手持雙模小型化用戶機天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種手持雙模小型化用戶機天線。其包括底板(1)、饋電網(wǎng)絡(luò)(2)、B3頻段圓極化天線(3)、L頻段圓極化天線(4)、S頻段圓極化天線(5)和饋電探針(6)，每個圓極化天線采用不同厚度和不同介電常數(shù)的陶瓷基片，基片上印制帶有徑向帶線的變形方形貼片，這三個圓極化天線依工作頻率由高到低、自上而下形成共軸疊加層疊結(jié)構(gòu)。饋電探針將這三個頻段天線與其各自的饋電網(wǎng)絡(luò)連接，底板與饋電網(wǎng)絡(luò)板固定；饋電網(wǎng)絡(luò)板下設(shè)的三個射頻連接器分別與三個頻段圓極化天線的饋電網(wǎng)絡(luò)射頻出口相連，并通過底板下的三個孔引出。本發(fā)明可兼容北斗一代L頻段、S頻段和北斗二代B3頻段，且體積比現(xiàn)有手持類天線小，可用于軍用手持導(dǎo)航設(shè)備。
【專利說明】手持雙模小型化用戶機天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線【技術(shù)領(lǐng)域】，具體講是一種雙模小型天線，可用于兼容北斗一代導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的L頻段、S頻段和北斗二代導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的B3頻段，也可用于手持用戶機外
置天線。
【背景技術(shù)】
[0002]目前具有全球?qū)Ш蕉ㄎ还δ艿男l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有美國的GPS和俄羅斯的GL0NASS。我國在2003年“北斗一號”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)正式運行，這是一種針對局部地區(qū)的雙星定位系統(tǒng)，主要用于我國及周邊地區(qū)的軍事和民用需要，多年來系統(tǒng)運行良好，發(fā)展了大量的軍民用戶。目前，正在建設(shè)和完善中的“北斗二號”第二代導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)是類似GPS及GL0NASS系統(tǒng)，在具備導(dǎo)航定位功能的同時保留了一代的衛(wèi)星通信功能，已正式對中國及東南亞地區(qū)提供區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ环?wù)，在民用和軍用方面發(fā)揮著越來越大的作用，特別是在軍用方面，具有深遠的戰(zhàn)略意義。
[0003]天線是衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備的關(guān)鍵性部件之一，對定位系統(tǒng)無線鏈路的貢獻至關(guān)重要，沒有天線衛(wèi)星導(dǎo)航定位設(shè)備將無法發(fā)揮它的作用。北斗一代的工作頻段有中心頻率為1615.68MHz的L頻段和中心頻率為2491.75MHz的S頻段，其帶寬均為±4.08MHz，北斗二代的工作頻段有中心頻率為1561MHz的BI頻段和中心頻率為1207MHz的B2，以及中心頻率為1268.52MHz帶寬為±10.23MHz的B3頻段，B3頻段作為軍碼通信頻段，北斗一代的S、L頻段具有收發(fā)功能，而北斗二代的B3頻段僅僅依靠接收信號來授時、定位，不具備北斗一代所具有的短報文通信功能。
[0004]為了適應(yīng)我國北斗用戶的實際需求，必須設(shè)計出能夠兼容北斗一代和北斗二代導(dǎo)航定位系統(tǒng)的用戶機天線。目前，國內(nèi)相繼研制成功了幾種用戶機天線，如單B3頻段車載和手持用戶機天線；兼容B3和BI雙頻段車載用戶機天線。但針對B3、L、S三頻段的國內(nèi)很少，許多用戶都希望把北斗一代的S、L頻段和北斗二代的B3頻段兼容于一個模塊。專利號:ZL201220131424.8的“一種用于北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的多模導(dǎo)航小型化天線”，雖然是將北斗二代的BI頻段和GPS系統(tǒng)的LI頻段兼容于一個模塊，但是該手持用戶機天線缺少軍碼通信的B3頻段和北斗一代的L、S頻段，且由于其體積大不能滿足用戶的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術(shù)的不足，提供一種能兼容軍碼通信的B3頻段和北斗一代L、S頻段的手持雙模小型化用戶機天線，以滿足用戶的需求。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括:底板1、饋電網(wǎng)絡(luò)2、探針6、北斗二代B3頻段圓極化天線3、北斗一代L頻段的圓極化天線4和北斗一代S頻段的圓極化天線5，所述的三個圓極化天線按照工作頻率由高到低、自上而下形成共軸疊加的層疊結(jié)構(gòu)，其特征在于:
