一种小型化三频双圆极化天线制造技术

本发明专利技术属于通讯及导航技术领域，具体涉及一种小型化三频双圆极化天线。本天线在上层微带贴片天线、中层微带贴片天线、下层微带天线以及底层馈电网络的铅垂中心线处同轴的设置有固定通孔及紧固螺栓；三组第一短路金属化过孔与第一馈电孔的轴线均处于以固定通孔轴线为轴心的同一圆柱面上且周向均布；中层微带贴片处布置第二馈电点，三组第二短路金属化过孔与第二馈电孔的轴线均处于以固定通孔轴线为轴心的同一圆柱面上且周向均布；第一短路金属化过孔的孔径等于第一介质套外径；第二短路金属化过孔孔径等于第二介质套外径。本发明专利技术可在保证良好的阻抗带宽和轴比带宽以及高增益性能的同时，亦可确保天线体积的小型化和轻型化需求。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化三频双圆极化天线
本专利技术属于通讯及导航
，具体涉及一种小型化三频双圆极化天线。
技术介绍
目前，可多频段工作的天线被广泛使用于如导航系统接收机、通信电台的收发共用天线、跳频工作的雷达和通信设备以及某些频率捷变和极化捷变的天线中。圆极化天线更是被广泛应用于卫星导航系统接收机等领域中。随着卫星导航技术的迅猛发展和广泛应用，人们迫切希望相应的天线具备宽波束、高增益、圆极化、多频点工作、小型化、轻型化等一系列优点。现今，多频圆极化天线由于主要采用多片法制作，也即利用谐振频率不同的多个贴片叠放在同一基板上，通常将较大贴片放于下层而较小贴片叠于上层；同时，为避免连接各层贴片的馈电探针产生彼此工作干涉状况，在每个供馈电探针插入的馈电孔周围都需环绕密布一圈细小的金属化过孔，从而将该圈金属化过孔内圈处贴片处于隔离状态下，进而杜绝各馈电探针之间的耦合影响。然而，实际制作时人们发现，由于每层带有馈电探针的贴片都需要在馈电孔外相应布置一圈金属化过孔，这使得不仅需要在当前层贴片处的馈电孔外围预留出供金属化过孔穿设的区域，同时最底层的贴片也必须具备足够的区域用于容纳由上层乃至上上层贴片处层叠贯穿而来的密密麻麻的金属化过孔，这显然极其不利于目前天线体积的小型化需求。
技术实现思路
本专利技术的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而可靠的可应用于北斗手持设备中的小型化三频双圆极化天线，其可在保证良好的阻抗带宽和轴比带宽以及高增益性能的同时，亦可确保天线体积的小型化和轻型化需求。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种小型化三频双圆极化天线，其特征在于：本天线包括由上而下且依次片状层叠布置的上层微带贴片、上层介质基板、中层微带贴片、中层介质基板、下层微带贴片、下层介质基板以及底层馈电网络；其中，上层微带贴片与上层介质基板构成工作于S频点的上层微带贴片天线，中层微带贴片与中层介质基板构成工作于L频点的中层微带贴片天线，下层微带贴片与下层介质基板构成工作于B3频点的下层微带贴片天线；在上层微带贴片天线、中层微带贴片天线、下层微带天线以及底层馈电网络的铅垂中心线处同轴的设置有固定通孔，紧固螺栓穿过上述固定通孔形成螺栓紧固配合；上层微带贴片处布置第一馈电点，由第一馈电点处垂直上层微带贴片所在平面而依次贯穿上层介质基板、中层微带贴片、中层介质基板、下层微带贴片、下层介质基板设置有第一馈电孔，第一馈电孔为金属化过孔，第一馈电探针同轴布置于第一馈电孔内，第一馈电探针的两端分别连接第一馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；本天线还包括贯穿中层微带贴片天线和下层微带贴片天线的第一短路金属化过孔，第一短路金属化过孔为三组，第一短路金属化过孔与第一馈电孔的轴线均处于以固定通孔轴线为轴心的同一圆柱面上且第一短路金属化过孔与第一馈电孔的轴线沿上述圆柱面周向均布；中层微带贴片处布置第二馈电点，由第二馈电点处垂直上层微带贴片所在平面而依次贯穿下层微带贴片、下层介质基板设置有第二馈电孔，第二馈电孔为金属化过孔，第二馈电探针同轴布置于第二馈电孔内，第二馈电探针的两端分别连接第二馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；本天线还包括贯穿下层微带贴片天线的第二短路金属化过孔，第二短路金属化过孔为三组，第二短路金属化过孔与第二馈电孔的轴线均处于以固定通孔轴线为轴心的同一圆柱面上且第二短路金属化过孔与第二馈电孔的轴线沿上述圆柱面周向均布；下层微带贴片处布置第三馈电点，第三馈电探针穿过下层介质基板而连接第三馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；所述第一馈电孔上的位于中层微带贴片天线以及下层微带贴片天线的一段孔路与第一馈电探针间设置有隔离彼此的第一介质套，所述第二馈电孔上的位于下层微带贴片天线的一段孔路与第二馈电探针间设置有隔离彼此的第二介质套；第一短路金属化过孔的孔径等于第一介质套外径；第二短路金属化过孔孔径等于第二介质套外径。