一种用于导航的微带定位天线的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种用于导航的微带定位天线。


背景技术：

2.随着通讯技术的进步，全球卫星定位与通信系统已广泛应用在各个领域。目前，北斗一代卫星导航系统工作于两个频段，北斗天线作为系统的重要组成部分，其性能优劣直接关乎整个系统的质量，其中l频段的天线以左旋圆极化的方式工作，s频段的天线以右旋圆极化的方式工作。并且，北斗一代定位天线的收发频率和工作模式都已固定，并且大多都是采用同频耦合的工作方式。
3.但是在现有技术中定位天线的接收发射两个频段之间隔离度较低，耦合度较高，会使得天线在收发过程中，导致接收与发射两个频段的信号相互影响。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中定位天线的接收和发射两个频段之间隔离度较低，耦合度较高的问题，从而提供一种用于导航的微带定位天线。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种用于导航的微带定位天线，该定位天线包括：自上而下依次设置的第一辐射单元和第二辐射单元；所述第一辐射单元和所述第二辐射单元的工作频率不同；馈电单元，设置在所述第二辐射单元的下方；所述馈电单元包括带通滤波器和微带馈线，所述带通滤波器与所述第一辐射单元连接，所述微带馈线与所述第二辐射单元连接。
6.可选地，所述带通滤波器由三条微带馈线构成。
7.可选地，所述第一辐射单元包括第一辐射贴片和第一介质层，所述第一辐射贴片设置在所述第一介质层上；所述第二辐射单元包括第二辐射贴片和第二介质层，所述第二辐射贴片设置在所述第二介质层上；所述带通滤波器与所述第一辐射贴片连接；所述微带馈线与所述第二辐射贴片连接。
8.可选地，该微带定位天线还包括第一馈电孔，开设在所述第一辐射单元上；第二馈电孔和第三馈电孔，开设在所述第二辐射单元上；所述第一馈电孔和所述第二馈电孔连通。
9.可选地，该微带定位天线还包括第一导电结构，设置在所述第二馈电孔和所述第一馈电孔中；所述第一导电结构的第一端与所述第一辐射贴片连接，所述第一导电结构的第二端与所述带通滤波器连接；第二导电结构，设置在所述第三馈电孔中；所述第二导电结构与所述第二辐射贴片连接，所述第二导电结构的底部与所述微带馈线连接。
10.可选地，所述馈电单元还包括：介质基板，设置有第三导电结构和第四导电结构；接地板，设置在所述介质基板的第一端面上；所述带通滤波器和所述微带馈线，设置在所述介质基板的第二端面上；所述第一端面与所述第二端面相对设置；所述第三导电结构的一端与所述带通滤波器连接，另一端与所述第一导电结构的第二端连接；所述第四导电结构的一端与所述微带馈线连接，另一端与所述第二导电结构的第二端连接。
11.可选地，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片呈正方形；所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片在对角上分别设有两个等腰三角形的切角；所述第一辐射贴片设有切角的对角线与所述第二辐射贴片设有切角的对角线相互垂直。
12.可选地，位于所述第一辐射贴片上切角的边长小于位于所述第二辐射贴片切角的边长。
13.可选地，所述第一介质层和所述第二介质层呈正方形并采用陶瓷材质。
14.可选地，所述第一辐射贴片、所述第二辐射贴片、所述接地板、所述带通滤波器和所述微带馈线的材料为金属。
15.可选地，所述金属为铝、铁、锡、铜、银、金和铂的任意一种。
16.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
17.1.本实用新型实施例提供了一种用于导航的微带定位天线，该微带定位天线包括：自上而下依次设置的第一辐射单元和第二辐射单元；所述第一辐射单元和所述第二辐射单元的工作频率不同；馈电单元，设置在所述第二辐射单元的下方；所述馈电单元包括带通滤波器和微带馈线，所述带通滤波器与所述第一辐射单元连接，所述微带馈线与所述第二辐射单元连接。
18.如此设置，由于该微带定位天线包含两个谐振在不同频率的第一辐射单元和第二辐射单元，并由馈电单元的带通滤波器和微带馈线分别馈电，从而可以保证馈电结构与辐射结构接收和发射不同频率的信号，且互不影响。同时，通过将带通滤波器与微带定位天线结合，可以让微带定位天线的带宽具有较高的隔离度，实现双频天线间的信号隔离。并且，相较于现有技术中在天线上设置耦合器，具有更好的参数要求，还能降低生产成本。还可以减少耦合器以及加工焊接的使用，从而降低了成本与加工难度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例微带定位天线的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例微带定位天线的俯视图；