[0007]所述北斗一代S頻段的圓極化天線5,采用厚度h5為2_?3_陶瓷微帶天線結(jié)構(gòu)；[0008]所述北斗二代B3頻段圓極化天線3,采用厚度h3為7mm~9mm的陶瓷微帶天線結(jié)構(gòu)，該微帶天線的基片31選用介電常數(shù)為15~17、介質(zhì)損耗為0.003~0.0015的陶瓷材料，基片中心設(shè)有第一探針孔34、第二探針孔35和頻率平衡孔36，基片上面印制的輻射貼片32為四周帶有徑向帶線33的變形方形；
[0009]所述北斗一代L頻段的圓極化天線4,采用厚度h4為3_~4_陶瓷微帶天線結(jié)構(gòu)，該微帶天線的基片41選用介電常數(shù)為19~21、介質(zhì)損耗為0.003~0.0015的陶瓷材料，基片中心設(shè)有S頻段第三探針孔43，基片上面印制的輻射貼片45為對角帶有切角42、四周帶有徑向帶線44的變形方形。
[0010]作為優(yōu)選，所述S頻段圓極化天線5采用的微帶貼片結(jié)構(gòu)，選用介電常數(shù)為19~
21、介質(zhì)損耗為0.003~0.0015的陶瓷基片51，陶瓷基片51上印制有方環(huán)輻射貼片56，該貼片中心設(shè)有用于阻抗匹配的方孔53和微帶線54，貼片的四條邊中間均設(shè)有徑向帶線55 ；變形方環(huán)輻射貼片56，其邊長SI為λ /10，徑向帶線55的長度S2小于該方環(huán)輻射貼片的邊長SI，徑向帶線55的寬度S3為1mm~2mm，其中X1Ss頻段中心頻率所對應(yīng)的波長。
[0011]作為優(yōu)選，所述B3頻段的變形方形輻射貼片32，其邊長LI為λ2/10，四周的徑向帶線33分別位于該變形方形輻射貼片的L1/2位置；徑向帶線33的寬度L3為2mm~3mm，徑向帶線55的長度L2 < LI，其中λ 2為Β3頻段中心頻率所對應(yīng)的波長。
[0012]作為優(yōu)選，所述L頻段的變形方形輻射貼片45，其邊長Al為λ3/10，四周的徑向帶線44均位于該變形方形福射貼片的Α1/2位置；徑向帶線44的寬度A3為2mm~3mm,徑向帶線44的長度A2 < Al，其中入3為L頻段中心頻率所對應(yīng)的波長。
[0013]作為優(yōu)選，所述B3頻段的方形輻射貼片邊長L1，L頻段的方形輻射貼片邊長A1、S頻段的方環(huán)福射貼片邊長SI,三者的長度關(guān)系為:S1 < Al < LI。
[0014]作為優(yōu)選,所述饋電網(wǎng)絡(luò)板2采用厚度h2為lmm,介電常數(shù)ε ^為2.65的雙面覆銅板制成，其包括Β3頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)21、L頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)22和S頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)23，該饋電網(wǎng)絡(luò)板的底部固定有三個射頻連接器24、25、26 ;
[0015]該B3頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)21采用微帶形式的Wilkinson功分器結(jié)構(gòu)，功分器的出口與第一射頻連接器24連接；
[0016]該L頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)22采用微帶形式的單饋電結(jié)構(gòu)，其射頻出口與第二射頻連接器26連接；
[0017]該S頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)23采用微帶形式的單饋電結(jié)構(gòu)，其射頻出口與第三射頻連接器25相連接。
[0018]作為優(yōu)選，所述金屬接地板I采用帶腔金屬接地板，腔內(nèi)開有三個方形孔10、11、12，該金屬接地板固定在饋電網(wǎng)絡(luò)的正下方，并通過所述的三個方形孔10、11、12分別引出固定在饋電網(wǎng)絡(luò)板下面的射頻連接器24、25、26。
[0019]作為優(yōu)選，所述探針6設(shè)為四個，其均選用直徑為0.9mm的鍍銀芯線構(gòu)成，每個探針與其所對應(yīng)的輻射貼片相連接，即第一探針61與S頻段的變形方環(huán)輻射貼片56連接，用于給該S頻段的輻射貼片饋電，第二探針62與L頻段的變形方形輻射貼片45連接，用于給該L頻段的輻射貼片 饋電，第三探針63和第四探針64均與B3頻段的變形方形輻射貼片32連接，用于給該B3頻段的輻射貼片饋電。
