本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星移動(dòng)通訊天線，特別涉及一種便攜式層疊雙頻天線。

背景技術(shù)：

天線作為實(shí)現(xiàn)無線電應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)備，隨著通信、廣播、雷達(dá)及定位燈無線電應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展，如今已經(jīng)成無線技術(shù)不可或缺的一部分，隨著時(shí)代的進(jìn)步，無線技術(shù)的運(yùn)用越來越廣泛，使得天線的需求量空前的大。

1976年，世界上第一個(gè)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)Marist（海事衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)）開始商業(yè)運(yùn)營，提供電話和電報(bào)服務(wù)。1979年，成立了INMARSAT（國際海事衛(wèi)星組織），并從1982年開始先后租用7顆衛(wèi)星組成第一代的INMARSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)，為船只提供全球衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)。衛(wèi)星傳遞信號(hào)，保持與地面通信系統(tǒng)和專用系統(tǒng)用戶或其他移動(dòng)用戶的通信。與其他通信方式相比，衛(wèi)星移動(dòng)通信具有覆蓋區(qū)域大、通信距離遠(yuǎn)、通信機(jī)動(dòng)靈活、線路穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，既可提供話音、電報(bào)、數(shù)既適用于民用通信，也適用于軍事通信；既適用于國內(nèi)通信，也可用于國際通信。衛(wèi)星移動(dòng)通信已經(jīng)成為通信業(yè)務(wù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

隨著不斷更新的通信標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)衛(wèi)星天線的要求越來越高，而對(duì)于天線的高增益和圓極化特性是天線發(fā)展的趨勢(shì)，則需要性能更優(yōu)化的天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在解決上述問題，而提供一種具有高增益、圓極化特性、收發(fā)一體的便攜式層疊雙頻天線。

為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種便攜式層疊雙頻天線，包括間隔層疊設(shè)置的雙層輻射片，所述雙層輻射片包括上層輻射片和下層輻射片，還包括兩兩正交設(shè)置的四個(gè)饋電單元，四個(gè)饋電單元上端連接上層輻射片進(jìn)行饋電。

該天線采用雙層四饋的方式構(gòu)建，通過雙層輻射片空氣耦合的方式形成諧振頻段，使得上層輻射片和下層輻射片分別諧振于高低兩個(gè)衛(wèi)星移動(dòng)通訊的工作頻段，實(shí)現(xiàn)收發(fā)一體的功能，四個(gè)饋電單元連接上層輻射片進(jìn)行饋電，四饋電點(diǎn)饋電，按照產(chǎn)生圓極化空間正交、幅度相等、相位相差90度的三個(gè)要素設(shè)計(jì)天線，使得天線有相對(duì)較寬的阻抗和軸比帶寬，收加工誤差的影響小，便于加工和調(diào)試，結(jié)構(gòu)簡單，具有高增益、圓極化特性。

優(yōu)選的，所述上層輻射片和下層輻射片邊緣向外延伸設(shè)有調(diào)諧金屬片。通過調(diào)整調(diào)諧金屬片的大小，可調(diào)整天線諧振頻率，當(dāng)調(diào)諧金屬片尺寸變小時(shí)，天線的諧振頻率升高，當(dāng)調(diào)諧金屬片尺寸變大時(shí)，天線的諧振頻率降低，調(diào)諧方式簡單、準(zhǔn)確。

優(yōu)選的，所述四個(gè)饋電單元為背饋式饋電結(jié)構(gòu)。背饋式饋電通過調(diào)整同軸探針位置實(shí)現(xiàn)阻抗匹配達(dá)到諧振。通過傳輸線法可以估算出饋電點(diǎn)的位置，這種結(jié)構(gòu)具有高相位中心穩(wěn)定度。

優(yōu)選的，所述四個(gè)饋電單元分別包括同軸探針，同軸探針上端連接上層輻射片，下端連接同軸線，同軸線穿過下層輻射片連接饋源。

優(yōu)選的，所述下層輻射片對(duì)應(yīng)四個(gè)饋電單元的位置上設(shè)有通孔。

優(yōu)選的，所述饋源設(shè)于饋電網(wǎng)絡(luò)板上。

優(yōu)選的，所述饋電網(wǎng)絡(luò)板上設(shè)有饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)包括電橋，利用功分相移饋電網(wǎng)絡(luò)，為四個(gè)饋點(diǎn)單元提供圓極化所要求的幅度和相位激勵(lì)。