所述上层微带贴片、上层介质基板、中层微带贴片、中层介质基板、下层微带贴片、下层介质基板以及底层馈电网络外形均为正方形片板状构造；位于下层微带贴片天线处的沿固定通孔轴线环绕分布的各相邻第一短路金属化过孔、第一馈电孔、第二短路金属化过孔、第二馈电孔之间彼此间距均等。所述上层微带贴片两相对角端均设置切角；所述中层微带贴片的其中两对边处对称布置凸设有矩形微带枝节；所述下层微带贴片的四个边处均布置T型缝隙枝节。所述底层馈电网络包括由上至下依次层叠布置的金属接地层、底层介质基板、环形微带线电桥以及布置于环形微带线电桥处的输出接口；所述第一短路金属化过孔、第一馈电孔、第二短路金属化过孔、第二馈电孔以及固定通孔均贯穿上述金属接地层以及底层介质基板；沿环形微带线电桥的四个直边环绕密布有一圈第三金属化过孔，所述第三金属化过孔的顶端连接金属接地层。所述上层介质基板的介电常数为10.2，长与宽尺寸为22mm×22mm，板体厚度为2mm；中层介质基板的介电常数为10.2，长与宽尺寸为31mm×31mm，板体厚度为4mm；下层介质基板的介电常数为16，长与宽尺寸为34mm×34mm，板体厚度为6mm；底层介质基板的介电常数为9，长与宽尺寸为为35mm×35mm，板体厚度为0.508mm；所述各馈电探针的直径为0.9mm，第一短路金属化过孔和第二短路金属化过孔的孔径为3mm，第一馈电探针距固定通孔轴线间距为3.3mm，第二馈电探针距固定通孔轴线间距为3.5mm～4.3mm，第三馈电探针距固定通孔轴线间距为6mm。本专利技术的有益效果在于：1)、本专利技术通过由上到下层叠连接的上层微带贴片天线、中层微带贴片天线、下层微带贴片天线和底层馈电网络来组成天线模块，并以中心处布置的固定螺栓确保了各者间的层叠紧固构造。实际操作时，上层微带贴片天线对应于S频点，中层微带贴片天线对应于L频点，而下层微带贴片天线对应于B3频点，底层馈电网络则提供B3频点圆极化所需的馈电电路,从而实现了北斗二代B3频点和北斗一代L频点、S频点的信号接收功能。本专利技术可考采用高介电常数、低介质损耗的陶瓷材料基板来初步实现小型化；而与此同时，利用独特的沿固定通孔轴线90°周向分布的三道第一短路金属化过孔和三道第二短路金属化过孔，从而起到消除相应的第一馈电孔和第二馈电孔内各馈电探针的耦合影响的功能。相对传统必须在每个馈电孔周围均周向密布整整一圈金属化过孔的繁复耦合屏蔽方式而言，本专利技术仅采用三组短路金属化过孔，即可保证相应馈电探针的可靠工作，不仅使得设备的工作可靠性得到了有效保证，同时由于金属化过孔数目的减少，使得更少面积的微带贴片即可保证各金属化过孔的钻设，这显然利于目前天线的小型化和轻型化需求。综上，本专利技术收发端口隔离度高、各频段的圆极化增益性能稳定；其可在保证良好的阻抗带宽和轴比带宽以及高增益性能的同时，亦可确保天线体积的小型化和轻型化需求，可用于北斗手持设备卫星信号的接收和发射。2)、实际操作时，在位于中层微带贴片天线和下层微带贴片天线的第一馈电孔和位于下层微带贴片天线处的第二馈电孔内都会布置介质套来填充相应馈电孔与相应馈电探针之间的间隙；此时，可看作是对应的短路金属化过孔的孔径等于相应介质套的外径。而位于下层微带贴片天线处的沿固定通孔轴线环绕分布的各相邻第一短路金属化过孔、第一馈电孔、第二短路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型化三频双圆极化天线，其特征在于：本天线包括由上而下且依次片状层叠布置的上层微带贴片(11)、上层介质基板(12)、中层微带贴片(21)、中层介质基板(22)、下层微带贴片(31)、下层介质基板(32)以及底层馈电网络；其中，上层微带贴片(11)与上层介质基板(12)构成工作于S频点的上层微带贴片天线，中层微带贴片(21)与中层介质基板(22)构成工作于L频点的中层微带贴片天线，下层微带贴片(31)与下层介质基板(32)构成工作于B3频点的下层微带贴片天线；在上层微带贴片天线、中层微带贴片天线、下层微带天线以及底层馈电网络的铅垂中心线处同轴的设置有固定通孔(a)，紧固螺栓穿过上述固定通孔(a)形成螺栓紧固配合；上层微带贴片(11)处布置第一馈电点，由第一馈电点处垂直上层微带贴片(11)所在平面而依次贯穿上层介质基板(12)、中层微带贴片(21)、中层介质基板(22)、下层微带贴片(31)、下层介质基板(32)设置有第一馈电孔(10a)，第一馈电孔(10a)为金属化过孔，第一馈电探针(10b)同轴布置于第一馈电孔(10a)内，第一馈电探针(10b)的两端分别连接第一馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