本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及多頻段工作的北斗高精度天線。

背景技術(shù)：

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國獨(dú)立開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具有受晝夜、季節(jié)、氣象條件等外界條件影響限制較小，導(dǎo)航定位精度高，定位速度快，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。一般民用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度可達(dá)到米級(jí)，隨著無線電技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，高精度衛(wèi)星定位系統(tǒng)逐漸被廣泛地應(yīng)用，如公路、鐵路測(cè)量，地面增強(qiáng)系統(tǒng)的基準(zhǔn)站，大地測(cè)量等。其精度可達(dá)到毫米級(jí)。天線作為高精度衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，在提高系統(tǒng)的精度方面起到了至關(guān)重要的作用。高精度衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要求天線多頻段工作，同時(shí)具有穩(wěn)定的相位中心、軸比低，方向圖在低仰角具有一定的銳截止特性。

高精度天線為實(shí)現(xiàn)多頻工作特性，一是采用寬頻帶的平面螺旋或者螺旋縫隙天線（包括變形結(jié)構(gòu)），并采用多饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多頻、寬帶同時(shí)具有穩(wěn)定相位中心的天線，如國外的烽火輪天線，在此基礎(chǔ)上為提高抗多徑效果，經(jīng)常在天線背面附加扼流圈；此類天線輻射體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；二是采用多層疊加的微帶天線結(jié)合多饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多頻帶工作特性，但是此類天線相位中心由于天線結(jié)構(gòu)是立體結(jié)構(gòu)，因此的不同頻段對(duì)應(yīng)的相位中心不在一起。為提高天線的抗多徑效應(yīng)在天線背面也可采用扼流圈。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是要提供一種多頻北斗高精度天線，實(shí)現(xiàn)了多頻段工作特性，同時(shí)因采用了單個(gè)微帶輻射貼片，避免了不同頻段對(duì)應(yīng)的相位中心不一致的問題。

特別地，本實(shí)用新型提供了一種多頻北斗高精度天線，包括天線輻射體和饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)通過探針給所述天線輻射體饋電，其中，

天線輻射體包括輻射體介質(zhì)板和輻射貼片，所述輻射貼片通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板的表面，所述輻射貼片為矩形，在其四條邊上分別設(shè)有一LC集總元件。

進(jìn)一步地，所述輻射貼片包括矩形輻射貼片和矩形環(huán)型輻射貼片，所述矩形輻射貼片內(nèi)嵌在所述矩形環(huán)型輻射貼片內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述LC集總元件設(shè)置在所述矩形輻射貼片和所述矩形環(huán)型輻射貼片的四條邊的中心處，每個(gè)所述LC集總元件分別電連接所述矩形輻射貼片和所述矩形環(huán)型輻射貼片。

進(jìn)一步地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建有四個(gè)饋電位置，用于為所述天線輻射體的工作供電。

進(jìn)一步地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板、金屬地板和饋電電路，所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板緊貼所述輻射體介質(zhì)板設(shè)置，所述金屬地板通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板和所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板之間，所述饋電電路光刻腐蝕在所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板的底面上。

進(jìn)一步地，所述饋電電路為一分四的功分網(wǎng)絡(luò)，用于提供幅度相等相位差的功分電路，為所述天線輻射體的工作供電。

進(jìn)一步地，在所述金屬地板的中心位置附近設(shè)置有四個(gè)通孔，所述四個(gè)通孔相對(duì)于所述金屬地板的中心圓對(duì)稱排列，所述饋電電路通過探針穿過所述四個(gè)通孔為所述輻射貼片進(jìn)行饋電。

進(jìn)一步地，在所述矩形輻射貼片上位于其四條邊的中心處設(shè)有饋電點(diǎn)，所述金屬地板上的四個(gè)通孔分別對(duì)應(yīng)于所述饋電點(diǎn)來設(shè)置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

本專利提出的北斗多頻高精度天線，在輻射貼片上加載了集總元件，采用了微帶天線結(jié)合多饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多頻工作特性和穩(wěn)定相位中心特性。

進(jìn)一步地，與其他高精度天線不同，本專利并沒有采用多層微帶天線，而是提出了在單個(gè)微帶輻射貼片上加載LC集總元件的方法實(shí)現(xiàn)了多頻段工作特性，同時(shí)因采用了單個(gè)微帶輻射貼片，避免了不同頻段對(duì)應(yīng)的相位中心不一致的問題。本專利提出的天線可單獨(dú)作為北斗系統(tǒng)的高精度天線使用。另外，本實(shí)用新型也可配合扼流圈進(jìn)一步提高天線的抗多徑特性，提高系統(tǒng)精度。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本實(shí)用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的多頻北斗高精度天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示的多頻北斗高精度天線的示意性側(cè)視圖；

圖3是圖1所示的多頻北斗高精度天線中的輻射貼片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖1所示的多頻北斗高精度天線中的金屬地板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的多頻北斗高精度天線的S11仿真圖；

圖6為圖5中的f1工作頻段的天線增益方向圖；

圖7為圖5中的f2、f3工作頻段的天線增益方向圖；

圖8為本實(shí)用新型在f1、f2、f3工作頻段天線相位方向圖；

圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例中的LC集總元件的電路結(jié)構(gòu)圖。

其中：

1、輻射體介質(zhì)板；2、饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板；3、金屬地板；301、通孔；4、輻射貼片；401、矩形輻射貼片；402、矩形環(huán)型輻射貼片；403、饋電點(diǎn)；404、LC集總元件；5、饋電電路。

