CN114824765A - 一种双频gnss天线 - Google Patents

一种双频gnss天线 Download PDF

Info

Publication number
CN114824765A
CN114824765A CN202210714625.9A CN202210714625A CN114824765A CN 114824765 A CN114824765 A CN 114824765A CN 202210714625 A CN202210714625 A CN 202210714625A CN 114824765 A CN114824765 A CN 114824765A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
dual
low
antenna
band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210714625.9A
Other languages
English (en)
Inventor
孙中亮
黄嘉铖
占兆昕
王勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Huada Beidou Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Huada Beidou Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Huada Beidou Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Huada Beidou Technology Co ltd
Priority to CN202210714625.9A priority Critical patent/CN114824765A/zh
Publication of CN114824765A publication Critical patent/CN114824765A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双频GNSS天线，包括地板和4个双频PIFA天线，地板包括PCB板和布置在PCB板顶面的金属地；4个双频PIFA天线布置在地板的顶面，按中心阵列组阵，相邻双频PIFA天线长轴的轴线正交；移相馈电网络按0°,90°,180°和270°分别给4个双频PIFA天线馈以不同的相位，以形成右旋圆极化信号。双频PIFA天线包括高频辐射振子、低频辐射振子和馈电脚，低频辐射振子提供低频极化信号；移相馈电网络包括移相功分器，双频PIFA天线的馈电脚与移相功分器连接。本发明通过采用4个双频PIFA天线组阵，可以使天线满在足高低频的同时，降低双频GNSS天线高度。