優(yōu)選的，所述雙層輻射片設(shè)置于介質(zhì)體上部，所述饋電網(wǎng)絡(luò)板設(shè)置于介質(zhì)體底部。

優(yōu)選的，所述雙層輻射片為方形結(jié)構(gòu)。輻射片尺寸通過計(jì)算并計(jì)入邊緣效應(yīng)，得到實(shí)際的物理尺寸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供一種便攜式層疊雙頻天線，采用雙層四饋、空氣耦合的形式，得到圓極化所要求的幅度和相位激勵(lì)。采用此設(shè)計(jì)方法使得層疊便攜式雙頻天線具有雙頻段能實(shí)現(xiàn)收發(fā)一體、較高相位中心穩(wěn)定度、高增益、圓極化特性，結(jié)構(gòu)簡單，能廣泛用于移動(dòng)終端設(shè)備。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的第一層內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的第二層內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的第三層內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的回波損耗圖。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的上行頻段的二維方向圖。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的下行頻段的二維方向圖。

其中，1為上層輻射片，2為下層輻射片，31為同軸探針，32為同軸線，4為調(diào)諧金屬片，5為饋電網(wǎng)絡(luò)板，6為介質(zhì)體，7為天線外殼。

具體實(shí)施方式

下列實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步解釋和補(bǔ)充，對(duì)本實(shí)用新型不構(gòu)成任何限制。

如圖1所示為便攜式層疊雙頻天線外部結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例將天線部件設(shè)置于天線外殼7中，如圖2～4所示，其內(nèi)設(shè)有饋電網(wǎng)絡(luò)板5饋電網(wǎng)絡(luò)板上設(shè)置介質(zhì)體6，介質(zhì)體上設(shè)有雙層輻射片，雙層輻射片包括設(shè)于介質(zhì)體表面的上層輻射片1以及設(shè)置于上層輻射片的下方并與上層輻射片相隔一定距離的下層輻射片2。介質(zhì)體內(nèi)還設(shè)有四個(gè)兩兩正交的饋電單元，饋電單元包括同軸探針31，同軸探針上端連接上層輻射片1，下端連接同軸線32，同軸線穿過下層輻射片2連接饋電網(wǎng)絡(luò)板。其中，上層輻射片和下層輻射片均為四邊方形形結(jié)構(gòu)，其四邊上向外延伸設(shè)置調(diào)諧金屬片，下層輻射片對(duì)應(yīng)饋電單元的位置上設(shè)有通孔，從而下層輻射片不與饋電單元接觸，饋電網(wǎng)絡(luò)板上設(shè)有饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)包括電橋，饋電網(wǎng)絡(luò)板上的饋源通過同軸線傳輸值探針從上層輻射片的底部實(shí)現(xiàn)背饋式饋電。

本實(shí)施例所公開的便攜式層疊雙頻天線上層輻射片和下層輻射片的邊長以及饋電點(diǎn)的位置與其工作頻段有一定的關(guān)系，上層輻射片產(chǎn)生移動(dòng)衛(wèi)星通信的Rx的頻段，上層輻射片和下層輻射片的耦合得到移動(dòng)衛(wèi)星通信的Tx頻段，通過調(diào)整雙層輻射片的邊長以及饋電點(diǎn)的位置得到所要設(shè)計(jì)的頻段，并達(dá)到相應(yīng)的移動(dòng)衛(wèi)星通信對(duì)天線性能的要求。利用Ansoft HFSS 軟件對(duì)天線進(jìn)行仿真分析，建立模型，通過計(jì)算微調(diào)諧振頻率和諧振輸入阻抗，得到天線的實(shí)際尺寸。通過調(diào)整四個(gè)饋電單元的位置來改變天線的輸入阻抗并減弱天線的交叉極化輻射。在饋電網(wǎng)絡(luò)中，通過電橋的搭配，可以實(shí)現(xiàn)天線的極化方式，使得天線能夠得到所要求的極化方式，從而達(dá)到移動(dòng)衛(wèi)星通信的要求。在雙層四饋、空氣耦合形式的天線中，上層輻射片和下層輻射片分別諧振在高低兩個(gè)工作頻率，上層輻射片與兩兩正交的同軸探針相連，同軸探針的下端不與下層輻射片接觸，下層輻射片對(duì)應(yīng)同軸線的位置設(shè)有通孔，供同軸線穿過，下層輻射片通過與上層輻射片電磁耦合的方式進(jìn)行饋電。這種結(jié)構(gòu)具有高相位中心穩(wěn)定度，而且結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造和調(diào)試。

如圖5～7所示，天線工作在上行1.98-2.01GHz和下行2.17-2.2GHz頻段，具有雙頻段收發(fā)一體的特性，該便攜式層疊雙頻天線具有雙頻段、較高相位中心穩(wěn)定度和高增益的特性，能廣泛用于移動(dòng)終端設(shè)備。

以上為本實(shí)用新型的其中具體實(shí)現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些顯而易見的替換形式均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。