CN104241826A - 一种宽频带单介质层gnss测量型天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，包括：一第一微带贴片，所述第一微带贴片上设置有若干第一馈电点；一第二微带贴片，所述第二微带贴片上设置若干第二馈电点，该第二微带贴片及第一微带贴片位于同一平面上；一第一短路销钉，所述第一短路销钉与所述第一微带贴片固接；若干第二短路销钉，各第二短路销钉与所述第二微带贴片固接；一介质板，所述第一微带贴片及第二微带贴片均固接在介质板的上表面；所述介质板的外周固接有若干第三短路销钉；及一金属地板，该金属地板与所述介质板固接。本发明的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置低成本、轻小型化、高增益、广角轴比、较宽波束带宽，满足了多***导航搜时与定位天线的高精度需求。

Description

一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置。

背景技术

随着全球卫星导航***(GNSS，Global Navigation SatelliteSystem)的迅速发展，尤其是我国北斗卫星导航产业的兴起，对多***导航能力的需求也随之增加。为了能够满足兼容四大导航***(全球定位***、格洛纳斯定位***、伽利略***及北斗卫星导航***)终端设备的应用需求，天线应具备较宽的增益带宽和波束带宽，并且要求***兼容性更强和结构更加紧凑等特点。

针对目前高精度多***GNSS测量型天线的设计需求，在卫星信号接收性能上，不仅要保证天线具有定位精度高、性能稳定可靠的特点，同时又要充分利用我国自主知识产权的北斗核心技术资源，这也将是目前国内导航定位企业提高卫星导航、测量与定位精度的最佳解决方案之一。与此同时，随着业内对导航终端设备精度要求不断提高，GNSS高精度天线作为卫星信号的接收装置，是保证卫星信号质量的核心器件。因此，发展一款具有多频段、宽波束带宽、高增益、广角轴比、相位中心稳定等综合性能较优多频天线是当前多***导航终端设备的迫切需求。

现有技术中通常采用层叠式双频有源天线。由于层叠式双频有源天线装置为双层结构，高低频各占一层，所以基于天线小型化结构设计的基础上，通常难以增加介质基板厚度来有效拓宽天线带宽，导致增益带宽较窄。并且现有技术中的层叠式双频有源天线结构较复杂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构合理、高增益带宽的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置。本发明的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置既保证了满足实现较宽带宽所需介质基板厚度的同时，又实现了天线结构的小型化设计。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，包括：

一第一微带贴片，所述第一微带贴片上设置有若干第一馈电点；

一第二微带贴片，所述第二微带贴片上设置若干第二馈电点，该第二微带贴片及第一微带贴片位于同一平面上；

一第一短路销钉，所述第一短路销钉与所述第一微带贴片固接；

若干第二短路销钉，各第二短路销钉与所述第二微带贴片固接；

一介质板，该介质板的上表面固接第一微带贴片及第二微带贴片均固接在；所述介质板的外周固接有若干第三短路销钉，且所述第三短路销钉相对介质板的中心呈中心对称分布；及

一金属地板，该金属地板与所述介质板固接。

优选地，所述第一微带贴片的外周边间隔地设置有若干凸起，且所述凸起相对第一微带贴片的中心呈中心对称分布。

优选地，各凸起呈矩形。

优选地，其特征在于，所述第一微带贴片上设置有四个所述第一馈电点；该四个第一馈电点相对第一微带贴片的中心呈中心对称分布。

优选地，所述第二微带贴片的中心开设有一形状与所述第一微带贴片相同的容置空间；所述第一微带贴片穿插在所述容置空间内，且第一微带贴片与第二微带贴片之间形成有间隙。

优选地，所述第二微带贴片的外周呈圆形，该第二微带贴片与第一微带贴片的中心重合。

优选地，所述第二微带贴片上设置有四个所述第二馈电点，该四个第二馈电点相对第二微带贴片的中心呈中心对称分布。

优选地，所述第一短路销钉的上端与第一微带贴片固接，该第一短路销钉的下端与金属地板固接；各第二短路销钉的上端与第二微带贴片固接，各第二短路销钉的下端与金属地板固接。