Description

一种双频GNSS天线
技术领域
本发明涉及GNSS天线，尤其涉及一种双频GNSS天线。
背景技术
全球卫星导航***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***，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***在航空、汽车导航、通信、测绘、娱乐等各个领域均有应用。
目前，全球有四大卫星定位***：美国的全球定位***(GPS)、俄罗斯的全球导航卫星***(GLONASS )、欧洲航天局的伽利略卫星定位***和中国的北斗导航卫星定位***。
由于各导航***的工作频段差别较大，覆盖频率大体分为高频和低频，高频范围：1561-1602MHz，低频范围1176-1278MHz。且随着万物互联的趋势，各种场景均会应用到卫星定位***。但是，卫星通信天线实现宽频方式有以下两种，均有不同程度的弊端：
1）通过两个微带天线上下叠层放置，下面天线覆盖低频部分，上面天线覆盖高频部分，次方案结构相对简单，但因为叠层放置，高度较大，无法在较薄的结构内应用。
2）通过耦合馈电的方式，增加馈电带宽覆盖所有频段，覆盖范围为1176-1602MHz，因为覆盖宽度大，故高度也很难降低。并且中间有很多GNSS带外的频率也被接收进来，给后续的有源滤波带来困难。
所以，传统的覆盖高低频的天线高度较大，难以应用在高度有局限性的场景中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高度较小的双频GNSS天线。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种双频GNSS天线，包括地板和4个双频PIFA天线，地板包括PCB板和布置在PCB板顶面的金属地；4个双频PIFA天线布置在地板的顶面，按中心阵列组阵，相邻双频PIFA天线长轴的轴线正交；移相馈电网络按0°,90°,180°和270°分别给4个双频PIFA天线馈以不同的相位，以形成右旋圆极化信号。双频PIFA天线包括高频辐射振子、低频辐射振子和馈电脚，高频辐射振子提供高频极化信号，低频辐射振子提供低频极化信号；移相馈电网络包括移相功分器，双频PIFA天线的馈电脚与移相功分器连接，将高频极化信号和低频极化信号输送到移相功分器。
以上所述的双频GNSS天线，地板为正方形，双频PIFA天线的长轴与正方形的边平行。
以上所述的双频GNSS天线，高频极化信号的频率范围为1561-1602MHz，低频极化信号的频率范围为1176-1268MHz。
以上所述的双频GNSS天线，双频PIFA天线包括辐射板、固定脚和接地脚，辐射板与地板平行；接地脚位于辐射板的第一端，接地脚的上端与辐射板连接，下端固定在地板上，与金属地电连接；固定脚位于辐射板第二端，固定脚的上端与辐射板连接，下端固定在地板上，与金属地电绝缘；馈电脚靠近接地脚，馈电脚的上端与辐射板连接，下端固定在地板上，通过PCB板与移相功分器连接；辐射板包括所述的高频辐射振子和所述的低频辐射振子，低频辐射振子位于辐射板的外侧，连接固定脚与馈电脚；高频辐射振子与低频辐射振子平行，位于低频辐射振子的内侧，两者之间留有间隙；高频辐射振子的一端与馈电脚连接，另一端悬臂。
以上所述的双频GNSS天线，辐射板的顶面与地板顶面的距离为2-12mm。
以上所述的双频GNSS天线，第一双频PIFA天线的高频辐射振子提供高频的水平极化信号，低频辐射振子提供低频的水平极化信号；第二双频PIFA天线位于第一双频PIFA天线的逆时针方向90°的位置，第二双频PIFA天线的高频辐射振子提供高频的垂直极化信号，低频辐射振子提供低频的垂直极化信号；第三双频PIFA天线位于第一双频PIFA天线的逆时针方向180°的位置，第三双频PIFA天线的高频辐射振子提供高频的水平极化信号，低频辐射振子提供低频的水平极化信号；第四双频PIFA天线位于第一双频PIFA天线的逆时针方向270°的位置，第四双频PIFA天线的高频辐射振子提供高频的垂直极化信号，低频辐射振子提供低频的垂直极化信号。
以上所述的双频GNSS天线，移相功分器赋予第一双频PIFA天线的相位为90°，第二双频PIFA天线的相位为0°，第三双频PIFA天线的相位为270°，第四双频PIFA天线的相位为180°。
本发明的双频GNSS天线通过采用4个双频PIFA天线组阵，可以使天线满在足高低频的同时，降低双频GNSS天线高度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例双频GNSS天线的主视图。
图2是本发明实施例双频GNSS天线的俯视图。
图3是本发明实施例双频GNSS天线的立体图。
图4是本发明实施例双频GNSS天线地板的俯视图。
图5是本发明实施例双频GNSS天线地板的立体图。
图6是本发明实施例双频PIFA天线的主视图。
图7是本发明实施例双频PIFA天线的俯视图。
图8是本发明实施例双频PIFA天线的立体图。
图9是本发明实施例双频PIFA天线右旋圆极化信号形成的示意图。
具体实施方式
本发明实施例双频GNSS天线的结构和原理如图1至图9所示，包括正方形的固定地板10和4个双频PIFA天线20。
固定地板10包括PCB板11和布置在PCB板11顶面的金属地12。 4个双频PIFA天线20在固定地板10上按中心阵列组阵，中心阵列的中心点为固定地板10的中心。双频PIFA天线20的长轴与正方形的边平行，相邻双频PIFA天线20长轴的轴线正交。移相馈电网络按0°,90°,180°和270°分别给4个双频PIFA天线20馈以不同的相位，以形成右旋圆极化信号。
双频PIFA天线（辐射介质单元）20包括辐射板21、馈电脚22、固定脚23和接地脚24，辐射板21与固定地板10平行。辐射板21的顶面与固定地板10顶面的距离为2-12mm。在本实施例中，辐射板21的顶面与固定地板10顶面的距离为4mm。
接地脚24位于辐射板21的第一端，接地脚24的上端与辐射板21连接，下端固定在固定地板10上，与金属地12电连接。固定脚23位于辐射板21的第二端，固定脚23的上端与辐射板21连接，下端固定在固定地板10上，与金属地12电绝缘,在固定脚23与固定地板10的连接部位，金属地12有避让孔121。馈电脚22靠近接地脚24，馈电脚22的上端与辐射板21连接，下端固定在固定地板10上，通过PCB板11与移相功分器连接。辐射板21包括高频辐射振子(高频辐射部分)25和低频辐射振子(低频辐射部分)26，低频辐射振子26位于辐射板21的外侧，连接固定脚23与馈电脚22。高频辐射振子25与低频辐射振子26平行。位于低频辐射振子26的内侧，高频辐射振子25与低频辐射振子26之间存在间隙27。高频辐射振子25与一端馈电脚22连接，另一端悬臂。
高频辐射振子25提供高频极化信号，低频辐射振子26提供低频极化信号。移相馈电网络包括移相功分器，PIFA天线的馈电脚22与移相功分器连接，将高频极化信号和低频极化信号输送到移相功分器。
其中，高频极化信号的频率范围为1561-1602MHz，低频极化信号的频率范围为1176-1268MHz。
第一双频PIFA天线20A的高频辐射振子25提供高频的水平极化信号，低频辐射振子26提供低频的水平极化信号。第二双频PIFA天线20B位于第一双频PIFA天线20A的逆时针方向90°的位置，第二双频PIFA天线20B的高频辐射振子25提供高频的垂直极化信号，低频辐射振子26提供低频的垂直极化信号。第三双频PIFA天线20C位于第一双频PIFA天线20A的逆时针方向180°的位置，第三双频PIFA天线20C的高频辐射振子25提供高频的水平极化信号，低频辐射振子26提供低频的水平极化信号。第四双频PIFA天线20D位于第一双频PIFA天线20A的逆时针方向270°的位置，第四双频PIFA天线20D的高频辐射振子25提供高频的垂直极化信号，低频辐射振子26提供低频的垂直极化信号。
如图9所示，移相功分器赋予第一双频PIFA天线20A的相位为90°，第二双频PIFA天线20B的相位为0°，第三双频PIFA天线20C的相位为270°，第四双频PIFA天线20D的相位为180°。
本发明以上实施例的双频GNSS天线通过采取4个PIFA单元组阵，并PIFA单元高低频信号分别使用不同的辐射体，可以使天线在满足高低频的同时，又降低了双频GNSS天线的高度。

