一种多频段天线制造技术

一种多频段天线，涉及卫星定位导航天线。它包括多个不同频段的微带天线，还包括一个绝缘筒（5），各微带天线依次叠置；各微带天线的金属贴片（9、11、14）在水平方向上被所述绝缘筒（5）包围。本实用新型专利技术的多频段天线具有波束宽度宽，低仰角增益高，圆极化性能好、方向图对称的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多频段天线
本技术涉及一种卫星定位导航天线，具体涉及多频段天线。
技术介绍
GPS为全球定位系统，利用定位卫星为全球提供导航服务。GPS卫星信号的主要工作频点为L1:1575.42MHZ、L2:1228MHz，其中LI为开放的民用信号，信号为圆形极化，信号强度为_166dBm左右,属于较弱的信号。北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。北斗一代运用了 “有源定位”的方法，上行的L频段:1610?1626.5MHz用于发射，采用左旋圆极化；下行的S频段2483.5?2500MHz用于接收，采用右旋圆极化。北斗二代系统使用与GPS —样的“无源定位”，工作在L段和S段，其中L段包括三个频段B1:1559.052-1591.98MHz、B2:1166.22-1217.37MHz、B3:1250.618-1286.423MHz, S 段频率为 2483.5-2500MHz。无论是GPS系统还是北斗导航系统，其下行链路电磁波极化方式均为右旋圆极化。随着我国自主卫星导航系统的逐步完善，许多之前仅仅依靠GPS进行导航、定位、授时、测量等应用的产品将逐渐转变为以北斗二代为主，同时兼顾其他卫导系统。这种转变主要涉及的硬件变化包括接收机和终端接收天线。就天线而言，针对不同的系统应用，一方面需要由原来的单系统、单频点工作成为多系统、多频点工作，另一方面需要根据系统应用的不同而具有不同的特征，如圆极化、宽波束、小型化等。随着微带天线在卫星导航、定位以及通信等军事和民用领域的广泛应用，对其覆盖范围也提出了越来越高的要求，如在雷达和电子战的应用中，通常要求天线可以进行大范围的扫描，以提高对空间内目标的搜索能力，这就意味着单个天线单元必须具有较大的波束宽度；为了快速捕捉到微弱的卫星信号，一般也要求天线具有很宽的波瓣宽度，并能保持一定的低仰角增益。特别是在我国的卫星导航系统中，由于空间卫星数目较少，宽波束的特性就显得尤为重要。同时，我国的双星定位系统和美国的GPS用户机天线、测控系统的飞行器载天线，都要求在上半平面具有近似半球形的方向图，即覆盖能力。另外，圆极化波可以接收和发射任意极化方向的辐射波，将其应用于导航系统，接收和发射到来自各个方向的卫星信号，不产生接收死角。因此，保证导航天线在各个方位角上均具有良好的圆极化性能，展宽天线的波束宽度，具有重大的意义。天线为了减少体积会采用由高介电常数的材料制造，目前大部分小型化北斗天线采用陶瓷材料，但陶瓷材料固有的脆性在冲击震动要求高的使用场合，使天线的可靠性大大降低。本技术在未使用陶瓷材料，保证天线可靠性的情况下，使天线尺寸较小，结构紧凑。由于单个微带天线无法覆盖较多频段，为了实现多频工作常采用多天线组合法，即将多个天线组合在一起。目前普遍采用堆叠的放置方式，但组合起来的导航天线很难以较少的天线覆盖较多的导航频段，并且同时保证每个频点均具有良好的性能，包括低轴比、方向图对称、较宽的波束宽度、较高的低仰角增益和较宽的圆极化波束宽度。而本技术完全满足了以上特性。
技术实现思路