22.图3为本实用新型实施例微带定位天线的侧视图；
23.图4为本实用新型实施例微带定位天线的回波损耗与收发通道隔离性能图；
24.图5为本实用新型实施例微带定位天线在频率为1616mhz时的e面与h 面左右旋方向图；
25.图6为本实用新型实施例微带定位天线在频率为2492mhz时的e面与h 面左右旋方向图；
26.图7本实用新型实施例微带定位天线在1616mhz时的轴比图；
27.图8本实用新型实施例微带定位天线在2492mhz时的轴比图。
28.附图标记：
29.1、第一辐射贴片；2、第一介质层；21、第一馈电孔；3、第二辐射贴片；4、第二介质
层；41、第二馈电孔；42、第三馈电孔；5、接地板；6、介质基板；61、第三导电结构；62、第四导电结构；7、带通滤波器；8、微带馈线；9、第一导电结构；10、第二导电结构。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通工人在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.随着通讯技术的进步，全球卫星定位与通信系统已广泛应用在各个领域。目前，北斗一代卫星导航系统工作于两个频段，北斗天线作为系统的重要组成部分，其性能优劣直接关乎整个系统的质量，其中l频段的天线以左旋圆极化的方式工作，s频段的天线以右旋圆极化的方式工作。并且，北斗一代定位天线的收发频率和工作模式都已固定，并且大多都是采用同频耦合的工作方式。
35.但是在现有技术中定位天线的接收发射两个频段之间隔离度较低，耦合度较高，会使得天线在收发过程中，导致接收与发射两个频段的信号相互影响。
36.因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中定位天线的接收和发射两个频段之间隔离度较低，耦合度较高的问题，从而提供一种用于导航的微带定位天线。
37.实施例1
38.如图1至图8所示，本实用新型实施例提供了一种用于导航的微带定位天线，该定位天线包括由上到下依次设置的第一辐射单元、第二辐射单元和馈电单元。第一辐射单元和第二辐射单元的工作频率不同。
39.具体地，馈电单元设置在第二辐射单元的下方，所述馈电单元包括带通滤波器7和微带馈线8，其中，带通滤波器7与所述第一辐射单元连接，微带馈线8与第二辐射单元连接。所述带通滤波器7由三条微带馈线8构成。微带馈线8的宽度可以为2mm，厚度可以为0.035mm。
40.如此设置，由于该微带定位天线包含两个谐振在不同频率的第一辐射单元和第二辐射单元，并由馈电单元的带通滤波器和微带馈线分别馈电，从而可以保证馈电结构与辐
射结构接收和发射不同频率的信号，且互不影响。同时，通过将带通滤波器与微带定位天线结合，可以让微带定位天线的带宽具有较高的隔离度，实现双频天线间的信号隔离。并且，相较于现有技术中在天线上设置耦合器，具有更好的参数要求，还能降低生产成本。还可以减少耦合器以及加工焊接的使用，从而降低了成本与加工难度。
41.可选地，在本实用新型的一些实施例中，所述第一辐射单元包括第一辐射贴片1和第一介质层2，所述第二辐射单元包括第二辐射贴片3和第二介质层4。第一辐射贴片1设置在所述第一介质层2上，所述第二辐射贴片 3设置在所述第二介质层4上，所述带通滤波器7与所述第一辐射贴片1连接，所述微带馈线8与所述第二辐射贴片3连接。
42.具体地，所述第一介质层2和所述第二介质层4可以采用陶瓷材质。相对介电常数可以为10。在本实用新型实施例中，所述第一介质层2和第二介质层4为正方形结构，第一介质层2和第二介质层4的大小相等、厚度不同。第一介质层2和第二介质层4的边长均为35mm，第一介质层2的厚度为3mm，第二介质层4的厚度4mm。第一辐射贴片1和第二辐射贴片3 的中心在一条直线上。
43.在本实用新型的一些实施例中，该定位天线还设置有第一馈电孔21、第二馈电孔41、第三馈电孔42。其中，第一馈电孔21开设在所述第一辐射单元上，第二馈电孔41和第三馈电孔42开设在所述第二辐射单元上，并且所述第一馈电孔21和所述第二馈电孔41连通。第一馈电孔21、第二馈电孔41和第三馈电孔42均不在第一介质层2和第二介质层4中心，如此设置是为了改善馈线与微带定位天线的匹配，从而实现更好的能量传输以达到更好的工作状态。
44.具体地，在本实用新型实施例中，第一馈电孔21、第二馈电孔41和第三馈电孔42的直径均为1.3mm，并且，第一馈电孔21、第二馈电孔41和第三馈电孔42的高度与其自身所在介质层的高度一致，即第一馈电孔21 的高度与第一介质层2的高度一致，第二馈电孔41和第三馈电孔42的高度与第二介质层4的高度一致。