[0020]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:[0021]1、本發(fā)明由于采用不同厚度高介電常數(shù)的陶瓷材料共軸疊加的方式來設(shè)計三頻段圓極化天線，根據(jù)三個頻段圓極化天線帶寬的不同設(shè)計出三種不同的基片厚度，在手持設(shè)備體積狹小的空間內(nèi)，有效展寬了各個頻段圓極化天線的帶寬，滿足使用要求。
[0022]2、本發(fā)明通過雙饋電微帶形式Wilkinson功分器結(jié)構(gòu)進一步展寬B3頻段圓極化天線的帶寬，使得該天線模塊在北斗導(dǎo)航信號B3頻段范圍內(nèi)具有較好的電壓駐波比、方向圖、軸比、增益等指標(biāo)。
[0023]3、本發(fā)明由于采用“徑向帶線”技術(shù)，提高了天線的低仰角增益，最大程度的改善三頻段圓極化天線低仰角的輻射特性。
[0024]4、本發(fā)明由于將第一探針孔、第二探針孔和第三探針孔進行金屬化處理，削弱了層疊微帶天線上下層間的電磁耦合，并且對S頻段采用中心饋電技術(shù)降低了各頻段間的相互影響，有效提高了收發(fā)兩種模式天線間的隔離度，確保了天線的工作性能。
[0025]5、本發(fā)明由于采用低損耗、高介電常數(shù)的陶瓷作為三頻段圓極化天線的基片，降低了陶瓷的介質(zhì)損耗角正切值，減小了材料損耗，提高了天線的增益，并通過選用高介電常數(shù)的陶瓷，極大縮小了天線的體積，使得天線結(jié)構(gòu)緊湊、剖面低、易于集成化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明中的S頻段貼片天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明中的L頻段貼片天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明中的B3頻段貼片天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是本發(fā)明中的饋電網(wǎng)絡(luò)板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖6是本發(fā)明中的饋電探針連接示意圖；
[0032]圖7是本發(fā)明中的金屬底板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8是本發(fā)明的第一實施例實測增益方向圖；
[0034]圖9是本發(fā)明的第二實施例實測增益方向圖；
[0035]圖10是本發(fā)明的第三實施例實測增益方向圖。
【具體實施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0037]實施例1:設(shè)計B3頻段中心頻點法向增益為1.8dBic,L頻段和S頻段中心頻點法向增益分別為2.8dBic和3.5dBic,體積為35mmX 35mmX 15mm手持雙模小型化用戶機天線。
[0038]參照圖1，本實例的天線包括:底板1、饋電網(wǎng)絡(luò)2、饋電探針6、北斗二代B3頻段圓極化天線3、北斗一代L頻段的圓極化天線4和北斗一代S頻段的圓極化天線5。其中:所述三個圓極化天線的結(jié)構(gòu)分別如圖2、圖3、圖4所示。
[0039]參照如圖2，所述北斗一代S頻段圓極化天線5，采用陶瓷微帶貼片結(jié)構(gòu)，其采用厚度為2mm、介電常數(shù)是19的陶瓷材料作為基片51，陶瓷基片的上面印制有S頻段的微帶輻射貼片56，該輻射貼片采用四邊帶有徑向帶線55的變形方環(huán)形，變形方環(huán)的邊長SI為λ /10，徑向帶線55的長度S2小于變形方環(huán)輻射貼片的邊長SI，徑向帶線55的寬度S3為3_，該變形方環(huán)形輻射貼片的一個對角各帶有切角52，切角的深度為1.5_，其中λ i為S頻段中心頻率所對應(yīng)的波長。該S頻段圓極化天線采用中心饋電，即利用對角帶切角52的變形方環(huán)形貼片產(chǎn)生的兼并模來實現(xiàn)右旋圓極化波。
[0040]參照如圖3，所述北斗一代L頻段的圓極化天線4采用陶瓷微帶貼片結(jié)構(gòu)，其選用厚度為3mm、介電常數(shù)為19的陶瓷基材作為基片41，陶瓷基片的上面印制有L頻段的微帶輻射貼片45，該輻射貼片45采用四周帶有徑向帶線44的變形方形貼片，變形方形貼片的邊長Al為λ3/10，其中X3SL頻段中心頻率所對應(yīng)的波長，徑向帶線44均位于Α1/2位置，徑向帶線的長度Α2 < Al,徑向帶線44的寬度A3為3mm ;變形方形福射貼片的一個對角各帶有切角42,切角的深度為2_。該L頻段圓極化天線4采用單點饋電方式,在距天線中心距離Wl為3.5mm