；本天线还包括贯穿中层微带贴片天线和下层微带贴片天线的第一短路金属化过孔(10c)，第一短路金属化过孔(10c)为三组，第一短路金属化过孔与第一馈电孔(10a)的轴线均处于以固定通孔(a)轴线为轴心的同一圆柱面上且第一短路金属化过孔(10c)与第一馈电孔(10a)的轴线沿上述圆柱面周向均布；中层微带贴片(21)处布置第二馈电点，由第二馈电点处垂直上层微带贴片(11)所在平面而依次贯穿下层微带贴片(31)、下层介质基板(32)设置有第二馈电孔(20a)，第二馈电孔(20a)为金属化过孔，第二馈电探针(20b)同轴布置于第二馈电孔(20a)内，第二馈电探针(20b)的两端分别连接第二馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；本天线还包括贯穿下层微带贴片天线的第二短路金属化过孔(20c)，第二短路金属化过孔(20c)为三组，第二短路金属化过孔与第二馈电孔(20a)的轴线均处于以固定通孔(a)轴线为轴心的同一圆柱面上且第二短路金属化过孔(20c)与第二馈电孔(20a)的轴线沿上述圆柱面周向均布；下层微带贴片(31)处布置第三馈电点，第三馈电探针(30a)穿过下层介质基板(32)而连接第三馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；所述第一馈电孔(10a)上的位于中层微带贴片天线以及下层微带贴片天线的一段孔路与第一馈电探针(10b)间设置有隔离彼此的第一介质套(50)，所述第二馈电孔(20a)上的位于下层微带贴片天线的一段孔路与第二馈电探针(20b)间设置有隔离彼此的第二介质套(60)；第一短路金属化过孔(10c)的孔径等于第一介质套(50)外径；第二短路金属化过孔(20c)孔径等于第二介质套(60)外径。...

【技术特征摘要】
1.一种小型化三频双圆极化天线，其特征在于：本天线包括由上而下且依次片状层叠布置的上层微带贴片(11)、上层介质基板(12)、中层微带贴片(21)、中层介质基板(22)、下层微带贴片(31)、下层介质基板(32)以及底层馈电网络；其中，上层微带贴片(11)与上层介质基板(12)构成工作于S频点的上层微带贴片天线，中层微带贴片(21)与中层介质基板(22)构成工作于L频点的中层微带贴片天线，下层微带贴片(31)与下层介质基板(32)构成工作于B3频点的下层微带贴片天线；在上层微带贴片天线、中层微带贴片天线、下层微带天线以及底层馈电网络的铅垂中心线处同轴的设置有固定通孔(a)，紧固螺栓穿过上述固定通孔(a)形成螺栓紧固配合；上层微带贴片(11)处布置第一馈电点，由第一馈电点处垂直上层微带贴片(11)所在平面而依次贯穿上层介质基板(12)、中层微带贴片(21)、中层介质基板(22)、下层微带贴片(31)、下层介质基板(32)设置有第一馈电孔(10a)，第一馈电孔(10a)为金属化过孔，第一馈电探针(10b)同轴布置于第一馈电孔(10a)内，第一馈电探针(10b)的两端分别连接第一馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；本天线还包括贯穿中层微带贴片天线和下层微带贴片天线的第一短路金属化过孔(10c)，第一短路金属化过孔(10c)为三组，第一短路金属化过孔与第一馈电孔(10a)的轴线均处于以固定通孔(a)轴线为轴心的同一圆柱面上且第一短路金属化过孔(10c)与第一馈电孔(10a)的轴线沿上述圆柱面周向均布；中层微带贴片(21)处布置第二馈电点，由第二馈电点处垂直上层微带贴片(11)所在平面而依次贯穿下层微带贴片(31)、下层介质基板(32)设置有第二馈电孔(20a)，第二馈电孔(20a)为金属化过孔，第二馈电探针(20b)同轴布置于第二馈电孔(20a)内，第二馈电探针(20b)的两端分别连接第二馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；本天线还包括贯穿下层微带贴片天线的第二短路金属化过孔(20c)，第二短路金属化过孔(20c)为三组，第二短路金属化过孔与第二馈电孔(20a)的轴线均处于以固定通孔(a)轴线为轴心的同一圆柱面上且第二短路金属化过孔(20c)与第二馈电孔(20a)的轴线沿上述圆柱面周向均布；下层微带贴片(31)处布置第三馈电点，第三馈电探针(30a)穿过下层介质基板(32)而连接第三馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；所述第一馈电孔(10a)上的位于中层微带贴片天线以及下层微带贴片天线的一段孔路与第一馈电探针(10b)间设置有隔离彼此的第一介...

【专利技术属性】
技术研发人员：李运志，贾蕾，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34