45.该定位天线还设置有第一导电结构9和第二导电结构10。第一导电结构9设置在所述第二馈电孔41和所述第一馈电孔21中，所述第一导电结构9的第一端与所述第一辐射贴片1连接，所述第一导电结构9的第二端与所述带通滤波器7连接。第二导电结构10设置在所述第三馈电孔42中，所述第二导电结构10同时将所述第一辐射贴片1与所述第二辐射贴片3连接，所述第二导电结构10的底部与所述微带馈线8连接。
46.在本实施例中，所述第一导电结构9可以为第一探针，所述第二导电结构10可以为第二探针。当然，本领域技术人员可以根据实际情况对第一导电结构9和第二导电结构10的具体类型进行改变，本实施例仅仅是举例说明，并不加以限制，能够起到相同的技术效果即可。
47.可选地，在本实用新型的一些实施例中，所述馈电单元还包括接地板5 和介质基板6。接地板采用正方形金属接地板，其边长为60mm，厚度为 0.035mm。介质基板6的相对介电常数可以为3.5，损耗角正切为0.001。介质基板6呈正方形，边长为60mm，厚度为0.93mm。介质基板6中设置有第三导电结构61和第四导电结构62，接地板5设置在所述介质基板6的第一端面上，所述带通滤波器7和所述微带馈线8设置在所述介质基板6的第二端面上，所述第一端面与所述第二端面相对设置。所述第三导电结构 61的一端与所述带通滤波器7连接，另一端与所述第一导电结构9的第二端连接。所述第四导电结构62的一端与所述微带馈
线8连接，另一端与所述第二导电结构10的第二端连接。同样地，第三导电结构61和第四导电结构62也可以为导电探针。
48.具体地，所述带通滤波器7和所述微带馈线8是两条不同长度且彼此不连接的馈线，带通滤波器7通过连接第三导电结构61和位于第一馈电孔 21、第二馈电孔41中的第一探针接到第一辐射贴片1表面。微带馈线8通过连接第四导电结构62和位于第三馈电孔42中的第二探针接到第二辐射贴片3表面。
49.当然，第三导电结构61和第一探针可以设置为同一探针，第四导电结构62和第二导电探针可以为同一探针。
50.可选地，在本实用新型的一些实施例中，所述第一辐射贴片1和所述第二辐射贴片3呈正方形，所述第一辐射贴片1和所述第二辐射贴片3的边长分别为17.7mm、25mm。所述第一辐射贴片1和所述第二辐射贴片3在对角上分别设有两个等腰三角形的切角，且所述第一辐射贴片1和所述第二辐射贴片3的切角边长不同。所述第一辐射贴片1设有切角的对角线与所述第二辐射贴片3设有切角的对角线相互垂直。并且，位于所述第一辐射贴片1上切角的边长小于位于所述第二辐射贴片3切角的边长。
51.例如，在本实用新型实施例中，第一辐射贴片1的切角的直角边边长为1.5mm，第二辐射贴片3的切角的直角边边长为1.7mm。贴片的大小和切角的大小是由定位天线的工作频率决定，而在辐射贴片上设置切角是为了激励出两个幅度相同，相位相差90度的正交谐振模式，两种模式的电场简并叠加，由此呈现出圆极化辐射。
52.可选地，在本实用新型的一些实施例中，所述第一辐射贴片1、所述第二辐射贴片3、所述接地板5、所述带通滤波器7和所述微带馈线8的材料可以为金属或所述金属的合金。金属可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂的任意一种。金属的合金可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂的合金中任意一种。
53.下面结合仿真实验对本实用新型的效果做进一步的说明：
54.参见图4，从图4中可以看出，本实用新型实施例中，微带定位天线的工作频段为1.612～1.635ghz和2.460～2.515ghz，在这两个工作频段内天线的回波损耗(s11)都在-10db以下，在l频段的最小回波损耗为-32.111db，在s频段内的最小回波损耗为-19.8551db。表明本天线在这两个工作频段的回拨损耗性能都达到要求指标。本实用新型天线在l频段的绝对带宽和相对带宽分别为：23mhz和1.42％；本实用新型天线在s频段的绝对带宽和相对带宽分别为：55mhz和2.21％，同时，在1.4ghz～2.7ghz处收发通道的隔离度都小于-10db，因而可以很好地应用于北斗卫星导航定位系统中。
55.参见图5和图6，其中图5为1.616ghz时的e面与h面左右旋方向图，图6为2.492ghz时的e面与h面左右旋方向图。从图中可以看出，本实用新型具有定向辐射特性，可满足北斗卫星导航定位系统的要求，辐射性能优越。
56.参见图7和图8，分别为实施例在频率为1.616ghz和2.492ghz时的轴比图，从图中可以看出在所需要的工作频段处，轴比均小于3db，说明两个频段处的圆极化性能优越，可满足北斗卫星导航定位系统的要求。
57.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变
动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。