[0041]位置處給該輻射貼片饋電，并利用方形輻射貼片對角的切角42產(chǎn)生的兼并模來實現(xiàn)左旋圓極化波。L頻段圓極化天線的中心設(shè)有一個直徑為1.8_的金屬化通孔，即第三探針孔43。[0042]參照圖4所示，所述北斗二代B3頻段圓極化天線3采用陶瓷微帶貼片結(jié)構(gòu)，其基片31采用邊長為35mmX35mm、厚度為7mm、介電常數(shù)為15的陶瓷基材，陶瓷基片的上面印制有B3頻段的微帶輻射貼片32，該輻射貼片采用四周帶有徑向帶線33的變形方形結(jié)構(gòu)，其邊長LI為λ2/10，其中λ2*Β3頻段中心頻率所對應(yīng)的波長；徑向帶線33位于L1/2位置；徑向帶線33的寬度L3為3mm，徑向帶線33的長度L2 < LI ;該圓極化天線3上面設(shè)有三個金屬化通孔，即第一探針孔34、第二探針孔35和頻率平衡孔36，第一探針孔34位于天線的中心，其直徑為1.8mm,第二探針孔35和頻率平衡孔36分別位于距該B3頻段圓極化天線中心3.5mm處的兩個正交方向，孔的直徑均為2mm。
[0043]上述北斗二代B3頻段圓極化天線3、北斗一代L頻段的圓極化天線4和北斗一代S頻段的圓極化天線5這三個圓極化天線，按照工作頻率由高到低、自上而下形成共軸疊加的層疊結(jié)構(gòu)，即S頻段圓極化天線5處于整個天線結(jié)構(gòu)的最上層，L頻段圓極化天線4位于S頻段圓極化天線5的正下方，B3頻段圓極化天線3位于L頻段的圓極化天線4的正下方。
[0044]參照圖5，所述饋電網(wǎng)絡(luò)2，采用厚度h2是1mm，介電常數(shù)ε ^為2.65的單面覆銅板印制而成，其包括Β3頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)21、L頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)22和S頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)23，其中B3頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)21采用微帶形式的Wilkinson功分器結(jié)構(gòu)；L頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)22和S頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)23均采用微帶線形式的單饋電結(jié)構(gòu)。該饋電網(wǎng)絡(luò)通過饋電探針與所述的三個頻段圓極化天線固定。
[0045]參照圖6，饋電探針6設(shè)為四個，即第一探針61、第二探針62、第三探針63和第四探針64，其均選用直徑為0.9mm的鍍銀芯線構(gòu)成，每個探針與其所對應(yīng)的輻射貼片相連接，其中:
[0046]第一探針61的一端與S頻段圓極化天線輻射貼片的中心54相連接，給S頻段圓極化天線饋電，另一端垂直穿過L頻段天線的中心孔43和B3頻段天線的中心孔34,再穿過饋電網(wǎng)絡(luò)中心孔27與S頻段天線的饋電網(wǎng)絡(luò)23的一端231相連接。
[0047]第二探針62的一端與L頻段圓極化天線的輻射貼片45相連接，另一端穿過B3頻段圓極化天線3中的第二探針孔35并與L頻段饋電網(wǎng)絡(luò)22的一端221相連接。
[0048]第三探針63和第四探針64的一端均與B3頻段圓極化天線的輻射貼片32相連接，另一端與B3饋電網(wǎng)絡(luò)21的兩個輸入端211和212相連接。[0049]所述的三個微帶網(wǎng)絡(luò)，其射頻出口分別與三個射頻連接器24、25、26相連接。
[0050]印制有饋電網(wǎng)絡(luò)2的饋電網(wǎng)絡(luò)板固定于B3頻段圓極化天線3的正下方。
[0051]參照圖7，所述底板I采用帶腔金屬底板，底板中設(shè)有三個5mmX5mm的方孔10、
11、12，底板I固定在饋電網(wǎng)絡(luò)板的正下發(fā)，三個射頻連接器24、25、26分別從三個方孔中引出。
[0052]實施例2:設(shè)計B3頻段中心頻點法向增益為2.0dBic7L頻段和S頻段中心頻點法向增益分別為3dBic和3.8dBic,體積為35mmX 35mmX 17mm手持雙模小型化用戶機天線。
[0053]本實例的整體組成部件及結(jié)構(gòu)關(guān)系與實施例1相同，其三個圓極化天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)改變?nèi)缦?
