可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线技术方案

本发明专利技术公开了可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线，采用层叠式的微带电路的形式来实现，包括具有上层贴片的上层微带天线、具有下层贴片的下层微带天线和置于底层的金属地板层，上下两层微带天线共用一层金属地板层。天线设置有六个短路金属柱，这六个短路金属柱从上层贴片穿入上层微带天线和下层微带天线后与底层金属地板层相连接。该天线采用双端口同轴馈电的馈电方式，具有结构简单及紧凑、小型化和便于加工和产业化应用等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天线，特别是涉及一种可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线。
技术介绍
随着卫星导航技术及移动互联网技术的发展，基于位置服务的应用正不断涌现。 国内市场上主要应用是以北斗卫星导航定位系统获取地理位置信息，以GPRS和3G网络提供移动互联网接入服务，因此北斗卫星导航定位系统和第三代移动通信技术TD-SCDMA在技术上的融合可以更好的实现移动、位置、实时的移动互联网环境。能同时利用北斗卫星导航定位系统和移动3G信号的多系统导航(兼容)型天线将得到越来越广泛的应用。但是，设计能同时利用北斗卫星导航定位系统和移动3G信号的多系统导航(兼容) 型天线存在以下几方面的技术难点1.北斗卫星导航定位系统圆极化与移动3G线极化的结合技术在移动卫星通信中，卫星上的发射系统用圆极化波广播信号，以便运动中的交通工具和用户配用的移动卫星通信设备终端在与卫星无关的任何方向上可以接收卫星的信号，卫星上的发射系统覆盖一个很大的范围，无须对准某个具体的终端。为了满足这种需求，用于移动卫星通信设备的天线必需在很宽波束内具有良好的圆极化性能。众所周知，移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式，故接收天线也要求是线极化的极化方式。而将这两种极化方式结合的技术尚未成熟。2.提高双端口微带天线隔离度技术北斗卫星导航定位系统工作频率为1615. 68MHz，而移动3G，即TD-SCDMA的A频段的工作频率为188(Γ 920ΜΗζ，两者频率较接近，设计微带天线时尺寸差异不大，而在实际使用中往往要求双端口天线两端口的隔离度达到一定的标准，因此如何提高天线隔离度也是设计中的一大难点。3.微带天线小型化技术微带天线小型化技术是当今国内外研究的重点和难点。无论从电性能方面还是从机械尺寸方面来说，小型化技术都是不可或缺的。从电性能方面来说，卫星导航系统要求天线的辐射波束要足够宽，而通常情况下，尺寸小的天线可以产生宽的辐射波束。从机械尺寸方面来说，当多个天线单元组合到一起的时候，整个天线的尺寸务必会增加，不仅会增加空气动力学阻力，还会总价到天线的装配方面的难度，对天线的机械强度提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于攻克现有技术的难点，提供一种可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线。本专利技术实现了北斗卫星导航系统和移动3G的双频兼容的目标，此外还具有小型化，结构简单及紧凑，便于加工和产业化应用的特点。本专利技术的目的通过如下技术方案实现一种可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线，包括具有上层贴片的上层微带天线、具有下层贴片的下层微带天线和置于底层的金属地板层，上层微带天线包括上层贴片、上层介质基板、用于端口馈电的第一馈电金属柱、第一短路金属柱、第二短路金属柱、第三短路金属柱、第四短路金属柱、第五短路金属柱和第六短路金属柱；下层微带天线包括下层贴片、下层介质基板层和用于端口馈电的第二馈电金属柱；上层微带天线和下层微带天线共用一层金属地板层；第一短路金属柱、第二短路金属柱和第三金属柱底面的圆心连线平行于第四短路金属柱、第五短路金属柱和第六短路金属柱底面的圆心连线， 也平行于所述金属地板层的第一对角线；第二短路金属柱和第五金属柱底面的圆心连线在所述金属地板层的第二对角线上，等距排列在第一馈电金属柱的两侧；第一短路金属柱、第二短路金属柱、第三短路金属柱、第四短路金属柱、第五短路金属柱和第六短路金属柱从上层贴片穿入上层微带天线和下层微带天线后与所述金属地板层相连接；第一馈电金属柱的上端与上层贴片相连接，第二馈电金属柱的上端与下层贴片相连接；第一馈电金属柱和第二馈电金属柱底面圆心连线在所述金属地板层的第一对角线上；下层贴片为正方形贴片， 从正方形贴片的一边中心处挖去用于形成微扰的方形挖槽，所述用于形成微扰的方形挖槽的位置靠近第二馈电金属柱；上层贴片和下层贴片分别附着在上层介质基板的上下两面， 下层贴片和金属地板层分别附着在下层介质基板的上下两面；上层介质基板和下层介质基板的中心处设有一个用于设置第一馈电金属柱的圆柱形挖孔；下层介质基板偏离中心处设有一个用于设置第二馈电金属柱的圆柱形挖孔。