低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线，包括天线底板，天线底板上设有4个B3阵元、4个S阵元、1个L阵元、1个B1/L1阵元以及一个GLONASS L1阵元，4个S阵元等间距分布在半径为R1的圆上，4个B3阵元等间距分布在半径为R2的圆上，L阵元设于天线底板中心，GLONASS L1阵元设于天线底板外圈；B1/L1阵元设在半径为R3的圆上。本实用新型专利技术的阵元的布局方式确保了相邻频段的阵元之间的距离尽可能远，增大隔离度；本实用新型专利技术的陶瓷天线的窄频段特性确保了阵元之间的隔离度远大于高频板材的阵元方案。频板材的阵元方案。频板材的阵元方案。

【技术实现步骤摘要】
低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线


[0001]本技术涉及导航天线
，尤其涉及一种低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]随着卫星导航系统在军用、民用领域的发展，卫星导航系统的使用场合逐渐增多，由于卫星导航系统本身也存在一些缺点，复杂的电磁环境经常会干扰或影响接收设备的使用，因此，在卫星导航系统设计时需要充分考虑其抗干扰措施。
[0005]国内外对抗干扰的研究已经有十几年的历史，并且提出了一些提高卫星导航系统的抗干扰能力的方法: 增强卫星信号的发射功率、采用加密的军用码、采用伪卫星技术、提高卫星导航接收机的抗干扰能力。其中，提高卫星导航接收机的抗干扰能力作为提高整个卫星导航系统的重要一环，灵活性最大，效果也最为显著。而天线作为接收机的重要部件，天线的性能将直接决定接收机的抗干扰能力。
[0006]现有的抗干扰天线存在以下问题：
[0007]1、现有的抗干扰技术有很多种，天线作为接收导航信号的装置，可通过空域滤波技术实现抗干扰，即通过控制天线方向和天线阵列排布方式实现波束赋形，在干扰信号来波方向形成零陷，而在无干扰信号方向正常接收卫星导航信号，从而实现抗干扰。现有的抗干扰天线要求有多个阵元，相邻阵元间的互耦效应会随着阵元间距的减小而增大，从而不断恶化天线性能，因此为减小天线阵元间的互耦，在天线设计时将阵元间距设置为接近半个波长或更长，以尽量降低阵元间的相互干扰，达到更好的波束赋形效果，按照这种方式会使天线方位上口径较大，但受载体空间限制天线尺寸不能太大，随着技术的发展，缩小抗干扰阵列天线的体积具有十分重要的意义。现有技术中，一般通过缩短阵列间距实现天线阵列的小型化，但间距减小会增强天线阵元间的能量耦合，降低天线阵元间隔离度，导致天线阵元性能变差，波束赋形效果也随之变差。因此提高抗干扰单元之间的隔离是抗干扰天线的关键技术。
[0008]2、天线的相位中心稳定度直接决定了天线的定位精度，因此中心单元的定位天线应具有稳定的相位中心，单馈点天线由于带宽窄，相位中心不稳定等原因满足不了高精度的定位要求，尽量使用两点馈电或四点馈电的高精度天线。
[0009]3、多系统卫星导航可以摆脱用户对单一系统的依赖和提高用户定位精度，已经成为接收系统的主流趋势。
[0010]4、随着导航抗干扰天线市场的发展和变化，需要进一步降低成本，目前的天线单元一般由高频射频板材制作，且高精度天线一般使用一个或3个90
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耦合器实现相差网络高精度，成本较高。

技术实现思路

[0011]本技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线，以提升精度以及提高阵元之间的隔离度。
[0012]为了解决上述技术问题，本技术实施例提出了一种低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线，包括天线底板，天线底板上设有4 个B3 阵元、4 个S 阵元、1 个L 阵元、1 个B1/L1 阵元以及一个GLONASS L1 阵元，4 个S 阵元等间距分布在半径为R1的圆上，4 个B3 阵元等间距分布在半径为R2的圆上，L 阵元设于天线底板中心，GLONASS L1 阵元设于天线底板外圈；B1/L1 阵元设在半径为R3的圆上。
[0013]进一步地，天线底板采用FR4 PCB板，上表面覆铜铺地，下表面绘制有90
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相差的二合一威尔金森微带功分网络。
[0014]进一步地，天线底板下表面对应4 个B3 阵元处绘制有相邻馈电点90
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相差的四合一威尔金森微带功分网络，四合一威尔金森微带功分网络与4 个B3 阵元对应焊接馈电。
[0015]进一步地，所述S 阵元采用介电常数为10的陶瓷天线制作，其他阵元均采用为介电常数为16的陶瓷天线制作。
[0016]进一步地，所述B3 阵元、所述S 阵元以及所述B1/L1 阵元均以天线底板中心为圆心分布。
[0017]进一步地，R1=43.5mm，R2=78.5mm，R3=82mm。
[0018]本技术的有益效果为：
[0019]1、本技术的抗干扰阵元采用双馈方案或四馈方案，双馈天线相比单馈点天线具有更好的轴比、更对称且稳定的方向图和更稳定的相位中心，双馈和四馈天线都是高精度天线，四馈天线比双馈天线定位精度更高，本阵列天线中的阵元可以根据精度需求选择两馈或四馈天线。
[0020]2、本技术的天线阵元采用高介电系数的陶瓷天线制作，天线单元尺寸小，间距大，可以减小阵元之间的耦合，提高阵元之间的隔离度。
[0021]3、本技术的阵元的布局方式确保了相邻频段之间的阵元之间间距尽可能远，提高阵元之间的隔离度。
[0022]4、本技术的陶瓷天线的窄频段特性确保了阵元之间的隔离度远大于高频板材的阵元方案。
[0023]5、本技术的陶瓷天线的PCB底板背面布局90
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相差的二合一威尔金森功分器和四合一威尔金森功分器。90
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相差的二合一威尔金森功分器可替代一个90
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相差的贴片电桥，相邻四个馈电点依次相差90
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的四合一威尔金森功分器可替代三个90
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相差的贴片电桥，大幅度降低成本的同时减小损耗。
附图说明
[0024]图1是本技术实施例的低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线的主视图。
[0025]图2是本技术实施例的低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线的立体图。
[0026]图3是本技术实施例的90
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相差的二合一威尔金森功分器示意图。
[0027]图4是本技术实施例的相邻馈电点90
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相差的四合一威尔金森功分器示意图。
[0028]图5是使用90
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相差的贴片电桥的原理图。
[0029]图6是相邻馈电点90
°
相差的贴片电桥的原理图。
[0030]附图标号说明
[0031]B3 阵元1，S 阵元2，L 阵元3，B1/L1 阵元4，GLONASS L1 阵元5，馈电点6。
具体实施方式
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线，其特征在于，包括天线底板，天线底板上设有4 个B3 阵元、4 个S 阵元、1 个L 阵元、1 个B1/L1 阵元以及一个GLONASS L1 阵元，4 个S 阵元等间距分布在半径为R1的圆上，4 个B3 阵元等间距分布在半径为R2的圆上，L 阵元设于天线底板中心，GLONASS L1 阵元设于天线底板外圈；B1/L1 阵元设在半径为R3的圆上。2. 如权利要求1所述的低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线，其特征在于，天线底板采用FR4 PCB板，上表面覆铜铺地，下表面绘制有90
°
相差的二合一威尔金森微带功分网络。3. 如权利要求1所述的低成本高精度十一阵元导航抗干扰阵列天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，占兆昕，汪漪，黄嘉铖，熊刚，
申请(专利权)人：深圳华大北斗科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：