[0054]所述北斗一代S頻段圓極化天線5，采用陶瓷微帶貼片結(jié)構(gòu)，其基片51采用厚度為
2.5mm、介電常數(shù)是20的陶瓷材料，陶瓷基片上面印制有S頻段的微帶輻射貼片56，該輻射貼片采用四邊帶有徑向帶線55的變形方環(huán)形，變形方環(huán)的邊長SI為λ /10，徑向帶線55的長度S2小于變形方環(huán)輻射貼片的邊長SI，徑向帶線55的寬度S3為2mm，其中λ i為S頻段中心頻率所對應(yīng)的波長。
[0055]所述北斗一代L頻段的圓極化天線4，采用陶瓷微帶貼片結(jié)構(gòu)，其選用厚度為
3.5mm、介電常數(shù)為20的陶瓷基材作為基片41，陶瓷基片的上面印制有L頻段的微帶輻射貼片45，該輻射貼片45采用四周帶有徑向帶線44的變形方形貼片，變形方形貼片的邊長Al為λ3/10，其中入3為L頻段中心頻率所對應(yīng)的波長，徑向帶線44均位于Α1/2位置，徑向帶線的長度Α2 < Al，徑向帶線44的寬度A3為2.5mm。
[0056]所述北斗二代B3頻段圓極化天線3采用陶瓷微帶貼片結(jié)構(gòu)，其基片31采用邊長為35mmX 35mm、厚度為8mm、介電常數(shù)為16的陶瓷基材，陶瓷基片的上面印制有B3頻段的微帶輻射貼片32，該輻射貼片采用四周帶有徑向帶線33的變形方形結(jié)構(gòu)，其邊長LI為λ 2/10，其中λ 2為Β3頻段中心頻率所對應(yīng)的波長；徑向帶線33位于L1/2位置；徑向帶線33的寬度L3為2.5mm，徑向帶線33的長度L2 < LI。
[0057]實施例3:設(shè)計B3頻段中心頻點法向增益為2.5dBic,L頻段和S頻段中心頻點法向增益分別為3.3dBic和4dBic,體積為35mmX 35mmX 19mm手持雙模小型化用戶機天線。
[0058]本實例的整體組成部件及結(jié)構(gòu)關(guān)系與實施例1相同。其三個圓極化天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)改變?nèi)缦?