具體實(shí)施方式

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的多頻北斗高精度天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示的多頻北斗高精度天線的示意性側(cè)視圖。

本實(shí)施例所描述的多頻北斗高精度天線，一般性地包括天線輻射體和饋電網(wǎng)絡(luò)，天線輻射體和饋電網(wǎng)絡(luò)通過焊接或者機(jī)械固定的方式固定，饋電網(wǎng)絡(luò)通過探針給所述天線輻射體饋電，其中，

天線輻射體包括輻射體介質(zhì)板1和輻射貼片4，所述輻射貼片4通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板1的表面，所述輻射貼片4為矩形，在其四條邊上分別設(shè)有一LC集總元件404。所述LC集總元件404為由電容和電感串聯(lián)或者并聯(lián)連接所構(gòu)成的電路。

圖3是圖1所示的多頻北斗高精度天線中的輻射貼片4的結(jié)構(gòu)示意圖，所述輻射貼片4包括矩形輻射貼片401和矩形環(huán)型輻射貼片402，所述矩形輻射貼片401內(nèi)嵌在所述矩形環(huán)型輻射貼片402內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述LC集總元件404設(shè)置在所述矩形輻射貼片401和所述矩形環(huán)型輻射貼片402的四條邊的中心處，實(shí)現(xiàn)了三頻輻射特性,每個(gè)所述LC集總元件404分別電連接所述矩形輻射貼片401和所述矩形環(huán)型輻射貼片402。

本實(shí)施例所提出的北斗多頻高精度天線，在輻射貼片4上加載了LC集總元件，采用了微帶天線結(jié)合多饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多頻工作特性和穩(wěn)定相位中心特性。

進(jìn)一步地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建有四個(gè)饋電位置，用于為所述天線輻射體的工作供電。

進(jìn)一步地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板2、金屬地板3和饋電電路5，所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板2緊貼所述輻射體介質(zhì)板1設(shè)置，所述金屬地板3通過光刻腐蝕在所述輻射體介質(zhì)板1和所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板2之間，所述饋電電路5光刻腐蝕在所述饋電網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)板2的底面上。

進(jìn)一步地，所述饋電電路5為一分四的功分網(wǎng)絡(luò)，用于提供幅度相等相位差（0°、-90°、-180°、-270°）的功分電路，為所述天線輻射體的工作供電。

圖4是圖1所示的多頻北斗高精度天線中的金屬地板3的結(jié)構(gòu)示意圖，在所述金屬地板3的中心位置附近設(shè)置有四個(gè)通孔301，所述四個(gè)通孔301相對(duì)于所述金屬地板3的中心圓對(duì)稱排列，所述饋電電路5通過探針穿過所述四個(gè)通孔301為所述輻射貼片4進(jìn)行饋電。

進(jìn)一步地，在所述矩形輻射貼片401上位于其四條邊的中心處設(shè)有饋電點(diǎn)403，所述金屬地板3上的四個(gè)通孔301分別對(duì)應(yīng)于所述饋電點(diǎn)403來設(shè)置。

本實(shí)施例的北斗多頻高精度天線與其他高精度天線不同，本專利并沒有采用多層微帶天線，而是提出了在單個(gè)微帶輻射貼片4上加載LC集總元件404的方法實(shí)現(xiàn)了多頻段工作特性，同時(shí)因采用了單個(gè)微帶輻射貼片4，避免了不同頻段對(duì)應(yīng)的相位中心不一致的問題。本專利提出的天線可單獨(dú)作為北斗系統(tǒng)的高精度天線使用。另外，本實(shí)用新型也可配合扼流圈進(jìn)一步提高天線的抗多徑特性，提高系統(tǒng)精度。

所述LC集總元件中的電感與電容的選用是根據(jù)不同頻段的設(shè)計(jì)要求來改變的。在本實(shí)施例中，如圖9所示，所述LC集總元件404，包括電感值為2.8nH的電感L1，電感值為1nH的電感L2，電容值為11.1pF的電容C1，電容值為10.3pF的電容C2。所述電感L1與電容C1并聯(lián)連接后再與相并聯(lián)的所述電感L2與電容C2構(gòu)成串聯(lián)電路，從而構(gòu)成本實(shí)施例中LC集總元件，所述LC集總元件的兩端在分別與矩形輻射貼片401和矩形環(huán)型輻射貼片402相連。

如圖5所示，所述本實(shí)用新型實(shí)施例提出的天線的仿真的S11圖，從圖中看出本實(shí)用新型提出的天線在兩個(gè)頻段上出現(xiàn)諧振，第一個(gè)頻段包含頻率f1,第二個(gè)頻段包含頻率f2和f3，從而實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型三頻段工作特性。

如圖6、7所示，分別給出了f1和f2頻點(diǎn)的增益方向圖。圖中分別給出了0°和90°面的主極化和交叉極化的增益方向圖。從圖中看出交叉極化分量小，尤其在低仰角的交叉極化特性和軸比特性良好。

如圖8所示給出了f1、f2、f3頻段的相位方向圖，從相位方向圖看出三個(gè)頻段的相位曲線基本一致，即三個(gè)頻段的相位中心一致。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實(shí)用新型的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實(shí)用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實(shí)用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。