Claims (7)

1.一种双频GNSS天线，包括地板，地板包括PCB板和布置在PCB板顶面的金属地；其特征在于，包括4个双频PIFA天线，4个双频PIFA天线布置在地板的顶面，按中心阵列组阵，相邻双频PIFA天线长轴的轴线正交；移相馈电网络按0°,90°,180°和270°分别给4个双频PIFA天线馈以不同的相位，以形成右旋圆极化信号；双频PIFA天线包括高频辐射振子、低频辐射振子和馈电脚，高频辐射振子提供高频极化信号，低频辐射振子提供低频极化信号；移相馈电网络包括移相功分器，双频PIFA天线的馈电脚与移相功分器连接，将高频极化信号和低频极化信号输送到移相功分器。
2.根据权利要求1所述的双频GNSS天线，其特征在于，地板为正方形，双频PIFA天线的长轴与正方形的边平行。
3.根据权利要求1所述的双频GNSS天线，其特征在于，高频极化信号的频率范围为1561-1602MHz，低频极化信号的频率范围为1176-1268MHz。
4.根据权利要求1所述的双频GNSS天线，其特征在于，双频PIFA天线包括辐射板、固定脚和接地脚，辐射板与地板平行；接地脚位于辐射板的第一端，接地脚的上端与辐射板连接，下端固定在地板上，与金属地电连接；固定脚位于辐射板第二端，固定脚的上端与辐射板连接，下端固定在地板上，与金属地电绝缘；馈电脚靠近接地脚，馈电脚的上端与辐射板连接，下端固定在地板上，通过PCB板与移相功分器连接；辐射板包括所述的高频辐射振子和所述的低频辐射振子，低频辐射振子位于辐射板的外侧，连接固定脚与馈电脚；高频辐射振子与低频辐射振子平行，位于低频辐射振子的内侧，两者之间留有间隙；高频辐射振子的一端与馈电脚连接，另一端悬臂。
5.根据权利要求4所述的双频GNSS天线，其特征在于，辐射板的顶面与地板顶面的距离为2-12mm。
6.根据权利要求1所述的双频GNSS天线，其特征在于，第一双频PIFA天线的高频辐射振子提供高频的水平极化信号，低频辐射振子提供低频的水平极化信号；第二双频PIFA天线位于第一双频PIFA天线的逆时针方向90°的位置，第二双频PIFA天线的高频辐射振子提供高频的垂直极化信号，低频辐射振子提供低频的垂直极化信号；第三双频PIFA天线位于第一双频PIFA天线的逆时针方向180°的位置，第三双频PIFA天线的高频辐射振子提供高频的水平极化信号，低频辐射振子提供低频的水平极化信号；第四双频PIFA天线位于第一双频PIFA天线的逆时针方向270°的位置，第四双频PIFA天线的高频辐射振子提供高频的垂直极化信号，低频辐射振子提供低频的垂直极化信号。
7.根据权利要求6所述的双频GNSS天线，其特征在于，移相功分器赋予第一双频PIFA天线的相位为90°，第二双频PIFA天线的相位为0°，第三双频PIFA天线的相位为270°，第四双频PIFA天线的相位为180°。
CN202210714625.9A 2022-06-23 2022-06-23 一种双频gnss天线 Pending CN114824765A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210714625.9A CN114824765A (zh) 2022-06-23 2022-06-23 一种双频gnss天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210714625.9A CN114824765A (zh) 2022-06-23 2022-06-23 一种双频gnss天线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114824765A true CN114824765A (zh) 2022-07-29