[0059]所述北斗一代S頻段圓極化天線5，采用陶瓷微帶貼片結(jié)構(gòu)，其基片51采用厚度為3mm、介電常數(shù)是21的陶瓷材料，陶瓷基片上面印制有S頻段的微帶輻射貼片56，該輻射貼片采用四邊帶有徑向帶線55的變形方環(huán)形，變形方環(huán)的邊長SI為λ i/10，徑向帶線55的長度S2小于變形方環(huán)輻射貼片的邊長SI，徑向帶線55的寬度S3為1mm，其中λ i為S頻段中心頻率所對應(yīng)的波長。
[0060]所述北斗一代L頻段的圓極化天線4采用陶瓷微帶貼片結(jié)構(gòu)，其選用厚度為4mm、介電常數(shù)為21的陶瓷基材作為基片41，陶瓷基片的上面印制有L頻段的微帶輻射貼片45，該輻射貼片45采用四周帶有徑向帶線44的變形方形貼片，變形方形貼片的邊長Al為λ 3/10，其中X3SL頻段中心頻率所對應(yīng)的波長，徑向帶線44均位于Α1/2位置，徑向帶線的長度Α2 < Al，徑向帶線44的寬度A3為2mm。
[0061]所述北斗二代B3頻段圓極化天線3采用陶瓷微帶貼片結(jié)構(gòu)，其基片31采用邊長為35mmX 35mm、厚度為9mm、介電常數(shù)為17的陶瓷基材，陶瓷基片的上面印制有B3頻段的微帶輻射貼片32，該輻射貼片采用四周帶有徑向帶線33的變形方形結(jié)構(gòu)，其邊長LI為λ 2/10，其中λ 2為Β3頻段中心頻率所對應(yīng)的波長；徑向帶線33位于L1/2位置；徑向帶線33的寬度L3為2mm，徑向帶線33的長度L2 < LI。
[0062]本發(fā)明的效果可通過如下實測方向圖進一步說明:
[0063]I)實測條件
[0064]本發(fā)明中，將天線模塊統(tǒng)一安裝于統(tǒng)型的軍用手持機機殼上方并在128多探頭標(biāo)準(zhǔn)實驗室進行測試。
[0065]2)實測內(nèi)容與結(jié)果
[0066]實測I,對實例I所述天線體積為35mmX35mmX 15mm的模塊進行不同頻段的方向圖測試，結(jié)果如圖8所示，其中:
[0067]圖8(a)是B3頻段中心頻點法向極化增益方向圖，
[0068]圖8(b)是L頻段中心頻點法向極化增益方向圖，
[0069]圖8(c)是S頻段中心頻點法向極化增益方向圖，
[0070]從實測的結(jié)果圖可見，B3頻段的中心頻點法向增益為1.89dBi, L頻段的中心頻點法向增益為3.1dBi, S頻段的中心頻點法向增益為3.7dBi，滿足實例I的設(shè)計要求。
[0071]實測2,對實例2所述天線體積為35mmX35mmX 17mm的模塊進行不同頻段的方向圖測試，結(jié)果如圖9所示，其中:
[0072]圖9(a)是B3頻段中心頻點法向極化增益方向圖，
[0073]圖9(b)是L頻段中心頻點法向極化增益方向圖，
[0074]圖9(c)是S頻段中心頻點法向極化增益方向圖，
[0075]從本實測的結(jié)果圖可見，B3頻段的中心頻點法向增益為2.41dBi, L頻段的中心頻點法向增益為3.27dBi, S頻段的中心頻點法向增益為3.9dBi，滿足實例2的設(shè)計要求。
[0076]實測3,對實例3所述天線體積為35mmX35mmX 19mm的模塊進行不同頻段的方向圖測試，結(jié)果如10所示，其中:
[0077]圖10(a)是B3頻段中心頻點法向極化增益方向圖，
[0078]圖10(b)是L頻段中心頻點法向極化增益方向圖，
[0079]圖10(c)是S頻段中心頻點法向極化增益方向圖，
[0080]從實測的結(jié)果圖可見，B3頻段的中心頻點法向增益為2.7dBi, L頻段的中心頻點法向增益為3.6dBi, S頻段的中心頻點法向增益為4.0dBi，滿足實例3的設(shè)計要求。
【權(quán)利要求】
1.一種手持雙模小型化用戶機天線，包括底板(I)、饋電網(wǎng)絡(luò)(2)、饋電探針(6)、北斗二代B3頻段圓極化天線(3)、北斗一代L頻段的圓極化天線(4)和北斗一代S頻段的圓極化天線(5)，所述的三個圓極化天線按照工作頻率由高到低、自上而下形成共軸疊加的層疊結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述北斗一代S頻段的圓極化天線(5)，采用厚度h5為2mm~3mm陶瓷微帶天線結(jié)構(gòu)； 所述北斗二代B3頻段圓極化天線(3)，采用厚度h3為7mm~9mm的陶瓷微帶天線結(jié)構(gòu)，該微帶天線的基片(31)選用介電常數(shù)為15~17、介質(zhì)損耗為0.003~0.0015的陶瓷材料，基片中心設(shè)有第一探針孔(34)、第二探針孔(35)和頻率平衡孔(36)，基片上面印制的輻射貼片(32)為四周帶有徑向帶線(33)的變形方形； 