一種圓極化衛(wèi)星導航天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及衛(wèi)星導航設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圓極化衛(wèi)星導航天線。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其應(yīng)用前景非常廣闊，是繼蜂窩移動通信和互聯(lián)網(wǎng)之后，全球發(fā)展最快的信息產(chǎn)業(yè)，已成為全球IT(互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，Informat1nTechnology)經(jīng)濟的新的增長點。我國的衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)正進入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展的關(guān)鍵時刻，預(yù)計在五年到十年內(nèi)將形成GPS(全球定位系統(tǒng)，Global Posit1ning System)、GL0NASS(全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，Global Navigat1n Satellite System)、GALILE0(伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)，Galileo satellite navigat1n system)和BDS(北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，BeiDouNavigat1n Satellite)融合的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的集合。
[0003]GPS的通訊設(shè)備要求其天線能提供右手圓極化，并且輻射功率的場型能均勻涵蓋整個上半球形。圓極化是衛(wèi)星導航系統(tǒng)使用的主要的傳播方式，與線性極化傳播方式相比，在電磁波的傳送及接收的方向上沒有限制，而且，使用圓極化傳播方式時，電磁波在電離層會產(chǎn)生法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，使得圓極化近年來在衛(wèi)星導航上極具重要性。
[0004]衛(wèi)星導航系統(tǒng)的終端天線一般要求具備近似半球的覆蓋能力、寬天線波束寬度、較高的低仰角增益、良好的圓極化特性及軸比帶寬，同時應(yīng)根據(jù)應(yīng)用平臺的要求進行特定的結(jié)構(gòu)、尺寸和性能設(shè)計。
[0005]終端天線通常用貼片制成，并設(shè)置四個饋電探針，在實現(xiàn)圓極化的同時盡量減小衛(wèi)星導航天線的相位中心與幾何中心的偏差，從而滿足衛(wèi)星導航的高精度要求。貼片的橫截面一般為正方形，且饋電探針一般位于正方形中心與四邊中點的連線上，如圖1和圖2所示。這種結(jié)構(gòu)若設(shè)置在長方形底板上會增大天線的軸比，而衛(wèi)星導航天線的軸比越大，天線的圓極化性能越差，因此，這種結(jié)構(gòu)會降低衛(wèi)星導航天線的圓極化性能，從而降低衛(wèi)星導航天線的精確度。
[0006]申請內(nèi)容
[0007]本申請實施例提供一種圓極化衛(wèi)星導航天線，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中饋電探針的設(shè)置位置會降低圓極化性能，降低衛(wèi)星導航天線的精確度的問題。
[0008]本申請實施例提供的一種圓極化衛(wèi)星導航天線，包括:底板，在所述底板上表面由下至上依次按幾何中心疊設(shè)有片狀的下層金屬貼片、介質(zhì)基板和上層金屬貼片，以及依次垂直穿過所述下層金屬貼片和所述介質(zhì)基板，固定在所述上層金屬貼片上的四個饋電探針；
[0009]所述底板上表面為長方形，所述下層金屬貼片、所述介質(zhì)基板和所述上層金屬貼片的上表面均為正方形；
[0010]所述四個饋電探針分別位于所述上層金屬貼片幾何中心與四個頂點的連線上，且所述四個饋電探針與所述上層金屬貼片幾何中心之間的距離均相等。
[0011]可選的，所述四個饋電探針的饋電相位按順時針方向或逆時針方向依次滯后90°。
[0012]可選的，所述底板、所述下層金屬貼片、所述介質(zhì)基板和所述上層金屬貼片的四邊分別平行。