本技术的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种具有波束宽度宽，低仰角增益高，圆极化性能好、方向图对称等优点的多频段天线。技术方案:一种多频段天线，包括多个不同频段的微带天线，它还包括一个绝缘筒，各微带天线依次叠置；各微带天线的金属贴片在水平方向上被所述绝缘筒包围。更优的，它还包括第一金属贴片，所述第一金属贴片布置在绝缘筒的上表面或嵌于绝缘筒内部或布置在绝缘筒的侧边。更优的，所述带有第一金属贴片的绝缘筒的横截面为旋转对称图形。更优的，所述第一金属贴片均匀布置在绝缘筒的上表面或嵌于绝缘筒内部或布置在绝缘筒的侧边。作为一种实施方式，它包括三个不同频段的微带天线，分别为下层微带天线、中层微带天线和上层微带天线；下层微带天线布置在多频段天线的最底部；中层微带天线布置在绝缘筒和下层微带天线之间；上层微带天线悬空布置在绝缘筒的筒壁上，其中:下层微带天线由上至下依次包括第二金属贴片、第一天线介质板、第二天线介质板、第三金属贴片以及馈电部分，第二金属贴片放置于第一天线介质板的上方；第一天线介质板放置于第二天线介质板的上方，在所述第一天线介质板上开有一个方形槽，用于放置中层微带天线的馈电部分；第三金属贴片作为下层微带天线的金属地板置于第二天线介质板的下方；所述馈电部分利用3dB电桥进行双馈源馈电，馈电部分包括第一探针、第二探针和第一 3dB电桥,其中第一 3dB电桥包括微带线、介质板和金属地板,第一 3dB电桥的金属地板与所述第三金属贴片的背面焊接在一起；在第二天线介质板、第三金属贴片、第一 3dB电桥的介质板和金属地板上开设第一探针孔、第二探针孔，所述第一探针和第二探针放置其中，将第二金属贴片和第一 3dB电桥的微带线连接在一起实现双馈；中层微带天线由上至下依次包括第四金属贴片、第三天线介质板、第二金属贴片和馈电部分，第二金属贴片作为中层微带天线的金属地板置于第三天线介质板的下表面，第四金属贴片置于第三天线介质板的上表面；所述馈电部分利用3dB电桥进行双馈源馈电，馈电部分包括第三探针、第四探针和第二 3dB电桥，其中第二 3dB电桥包括微带线、介质板和金属地板，第二 3dB电桥的金属地板与所述第二金属贴片的背面焊接在一起；在第三天线介质板、第二金属贴片、第二 3dB电桥的介质板和金属地板中开设第三探针孔和第四探针孔，第三探针和第四探针放置其中，将第四金属贴片和第二 3dB电桥的微带线连接在一起实现双馈；同时，第二 3dB电桥的介质板和金属地板中还开有第一探针孔、第二探针孔，供第一探针和第二探针放置其中；上层微带天线由上至下依次包括第五金属贴片、第四天线介质板、第六金属贴片和馈电部分，第六金属贴片作为上层微带天线的金属地板置于第四天线介质板的下表面，第五金属贴片置于第四天线介质板的上表面；所述馈电部分采用同轴单馈源馈电方式，包括软同轴内芯和软同轴。在下层微带天线和中层微带天线上开设同轴孔，所述软同轴穿过同轴孔与第六金属贴片相连；在第四天线介质板上开设通孔，软同轴内芯穿过通孔与第五金属贴片相连。更优的，所述第二天线介质板的横截面为圆形，第三、四天线介质板的横截面、第二、三、六金属贴片为正方形，第二天线介质板的直径远大于第三金属贴片的边长；第三天线介质板的边长大于第二金属贴片的边长；第四天线介质板的边长大于第六金属贴片的边长。更优的，所述第一金属贴片和绝缘筒的横截面为方环形，第一、三、四天线介质板的横截面、第二、三、四、六金属贴片和第五金属贴片的基本形状为正方形，第二天线介质板的横截面为圆形，第一金属贴片的宽度为O~0.5 λ、外边长为O~10 λ，绝缘筒的厚度为O~5 λ、高度为O~I λ ,外边长为O~15 λ ;第一金属贴片的内边缘在水平方向上距离绝缘筒内边缘O~1λ ;绝缘筒的外边缘在水平方向上距离各微带天线金属贴片外边缘-1λ~6λ ;各金属贴片在垂直方向上距离绝缘筒上表面O~3 λ ;第二天线介质板的直径大于第三金属贴片边长的0倍O~5 λ，第三天线介质板的边长大于第二金属贴片的边长O~5 λ，第四天线介质板的边长大于第六金属贴片的边长O~5 λ。