所述北斗一代L頻段的圓極化天線(4)，采用厚度h4為3mm~4mm陶瓷微帶天線結(jié)構(gòu)，該微帶天線的基片(41)選用介電常數(shù)為19~21、介質(zhì)損耗為0.003~0.0015的陶瓷材料，基片中心設(shè)有S頻段第三探針孔(43)，基片上面印制的輻射貼片(45)為對角帶有切角(42)、四周帶有徑向帶線(44)的變形方形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持雙模小型化用戶機天線，其特征在于:S頻段圓極化天線(5)采用的微帶貼片結(jié)構(gòu)，選用介電常數(shù)為19~21、介質(zhì)損耗為0.003~0.0015的陶瓷基片(51)，陶瓷基片(51)上印制有方環(huán)輻射貼片(56)，該貼片中心設(shè)有用于阻抗匹配的方孔(53)和微帶線(54)，貼片的四條邊中間均設(shè)有徑向帶線(55)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手持雙模小型化用戶機天線，其特征在于:S頻段的變形方環(huán)輻射貼片(56)，其邊長SI為λ/10，徑向帶線(55)的長度S2小于該方環(huán)輻射貼片的邊長SI，徑向帶線(55)的寬度S3為1mm~3mm，其中λ丨為S頻段中心頻率所對應(yīng)的波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持雙模小型化用戶機天線，其特征在于:Β3頻段的變形方形輻射貼片(32)，其邊長LI為λ2/10，四周的徑向帶線(33)分別位于該變形方形輻射貼片的L1/2位置；徑向帶線(33)的寬度L3為2mm~3mm，徑向帶線(55)的長度L2<L1，其中λ 2為B3頻段中心頻率所對應(yīng)的波長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持雙模小型化用戶機天線，其特征在于:L頻段的變形方形輻射貼片(45)，其邊長Al為λ3/10，四周的徑向帶線(44)均位于該變形方形輻射貼片的Α1/2位置；徑向帶線(44)的寬度A3為2mm~3mm，徑向帶線(44)的長度A2<A1，其中入3為L頻段中心頻率所對應(yīng)的波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4或5所述的手持雙模小型化用戶機天線，其特征在于B3頻段的方形輻射貼片邊長LI，L頻段的方形輻射貼片邊長A1、S頻段的方環(huán)輻射貼片邊長SI，三者的長度關(guān)系為:S1 < Al < LI。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持雙模小型化用戶機天線，其特征在于:饋電網(wǎng)絡(luò)板(2)采用厚度h2為1mm，介電常數(shù)ε ^為2.65的覆銅板制成，其包括B3頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)(21)、L頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)(22)和S頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)(23)，該饋電網(wǎng)絡(luò)板的底部固定有三個射頻連接器(24，25，26)； 所述Β3頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)(21)采用微帶形式的Wilkinson功分器結(jié)構(gòu)，功分器的出口與第一射頻連接器(24)連接； 所述L頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)(22)采用微帶形式的單饋電結(jié)構(gòu)，其射頻出口與第二射頻連接器(26)連接；所述S頻段的饋電網(wǎng)絡(luò)(23)采用微帶形式的單饋電結(jié)構(gòu)，其射頻出口與第三射頻連接器(25)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持雙模小型化用戶機天線，其特征在于:金屬接地板(I)采用帶腔金屬接地板，腔內(nèi)開有三個方形孔(10，11，12)，該金屬接地板固定在饋電網(wǎng)絡(luò)的正下方，并通過所述的三個方形孔(10，11，12)分別引出固定在饋電網(wǎng)絡(luò)板下面的射頻連接器(24、25、26)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持雙模小型化用戶機天線，其特征在于，探針(6)設(shè)為四個，其均選用直徑為0.9mm的鍍銀芯線構(gòu)成，每個探針與其所對應(yīng)的輻射貼片相連接，即第一探針(61)與S頻段 的變形方環(huán)輻射貼片(56)連接，用于給該S頻段的輻射貼片饋電，第二探針(62)與L頻段的變形方形輻射貼片(45)連接，用于給該L頻段的輻射貼片饋電，第三探針(63)和第四探針(64)均與B3頻段的變形方形輻射貼片(32)連接，用于給該B3頻段的輻射貼片饋電。
【文檔編號】H01Q1/48GK103956584SQ201410176888
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】晏陽棟, 唐惠武, 顧慶峰, 覃慧, 寧惠珍, 楊雄飛 申請人:陜西海通天線有限責(zé)任公司