專利名稱：一種三頻雙圓極化gps微帶貼片天線的設計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于天線技術領域，一種三頻雙圓極化GPS微帶貼片天線，用于三頻車載天線，如我國GPS的用戶機天線和車載型多頻多端口寬波束圓極化用戶機天線背景技術近年來在某些衛(wèi)星系統(tǒng)和通信系統(tǒng)如合成孔徑雷達、多模式手機等等中通常都要用到雙頻段或多頻段工作模式，微帶天線線的多頻帶特性成為研究的熱點。而圓極化天線可接收任意極化的來波，且其輻射波也可由任意極化天線收到；圓極化波入射到對稱目標時旋向逆轉，因此圓極化天線應用于移動通信、GPS等能抑制雨霧干擾和抗多徑反射。
在普通的導航應用中，人們希望用全向天線，至少能接收天線地平以上五度視野內所有天空中的可見衛(wèi)星信號，但是微帶天線的接收范圍在天線上方，微帶天線要面向天空，這對于手持以及車載都會帶來麻煩。另外我們知道，雖然我們正頭頂上的衛(wèi)星信號比較好，比較容易鎖定，但其實正頭頂上的衛(wèi)星是最沒用的，如果沒有低角度的衛(wèi)星，誤差會相對較高，精度將會很差。所以基于這些缺點，某些GPS天線用戶對低仰角增益提出了限制性的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于將多頻天線和圓極化天線結合起來，設計了一種有良好低仰角增益的三頻雙圓極化GPS微帶貼片天線。
本發(fā)明采用層疊貼片天線設計，天線結構緊湊。特殊的饋電網(wǎng)絡設計簡化了多頻天線原有的饋電網(wǎng)絡復雜性，提高了收發(fā)隔離度。貼片上的對稱過孔設計不僅解決了上貼片的饋電問題，還會使各層貼片天線更加對稱，有利于提高軸比性能。高度適中的圓臺金屬底座設計明顯改善了低仰角增益。


圖1天線的側視剖面2天線的貼片結構示意3天線的饋電網(wǎng)絡示意圖具體實施方式
以下結合附圖，詳細說明本發(fā)明的內容參看圖1和圖2，天線由上層貼片(1)，上層介質(2)中間層貼片(3)，中間層介質(4)下層貼片(5)，下層介質(6)，地板(7)，饋電網(wǎng)絡介質(8)和饋電網(wǎng)絡(9)構成。將中間層貼片(3)，中間層介質(4)，下層貼片(5)，下層介質(6)，地板(7)用4個對稱的金屬過孔連接，探針(11)和探針(12)穿過其中兩個相鄰的金屬過孔給上層貼片饋電，即探針(11)和探針(12)是穿過下層貼片(5)的過孔(21)(22)和中間層貼片(3)的過孔(17)和(18)。中間層貼片(3)由探針(13)和探針(14)直接饋電，其中探針(13)和探針(13)穿過下層貼片(1)的孔(23)和(24)。下層貼片(5)是中間層貼片(3)的寄生單元，通過中間層貼片(3)電磁耦合饋電。
參看圖3，饋電網(wǎng)絡由3dB電橋(2)和寬帶功分器(1)構成，3dB電橋(2)用來實現(xiàn)第一個頻段雙饋右旋圓極化饋電；寬帶功分器(1)實現(xiàn)兩個頻段的收發(fā)一體饋電，兩個輸出端口分別對應第二個頻段的發(fā)射天線端口和第三個頻段的接收天線端口，并互相隔離。對于發(fā)射天線而言，從端口(4)輸入發(fā)射信號，端口(5)與端口(6)的幅度相等，但端口(5)超前端口(6)相位90°，因此發(fā)射天線是左旋圓極化；相反，對于接收天線而言，端口(5)與端口(6)幅度相等，但端口(5)滯后端口(6)相位90°，因此接收天線是右旋圓極化。
在層疊貼片天線下方的高度適中的金屬圓臺底座可以有效地提高低仰角增益。
仿真結果表明在三個頻段內有良好的圓極化低仰角性能，仰角20度時最小增益達到0.5dBi，最大軸比小于4.5dB。在仰角85度時最小增益達到-1.5dB。
本領域技術人員可以理解在不背離本發(fā)明廣義范圍的前提下，可以對上述實施例進行改動。因而，本發(fā)明并不僅限于所公開的特定實施例，其范圍應當涵蓋所附權利要求書限定的本發(fā)明核心及保護范圍內的所有變化。
權利要求
1.一種三頻雙圓極化GPS微帶貼片天線，其特征是天線主要由上層貼片，中間層貼片，下層貼片，饋電網(wǎng)絡構成。探針和探針穿過下層貼片的孔和中間層貼片的孔和為上層貼片饋電。中間層貼片由穿過下層貼片的孔的雙探針直接饋電。
2.根據(jù)權利要求1所述的三頻雙圓極化GPS微帶貼片天線，其特征是饋電網(wǎng)絡由3dB電橋和寬帶功分器構成，3dB電橋用來實現(xiàn)其中第一個頻段雙饋右旋圓極化饋電；寬帶功分器實現(xiàn)兩個頻段的收發(fā)一體饋電，兩個輸出端口分別對應第二個頻段的發(fā)射天線端口和第三個頻段的接收天線端口，并互相隔離。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的三頻雙圓極化GPS微帶貼片天線，其特征是層疊貼片天線下方有一定高度的金屬圓臺底座支撐。
全文摘要
本發(fā)明設計了一種三頻雙圓極化GPS微帶貼片天線，該微帶天線由圓臺金屬底座，饋電網(wǎng)絡和層疊貼片構成。層疊貼片由下到上分別為下層貼片，中層貼片和上層貼片，分別諧振3個頻段。饋電網(wǎng)絡由3dB電橋和寬帶功分器兩部分構成，即用兩個功分器來實現(xiàn)三個頻段三個端口輸出，簡化了饋電網(wǎng)絡的復雜性。高度適中的圓臺金屬底座明顯的增加了低仰角增益。本發(fā)明實現(xiàn)了三頻段圓極化同時工作，具有頻帶寬，低仰角增益好，適合車載型多頻多端口寬波束圓極化用戶機天線。
文檔編號H01Q21/24GK101083358SQ200710099068
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權日2007年5月10日
發(fā)明者苗俊剛, 羅賢梁, 劉東海, 白冰, 李鳳琴, 郝立強, 趙鑫 申請人:北京航空航天大學