优选地，所述第二短路销钉相对第二微带贴片的中心呈中心对称分布，该第二短路销钉的数量与所述凸起的数量相等；各第二短路销钉分别位于与两个相邻凸起之间。

优选地，所述介质板上开设有至少一个凹形孔。

本发明的有益效果：

本发明通过将第一微带贴片及第二微带贴片在同一平面上，实现了双频卫星信号较好接收的同时，也保证了高低频天线相位中心高程差值较小和良好的相位中心稳定性能。通过将第一微带贴片及第二微带贴片共用同一介质板，从而实现可通过适当增加介质板的厚度来获得天线增益带宽和天线增益。所以与现有技术相比，本发明既保证了满足实现较宽带宽所需介质基板厚度的同时，又实现了天线结构的小型化设计。

另外本发明还可以包括以下有益效果：

1、***相对于中心轴呈对称分布的短路销钉，极大地改善了天线轴比带宽，也在一定程度上，调谐了天线工作频点、天线低仰角天线增益等。

2、应用于高精度GNSS接收机卫星接收天线装置的一体化，并实现了双频天线单元的小型化设计。

3、简单化的结构设计，较强的可塑性，更加便于加工设计与组装。

附图说明

图1为本发明的实施例中所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置整体结构示意图；

图2为本发明的实施例中第二微带贴片结构示意图。

图中：1、第一微带贴片；10、第一馈电点；11、凸起；2、第二微带贴片；20、第二馈电点；21、容置空间；22、间隙；3、第一短路销钉；4、第二短路销钉；5、介质板；51、第三短路销钉；52、凹形孔；6、金属地板。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

参照图1，本实施例所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，包括一第一微带贴片1、一第二微带贴片2、一第一短路销钉3、若干第二短路销钉4、一介质板5及一金属地板6。所述第一微带贴片1上设置有若干第一馈电点10。所述第二微带贴片2上设置若干第二馈电点20。所述第一微带贴片1及第二微带贴片2均固接于介质板5的上表面，且该第一微带贴片1及第二微带贴片2位于同一平面上。所述第一短路销钉3与所述第一微带贴片1固接。各第二短路销钉4与所述第二微带贴片2固接。所述介质板5用于作为高频和低频卫星信号的电场辐射介质基板，该介质板5固接在所述金属地板6上。

所述第一微带贴片1用于接收高频卫星信号。该第一微带贴片1的外周边间隔地设置有若干凸起11，且所述凸起11相对第一微带贴片1的中心呈中心对称分布。使得所述第一微带贴片1呈锯齿状。优选地，各凸起11呈矩形，如此形状可以提高第一微带贴片与第二贴片相对位置的精度，提高本发明接收卫星信号的效率。该第一微带贴片1上设置有四个所述第一馈电点10。所述第一馈电点10用于将高频卫星信号以感应电流的形式馈入耦合网络，然后输出给相应低噪放电路对信号进行滤波放大处理。该四个第一馈电点10相对第一微带贴片1的中心呈中心对称分布。

结合参照图2，所述第二微带贴片2用于接收低频卫星信号。所述第二微带贴片2的中心开设有一形状与所述第一微带贴片1相同的容置空间21。所述第一微带贴片1穿插在所述容置空间21内，且第一微带贴片1与第二微带贴片2之间形成有间隙22(即，第一微带贴片1的外周边与容置空间21的周壁之间形成有间隙)。该第二微带贴片2的外周呈圆形。所述第二微带贴片2与第一微带贴片1的中心重合。该第二微带贴片2上设置有四个第二馈电点20。由于第一微带贴片1穿插在所述容置空间21内，使得所说第一微带贴片1及第二微带贴片2共用同一个介质板，相对现有技术中的两层介质板，本发明可以通过适当增加该一个介质板5厚度来获得天线增益带宽和天线增益。

所述第二馈电点20用于将低频卫星信号以感应电流的形式馈入耦合网络，然后输出给低噪放电路对信号进行滤波放大处理。该四个第二馈电点20相对第二微带贴片2的中心呈中心对称分布。

优选地，所述四个第一馈电点10与四个第二馈电点20分别位于两条相互垂直的直线上，且每条直线上分别有两个第一馈电点10与两个第二馈电点20。现有的四馈电点下馈电技术方案保证了天线相位中心稳定度和高精度测量需求等。

所述第一短路销钉3用于加固第一微带贴片1的作用。该第一短路销钉3穿插在第一微带贴片1的中心位置。优选地，所述第一短路销钉3的上端与第一微带贴片1固接，该第一短路销钉3的下端与金属地板6固接。

