度直接展宽0dbic波束宽度。

53、第一墙体和第二墙体的存在，可以有效缩小天线辐射口径，两者的尺寸调整、优化可以进一步增加0dbic波束宽度。寄生片的存在可以增加耦合电容，降低谐振频率，降低天线高度。

54、腔体实质上仅有一个底板、第一墙体以及第二墙体，并且第一墙体以及第二墙体体积远小于底板，同时辐射片、馈电探针、寄生片、介质垫块上均开设有孔洞，间接减轻了重量，从整体上来看，在实现天线性能的同时还进一步减小了天线的质量，有利于整个天线的轻量化。

55、整体上通过调整、优化辐射片的倾斜角度及尺寸大小、寄生片尺寸和高度(指与馈电网络之间的高度)，以及第一墙体和第二墙体的尺寸、馈电探针的尺寸，最终使得立体微带定位天线谐振到所需要的任意谐振频段，且0dbic波束宽度大于±60°。