Family

ID=82521791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210714625.9A Pending CN114824765A (zh) 2022-06-23 2022-06-23 一种双频gnss天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114824765A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005072903A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Ngk Spark Plug Co Ltd 逆ｆ型アンテナ、無線装置
US20080284661A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-20 Ziming He Low cost antenna design for wireless communications
US20090135067A1 (en) * 2007-11-22 2009-05-28 High Tech Computer, Corp. Antenna device
CN103606743A (zh) * 2013-10-25 2014-02-26 深圳市摩天射频技术有限公司 一种圆极化宽带天线
CN208507938U (zh) * 2018-08-07 2019-02-15 福州福大信捷天线技术有限公司 Rfid圆极化天线

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005072903A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Ngk Spark Plug Co Ltd 逆ｆ型アンテナ、無線装置
US20080284661A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-20 Ziming He Low cost antenna design for wireless communications
US20090135067A1 (en) * 2007-11-22 2009-05-28 High Tech Computer, Corp. Antenna device
CN103606743A (zh) * 2013-10-25 2014-02-26 深圳市摩天射频技术有限公司 一种圆极化宽带天线
CN208507938U (zh) * 2018-08-07 2019-02-15 福州福大信捷天线技术有限公司 Rfid圆极化天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PIMIENTA-DEL VALLE DOMINGO等: "Design of a dual-band PIFA for handset devices and its SAR evaluation", 《INGENIERIA INVESTIGACION Y TECNOLOGIA》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2502311B1 (en) Compact multipath-resistant antenna system with integrated navigation receiver
US8648766B2 (en) Dual circularly polarized antenna
CN107181056B (zh) 一种微波衰减型gnss测量型天线及设备
US12046841B2 (en) GNSS antenna systems, elements and methods
US8294613B2 (en) Antenna combination for a mobile GNSS station and mobile GNSS station
KR101174739B1 (ko) 듀얼 패치 안테나
CN109768369B (zh) 多模多频组合天线及gnss接收机
CN102916263A (zh) 一种多模卫星导航天线
CN105811069A (zh) 腔式结构的gnss天线
US20120186073A1 (en) Multi-frequency antenna and manufacturing method
CN111478055A (zh) 单频圆极化定位天线和可穿戴设备
Lim et al. New method for back lobe suppression of microstrip patch antenna for GPS
CN111293401B (zh) 导航天线及卫星通信接收机
CN111490343A (zh) 单极子圆极化定位天线和可穿戴设备
CN207664223U (zh) 一种双线极化天线
CN211743422U (zh) 单频圆极化定位天线和可穿戴设备
CN213242797U (zh) 一种小型化组合天线
CN218215669U (zh) 低成本高增益全频段四臂螺旋天线
CN112701493A (zh) 赋形波束定向天线
CN107959113A (zh) 一种双线极化天线
CN216597969U (zh) 一种偏波束掩星gnss天线
CN112290205A (zh) 小型化组合天线
CN114824765A (zh) 一种双频gnss天线
CN106602258A (zh) 天线和无线通信装置
CN216597968U (zh) 一种小型化双频低轨掩星gnss天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220729