低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线的制作方法

1.本实用新型涉及定位导航技术领域，尤其涉及一种低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线。


背景技术：

2.全球卫星导航系统是指能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，其原理是卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距，为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。随着全球一体化的发展，卫星导航系统在航空、汽车导航、通信、测绘、娱乐等各个领域均有应用。
3.目前，全球有四大卫星定位系统：美国的全球定位系统(gps)、俄罗斯的全球导航卫星系统(glonass )、欧洲航天局的伽利略卫星定位系统和中国的北斗导航卫星定位系统。
4.由于各导航系统的工作频段差别较大，而且在很多情况下需要使用多种导航系统，所以需要发明一款支持所有民用导航系统的导航天线（工作频段1.175ghz~1.607ghz的圆极化天线），同时要求此天线相位精度高，成本低，可用于cors站等要求高精度定位的场景。
5.目前市场上的全频段导航天线通常采用以下两种设计方案：
6.第一种设计方案采用层叠高频板材设计，下层高频板采用四点馈电设计，厚度10mm,工作频段为：1.175ghz-1.279ghz。上层高频板也采用四点馈电设计，厚度6mm,工作频段为：1.559ghz-1.607ghz。此设计方案的缺点是：1、为了满足带宽要求，需要采用大厚度高频板材制作天线，成本高。2、高频段和低频段分开馈电，馈电网络复杂。
7.第二种设计方案采用宽带十字交叉偶极子天线实现设计，采用两点馈电。此类天线带宽宽，工作频段为1.175ghz
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1.607ghz，但低仰角轴比和相位精度差，导致定位打点精度不足，不能用于cors站等对天线相位精度要求高的场景。


技术实现要素：

8.本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线，以提升定位精度，同时降低成本。
9.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线，包括天线底板及集成于天线底板上的合路电路，还包括辐射片、耦合馈电片、支撑柱，所述合路电路采用四点馈电；所述耦合馈电片有4个，均穿过天线底板焊接馈电，分别对应连接合路电路，耦合馈电片为倒“l”型；辐射片位于天线底板上方，与天线底板间隔预设距离；所述支撑柱有4个，所述支撑柱一端固定于天线底板上，另一端分别穿过耦合馈电片与辐射片连接固定。
10.进一步地，所述合路电路的各馈电点之间相差90
°
，使用3个90
°
宽带贴片电桥元器
件，实现右旋圆极化功能。
11.进一步地，还包括铜螺柱，铜螺柱设于辐射片与天线底板之间，铜螺柱两端分别固定辐射片和天线底板的中心。
12.进一步地，所述支撑柱采用尼龙材料制成。
13.本实用新型的有益效果为：本实用新型的耦合馈电将空气作为介质，满足了全频段的带宽要求，不需要采用大厚度高频板材，成本低，高频段和低频段不需要分开馈电，馈电网络简单；本实用新型的低仰角轴比和相位精度好，定位打点精度满足要求，适用于cors站等要求天线相位精度高的场景。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例的低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线的立体结构图。
15.图2是本实用新型实施例的低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线的侧视图。
16.图3是本实用新型实施例的低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线的俯视图。
17.附图标号说明
18.天线底板1，辐射片2，耦合馈电片3，支撑柱4，铜螺柱5。
具体实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
20.本实用新型实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
21.另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
22.请参照图1～图3，本实用新型实施例的低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线包括天线底板、合路电路、辐射片、耦合馈电片、支撑柱。
23.合路电路集成于天线底板上的合路电路。所述天线底板优选为圆形的fr4电路板。合路电路采用四点馈电，各馈电点之间相差90
°
，使用3个90
°
宽带贴片电桥元器件，实现右旋圆极化功能。
24.本实用新型的四个耦合馈电点之间相差90
°
，合路电路使用3个90
°
宽带贴片电桥元器件，实现右旋圆极化功能。
25.所述耦合馈电片有4个，均穿过天线底板焊接馈电，分别对应连接合路电路，耦合馈电片为倒“l”型。所述耦合馈电片采用l型馈电片，宽度为4mm,馈电片末端宽度变为1mm,穿过天线底板焊接馈电。具体实施时，本实用新型的采用的l型馈电片可以由其他形状的耦合馈电片替代。
26.辐射片位于天线底板上方，与天线底板间隔预设距离。所述辐射片优选为直径60mm的金属板，厚度1mm，辐射片下表面距天线底板上表面间距优选为25mm。所述支撑柱有4个，所述支撑柱一端固定于天线底板上，另一端分别穿过耦合馈电片与辐射片连接固定。
27.作为一种实施方式，低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线还包括铜螺柱，铜螺柱设于辐射片与天线底板之间，铜螺柱两端分别固定辐射片和天线底板的中心。为更好的固定辐射片与天线底板之间的位置，在辐射片和天线底板中心使用m3*25 6的单通六角铜螺柱固定接地。
28.作为一种实施方式，所述支撑柱采用尼龙材料制成。所述支撑柱用于固定耦合馈电片，在馈电片上打直径2mm的孔，使用单通六角尼龙支撑柱，型号为m2*22 6，上述支撑柱螺纹端穿过馈电片后加上两个1mm厚度的m2尼龙垫片，再让支撑柱螺纹端穿过辐射片，然后用尼龙螺母固定，支撑柱通孔端使用尼龙螺钉固定在天线底板上。
29.本实用新型采用四点耦合馈电的金属板天线，通过l型馈电片耦合馈电，在1.175ghz
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1.607ghz gnss全频段范围内，在50欧附近变化不大，实现宽带匹配。
30.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。


技术特征：
1.一种低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线，包括天线底板及集成于天线底板上的合路电路，其特征在于，还包括辐射片、耦合馈电片、支撑柱，所述合路电路采用四点馈电；所述耦合馈电片有4个，均穿过天线底板焊接馈电，分别对应连接合路电路，耦合馈电片为倒“l”型；辐射片位于天线底板上方，与天线底板间隔预设距离；所述支撑柱有4个，所述支撑柱一端固定于天线底板上，另一端分别穿过耦合馈电片与辐射片连接固定。2.如权利要求1所述的低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线，其特征在于，所述合路电路的各馈电点之间相差90
°
，使用3个90
°
宽带贴片电桥元器件，实现右旋圆极化功能。3.如权利要求1所述的低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线，其特征在于，还包括铜螺柱，铜螺柱设于辐射片与天线底板之间，铜螺柱两端分别固定辐射片和天线底板的中心。4.如权利要求1所述的低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线，其特征在于，所述支撑柱采用尼龙材料制成。

技术总结
本实用新型实施例公开了一种低成本四点耦合馈电全频段高精度导航天线，包括天线底板、合路电路、辐射片、耦合馈电片、支撑柱，所述合路电路采用四点馈电；所述耦合馈电片有4个，均穿过天线底板焊接馈电，分别对应连接合路电路，耦合馈电片为倒“L”型；辐射片位于天线底板上方，与天线底板间隔预设距离；所述支撑柱有4个，所述支撑柱一端固定于天线底板上，另一端与辐射片连接固定。本实用新型的耦合馈电将空气作为介质，满足了全频段的带宽要求，不需要采用大厚度高频板材，成本低，高频段和低频段不需要分开馈电，馈电网络简单；本实用新型的低仰角轴比和相位精度好，定位打点精度满足要求，适用于CORS站等要求天线相位精度高的场景。景。景。


技术研发人员：汪漪 孙中亮 王金燕
受保护的技术使用者：深圳华大北斗科技股份有限公司
技术研发日：2022.01.12
技术公布日：2022/6/3