上述的可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线，所述第一短路金属柱、第二短路金属柱、第三短路金属柱、第四短路金属柱、第五短路金属柱和第六短路金属柱的大小和结构完全相同，第一短路金属柱、第二短路金属柱和第三短路金属柱组成第一组短路金属柱结构，第四短路金属柱、第五短路金属柱和第六短路金属柱组成第二组短路金属柱结构。上述的可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线，上层贴片结构为圆形。上层贴片可为圆形金属片(铜片或银片)。下层贴片可为正方形金属片(铜片或银片)。上述的可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线，所述上层贴片、 第一馈电金属柱和第一短路金属柱、第二短路金属柱、第三短路金属柱、第四短路金属柱、 第五短路金属柱、第六短路金属柱组成加载短路墙圆形贴片的类似单极子天线结构，其中第一短路金属柱、第二短路金属柱、第三短路金属柱、第四短路金属柱、第五短路金属柱或第六短路金属柱的直径比第一馈电金属柱的直径小。上述的可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线，所述下层贴片上设置有第一圆形挖孔、第一方形挖槽和第二方形挖槽，第一方形挖槽和第二方形挖槽的大小和结构完全相等，位置关于下层贴片中心对称，第一方形挖槽和第二方形挖槽采用了贴片开槽技术，使用适当比例的长和宽的槽，弯曲表面电流路径，增加下层贴片的有效长度，使下层微带天线的尺寸有效地减小；第一圆形挖孔的圆心、第一方形挖槽和第二方形挖槽的中心在下层贴片的对角线上；下层贴片几何中心处设置供第一馈电金属柱穿设的所述第一圆形挖孔，第一圆形挖孔的直径比第一馈电金属柱的直径大；下层贴片的几何中心的两侧等距设置有供第一组短路金属柱穿设的第一方形挖槽和供短路第二组短路金属柱穿设的第二方形挖槽。上述的可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线，所述金属地板层为正方形金属片，其上设置有用于第一馈电金属柱馈电的第二圆形挖孔和用于第二馈电金属柱馈电的第三圆形挖孔。上述的可工作于北斗卫星导航系统和移动3G的双频双极化天线，所述上层介质基板和下层介质基板是两种不同介电常数的高频材料。上层贴片的几何中心处设置有上层馈点，下层贴片上设置有下层馈点；馈电源通过第一馈电金属柱给上层贴片馈电，馈电源通过第二馈电金属柱给下层贴片馈电。与现有技术相比，本专利技术具有如下的优点和技术效果(1)上层微带天线通过加载短路墙圆形贴片的类似单极子天线实现移动3G频段内的线极化，其中第一短路金属柱、第二短路金属柱、第三短路金属柱、第四短路金属柱、第五短路金属柱或第六短路金属柱的直径比第一馈电金属柱的直径小，第一短路金属柱、第二短路金属柱和第三短路金属柱组成第一组短路金属柱结构，第四短路金属柱、第五短路金属柱和第六短路金属柱组成第二组短路金属柱结构，通过加载第一组短路金属柱结构和第二组短路金属柱结构，能有效减小上层贴片的面积，并且有利于减小该馈电端口的回波损耗， 增加该馈电端口的阻抗带宽。(2)下层微带天线通过微扰和侧馈方式实现北斗卫星导航系统频段内的左旋圆极化，其中微扰是由正方形贴片一边中心处挖去本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属地板层分别附着在下层介质基板的上下两面；上层介质基板和下层介质基板的中心处设有一个用于设置第一馈电金属柱的圆柱形挖孔；下层介质基板偏离中心处设有一个用于设置第二馈电金属柱的圆柱形挖孔。电金属柱底面圆心连线在所述金属地板层的第一对角线上；下层贴片为正方形贴片，从正方形贴片的一边中心处挖去用于形成微扰的方形挖槽，所述用于形成微扰的方形挖槽的位置靠近第二馈电金属柱；上层贴片和下层贴片分别附着在上层介质基板的上下两面，下层贴片和二短路金属柱、第三短路金属柱、第四短路金属柱、第五短路金属柱和第六短路金属柱从上层贴片穿入上层微带天线和下层微带天线后与所述金属地板层相连接；第一馈电金属柱的上端与上层贴片相连接，第二馈电金属柱的上端与下层贴片相连接；第一馈电金属柱和第二馈底面的圆心连线平行于第四短路金属柱、第五短路金属柱和第六短路金属柱底面的圆心连线，也平行于所述金属地板层的第一对角线；第二短路金属柱和第五金属柱底面的圆心连线在所述金属地板层的第二对角线上，等距排列在第一馈电金属柱的两侧；第一短路金属柱、第短路金属柱、第三短路金属柱、第四短路金属柱、第五短路金属柱和第六短路金属柱；下层微带天线包括下层贴片、下层介质基板层和用于端口馈电的第二馈电金属柱；上层微带天线和下层微带天线共用一层金属地板层；第一短路金属柱、第二短路金属柱和第三短路金属柱１．可工作于北斗卫星导航系统和移动３Ｇ的双频双极化天线，包括具有上层贴片的上层微带天线、具有下层贴片的下层微带天线和置于底层的金属地板层，其特征在于：上层微带天线包括上层贴片、上层介质基板、用于端口馈电的第一馈电金属柱、第一短路金属柱、第二...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌杰，宋蕾蕾，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81