各第二短路销钉4用于对第二微带贴片2的内侧接地处理。所述第二短路销钉4相对第二微带贴片2的中心呈中心对称分布，该第二短路销钉4的数量与所述凸起11的数量相等。各第二短路销钉4分别位于与两个相邻凸起11之间。优选地，各第二短路销钉4的上端与第二微带贴片2固接，各第二短路销钉4的下端与金属地板6固接。

所述介质板5的外周固接有若干第三短路销钉51，且所述第三短路销钉51相对介质板5的中心呈中心对称分布。该介质板5的中心与所述第一微带贴片1的中心重合。各第三短路销钉51的上端与介质板5固接，各第三销钉51的下端与金属地板6固接，可实现将介质板5的边缘接地。该第三短路销钉51的数量可根据实际需要进行安装。通过该第三短路销钉均匀地分布在介质板5的外周，因此能改善天线轴比带宽和低仰角天线辐射增益。采用在单层介质板5上共面设计两个微带贴片来实现双频卫星信号的接收，并介质板5***均匀分布所述第三短路销钉51，使得本发明不仅能够保证天线具有优异的广角轴比，而且满足较小的低仰角天线辐射增益滑落(即：天线满足较高的低仰角辐射增益)，进而更好地保证本发明具有良好的低仰角卫星信号的跟踪和接收能力。

作为另一较佳实施例，本发明所述介质板5上开设有至少一个凹形孔52。通过在各凹形孔52内安装螺钉，实现将本发明的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置与其它结构组件进行固接。

综上所述，本发明所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置的第一微带贴片1(高频电线单元)和第二微带贴片2(低频天线单元)共用一层介质基板且双频贴片单元共面结构设计，且第一短路销钉11、第二短路销钉22及第三短路销钉51分别均匀对称分布；使得本的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置一体化、小型化简易设计及高度集成化。相比于传统层叠式双频有源天线，本发明既保证了满足实现较宽带宽所需介质板5厚度的同时，又实现了天线结构的小型化设计。本发明实现了GNSS测量型天线的小型化、高增益、广角轴比、较宽波束带宽、相位中心稳定等设计性能，满足了多***导航搜时与定位天线的高精度需求，尤其适合于当前高精度GNSS测量与定位终端设备。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，包括：

一第一微带贴片，所述第一微带贴片上设置有若干第一馈电点；

一第二微带贴片，所述第二微带贴片上设置若干第二馈电点，该第二微带贴片及第一微带贴片位于同一平面上；

一第一短路销钉，所述第一短路销钉与所述第一微带贴片固接；

若干第二短路销钉，各第二短路销钉分别与所述第二微带贴片固接；

一介质板，该介质板的上表面固接第一微带贴片及第二微带贴片；所述介质板的外周固接有若干第三短路销钉，且所述第三短路销钉相对介质板的中心呈中心对称分布；及

一金属地板，该金属地板与所述介质板固接。

2.根据权利要求1所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，所述第一微带贴片的外周边间隔地设置有若干凸起，且所述凸起相对第一微带贴片的中心呈中心对称分布。

3.根据权利要求2所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，各凸起呈矩形。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，所述第一微带贴片上设置有四个所述第一馈电点；该四个第一馈电点相对第一微带贴片的中心呈中心对称分布。

5.根据权利要求1所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，所述第二微带贴片的中心开设有形状与所述第一微带贴片相同的一容置空间；所述第一微带贴片穿插在该容置空间内，且第一微带贴片与第二微带贴片之间形成有间隙。

6.根据权利要求5所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，所述第二微带贴片的外周呈圆形，该第二微带贴片与第一微带贴片的中心重合。

7.根据权利要求1-3、5-6任一项所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，所述第二微带贴片上设置有四个所述第二馈电点，该四个第二馈电点相对第二微带贴片的中心呈中心对称分布。

8.根据权利要求1-3、5-6任一项所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，所述第一短路销钉的上端与第一微带贴片固接，该第一短路销钉的下端与金属地板固接；各第二短路销钉的上端与第二微带贴片固接，各第二短路销钉的下端与金属地板固接。

9.根据权利要求2或3所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，所述第二短路销钉相对第二微带贴片的中心呈中心对称分布，该第二短路销钉的数量与所述凸起的数量相等；各第二短路销钉分别位于两个相邻凸起之间。

10.根据权利要求1-3、5-6任一项所述的一种宽频带单介质层GNSS测量型天线装置，其特征在于，所述介质板上开设有至少一个凹形孔。