更优的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频段天线，包括多个不同频段的微带天线，其特征在于它还包括一个绝缘筒(5)，各微带天线依次叠置；各微带天线的金属贴片(9、11、14)在水平方向上被所述绝缘筒(5)包围。

【技术特征摘要】
1.一种多频段天线，包括多个不同频段的微带天线，其特征在于它还包括一个绝缘筒(5)，各微带天线依次叠置；各微带天线的金属贴片(9、11、14)在水平方向上被所述绝缘筒(5)包围。2.根据权利要求1所述的一种多频段天线，其特征在于它还包括第一金属贴片(4)，所述第一金属贴片(4)布置在绝缘筒(5)的上表面或嵌于绝缘筒(5)内部或布置在绝缘筒(5)的侧边。3.根据权利要求2所述的一种多频段天线，其特征在于所述带有第一金属贴片(4)的绝缘筒(5)的横截面为旋转对称图形。4.根据权利要求2所述的一种多频段天线，其特征在于所述第一金属贴片(4)均匀布置在绝缘筒(5)的上表面或嵌于绝缘筒(5)内部或布置在绝缘筒(5)的侧边。5.根据权利要求2至4所述的任一种多频段天线，其特征在于它包括三个不同频段的微带天线，分别为下层微带天线(I)、中层微带天线(2)和上层微带天线(3);下层微带天线(I)布置在多频段天线的最底部；中层微带天线(2)布置在绝缘筒(5)和下层微带天线(I)之间；上层微带天线(3)悬空布置在绝缘筒(5)的筒壁上，其中: 下层微带天线(I)由上至下依次包括第二金属贴片(9)、第一天线介质板(8)、第二天线介质板(7)、第三金属贴片(6)以及馈电部分，第二金属贴片(9)放置于第一天线介质板(8)的上方；第一天线介质板(8)放置于第二天线介质板(7)的上方，在所述第一天线介质板(8)上开有一个方形槽 ，用于放置中层微带天线(2)的馈电部分；第三金属贴片(6)作为下层微带天线的金属地板置于第二天线介质板(7)的下方；所述馈电部分利用3dB电桥进行双馈源馈电，馈电部分包括第一探针(20)、第二探针(21)和第一 3dB电桥(15)，其中第一3dB电桥(15)包括微带线、介质板和金属地板,第一 3dB电桥(15)的金属地板与所述第三金属贴片(6)的背面焊接在一起；在第二天线介质板(7)、第三金属贴片(6)、第一 3dB电桥(15)的介质板和金属地板上开设第一探针孔(20-1)、第二探针孔(21-1)，所述第一探针(20)和第二探针(21)放置其中，将第二金属贴片(9)和第一 3dB电桥(15)的微带线连接在一起实现双馈； 中层微带天线(2)由上至下依次包括第四金属贴片(11)、第三天线介质板(10)、第二金属贴片(9)和馈电部分，第二金属贴片(9)作为中层微带天线的金属地板置于第三天线介质板(10)的下表面，第四金属贴片(11)置于第三天线介质板(10)的上表面；所述馈电部分利用3dB电桥进行双馈源馈电，馈电部分包括第三探针(22)、第四探针(23)和第二3dB电桥(17)，其中第二 3dB电桥(17)包括微带线、介质板和金属地板，第二 3dB电桥(17)的金属地板与所述第二金属贴片(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈田爽，夏雨龙，朱旗，
申请(专利权)人：镇江中安通信科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32