[0013]可選的，所述下層金屬貼片的橫截面面積大于所述上層金屬貼片的橫截面面積。
[0014]可選的，所述下層金屬貼片接地。
[0015]可選的，所述上層金屬貼片和所述下層金屬貼片均為銅。
[0016]可選的，所述介質(zhì)基板為聚四氟乙烯。
[0017]可選的，所述介質(zhì)基板的厚度為4mm。
[0018]本申請上述實施例中的圓極化衛(wèi)星導航天線，在長方形的底板上依次疊設(shè)有正方形片狀的下層金屬貼片、介質(zhì)基板和上層金屬貼片，四個饋電探針穿過下層金屬貼片和介質(zhì)基板，固定在上層金屬貼片上。四個饋電探針分別位于上層金屬貼片幾何中心與四個頂點的連線上，且與上層金屬貼片幾何中心的距離相等。由于底板為長方形，不是四邊完全對稱的結(jié)構(gòu)，因此，本申請實施例將四個饋電探針設(shè)置于正方形貼片的幾何中心與四個頂點的連線上，因此，四個饋電探針的位置完全對稱，這種高度對稱的結(jié)構(gòu)降低了衛(wèi)星導航天線的軸比，使得電場分布更加均勻，提高了圓極化性能，增加了衛(wèi)星導航天線的精確度。
【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種圓極化衛(wèi)星導航天線的俯視示意圖；
[0020]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一種圓極化衛(wèi)星導航天線的立體圖；
[0021]圖3為本申請實施例提供的一種圓極化衛(wèi)星導航天線的剖視示意圖；
[0022]圖4為本申請實施例提供的一種圓極化衛(wèi)星導航天線的俯視示意圖；
[0023]圖5為本申請實施例提供的一種圓極化衛(wèi)星導航天線的立體圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本申請作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部份實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0025]波的極化，是描述電磁波在空間傳播時，其電場矢量方向隨時間變化的情況。根據(jù)電場強度矢量端點每周期內(nèi)在空間描繪的軌跡，電磁波的極化可分為線極化、圓極化和橢圓極化?？梢哉J為，線極化和圓極化分別為橢圓極化的兩個特例?？紤]到衛(wèi)星發(fā)射的是圓極化電磁波，因此衛(wèi)星導航天線應(yīng)該工作在圓極化狀態(tài)已達到良好的極化匹配。
[0026]在描述波的極化時，通常使用軸比來定量地分析波的極化。橢圓極化波的軸比定義為極化橢圓的長軸與短軸的比值，通俗的說，軸比就是描述極化橢圓圓的程度。當軸比為O時，電磁波為圓極化波，在工程上，也將橢圓度不大，軸比較小的橢圓極化波稱為圓極化波。
[0027]本申請實施例提供了一種圓極化衛(wèi)星導航天線，可以應(yīng)用于衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的各類手持機、基站、車載、機載等終端設(shè)備應(yīng)用平臺。
[0028]圖3示出了本申請實施例提供的圓極化衛(wèi)星導航天線的剖視示意圖。如圖3所示，該圓極化衛(wèi)星導航天線包括底板1，在底板I上表面由下至上依次按幾何中心疊設(shè)有片狀的下層金屬貼片2、介質(zhì)基板3、上層金屬貼片4和饋電探針5。底板I上表面為長方形，下層金屬貼片2、介質(zhì)基板3和上層金屬貼片4的上表面均為正方形。
[0029]饋電探針依次垂直穿過下層金屬貼片2和介質(zhì)基板3，固定在上層金屬貼片4上?？蛇x的，可以是焊接在上層金屬貼片4上。此外，饋電探針的另一端固定在電路板上，實現(xiàn)信號的傳輸。
[0030]圖4為本申請實施例中衛(wèi)星導航天線的俯視示意圖，圖5為本申請實施例中衛(wèi)星導航天線的立體圖。如圖4所示，底板1、下層金屬貼片2、介質(zhì)基板3和上層金屬貼片4的四邊分別平行，形成對稱結(jié)構(gòu)。衛(wèi)星導航天線設(shè)置有四個饋電探針5，且四個饋電探針5分別位于上層金屬貼片4幾何中心與四個頂點的連線上，且四個饋電探針5與上層金屬貼片4幾何中心之間的距離均相等?，F(xiàn)有技術(shù)中，四個饋電探針設(shè)置于正方形中心與四邊中點的連線上，由于底板是長方形的，因此四個饋電探針不是完全對稱的結(jié)構(gòu)，會影響圓極化的性能。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本申請實施例的四個饋電探針位于正方形中心與四個頂點的連線上，即使底板為長方形結(jié)構(gòu)，四個饋電探針相互之間也是完全對稱的。這種高度對稱結(jié)構(gòu)使得衛(wèi)星導航天線的軸比較小，因此具有較高的圓極化性能，增加了衛(wèi)星導航天線的精確度。
[0031]兩個相互正交，振幅相等，相位相差90°的線極化波可以合成一個圓極化波。因此，要實現(xiàn)衛(wèi)星導航天線的圓極化，必須使四個饋電探針饋電端電流相等，相位兩兩相差90°。本申請實施例中四個饋電探針5的饋電相位按順時針方向或逆時針方向依次滯后90°。其中，四個饋電探針的饋電相位按順時針方向依次滯后90°時，實現(xiàn)衛(wèi)星導航天線的左旋圓極化；四個饋電探針的饋電相位按逆時針方向依次滯后90°時，實現(xiàn)衛(wèi)星導航天線的右旋圓極化。
[0032]為了保證衛(wèi)星導航天線的接收和發(fā)送信號的功能，下層金屬層接地，且下層金屬貼片2的橫截面面積大于上層金屬貼片4的橫截面面積。
[0033]可選的，本申請實施例中上層金屬貼片4和所述下層金屬貼片2均為銅，介質(zhì)基板為聚四氟乙烯，厚度為4mm。
[0034]需要說明的是，本申請實施例中，“上”“下”對應(yīng)圖片的上方和下方，即“上表面”是指在圖片中裝置上方對應(yīng)的面，“下表面”是指圖片中裝置下方對應(yīng)的面，本申請實施例僅是示例作用。
[0035]盡管已描述了本申請的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。
[0036]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種圓極化衛(wèi)星導航天線，其特征在于，包括:底板，在所述底板上表面由下至上依次按幾何中心疊設(shè)有片狀的下層金屬貼片、介質(zhì)基板和上層金屬貼片，以及依次垂直穿過所述下層金屬貼片和所述介質(zhì)基板，固定在所述上層金屬貼片上的四個饋電探針； 所述底板上表面為長方形，所述下層金屬貼片、所述介質(zhì)基板和所述上層金屬貼片的上表面均為正方形； 所述四個饋電探針分別位于所述上層金屬貼片幾何中心與四個頂點的連線上，且所述四個饋電探針與所述上層金屬貼片幾何中心之間的距離均相等。2.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述四個饋電探針的饋電相位按順時針方向或逆時針方向依次滯后90°。3.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述底板、所述下層金屬貼片、所述介質(zhì)基板和所述上層金屬貼片的四邊分別平行。4.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述下層金屬貼片的橫截面面積大于所述上層金屬貼片的橫截面面積。5.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述下層金屬貼片接地。6.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述上層金屬貼片和所述下層金屬貼片均為銅。7.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述介質(zhì)基板為聚四氟乙烯。8.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述介質(zhì)基板的厚度為4mm。
【專利摘要】本申請公開了一種圓極化衛(wèi)星導航天線，包括：底板，在所述底板上表面由下至上依次按幾何中心疊設(shè)有片狀的下層金屬貼片、介質(zhì)基板和上層金屬貼片，以及依次垂直穿過所述下層金屬貼片和所述介質(zhì)基板，固定在所述上層金屬貼片上的四個饋電探針；所述底板上表面為長方形，所述下層金屬貼片、所述介質(zhì)基板和所述上層金屬貼片的上表面均為正方形；所述四個饋電探針分別位于所述上層金屬貼片幾何中心與四個頂點的連線上，且所述四個饋電探針與所述上層金屬貼片幾何中心之間的距離均相等；解決了現(xiàn)有技術(shù)中饋電探針的設(shè)置位置會降低圓極化性能，降低衛(wèi)星導航天線的精確度的問題。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q1/50
【公開號】CN205264853
【申請?zhí)枴緾N201520895480
【發(fā)明人】胡朝斌, 鐘文濤, 李炳槐, 呂波, 吉青
【申請人】上海海積信息科技股份有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月11日