CN218215687U - 一种单层双频微带天线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单层双频微带天线装置，包括介质基片、辐射片、寄生单元、馈电网络和地板，所述辐射片包括同时设置于所述介质基片上的第一辐射贴片和第二辐射贴片，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片中心相同，所述第二辐射贴片中心位置开设有与所述第一辐射贴片形状相同的开口，所述第一辐射贴片设置于所述开口内，所述第一辐射贴片的边缘处设置有多个寄生单元，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片分别设置有馈针，所述馈针与所述馈电网络电气连接，所述第二辐射贴片靠近边缘的位置均匀分布有多个槽体。本实用新型增加多个寄生天线单元，同时在辐射片上开槽或增肌锯齿，以降低产品尺寸和提高微带辐射性能。

Description

一种单层双频微带天线装置

技术领域

本实用新型属于无线通信领域的收(发)天线设计领域，特别是涉及一种单层双频微带天线装置。

背景技术

当前卫星导航定位设备在诸如定位、测量、授时、高精度农业和智能交通等领域应用日益广泛。导航设备为了获得分米级以上高精度定位要求，一般要采用RTK（实时动态差分法）技术，此时设备的天线一般要具备双频特性，并且应具备较宽工作带宽（增益带宽、波束带宽和轴比带宽），和更加紧凑尺寸、同时加工制造要简单等。由于微带贴片天线具有形状小、成本低、易共形、易加工和容易实现圆极化等优点，而被广泛应用。

传统的微带天线具有以下缺点：

1、传统的微带天线一般实现双频采用层叠式，即一般一层实现一个工作频带，两层叠加以实现双频。虽然这种结构简单，但是这种往往需要采用微波介质材料才能实现，微波介质材料成本高，重量重。

2、普通微带天线工作带宽窄，不能很好覆盖多个卫星导航***。如果增大带宽，往往需要采用低介电常数的介质作为天线基板材料，此时采用高频微波材料成本比较高。如果采用空气做主要介质材料，则成本可以大幅降低。普通微带天线采用介质材料作为主要介质基板，并且为了宽带接收介质基板需要增厚，尤其对于低频的L2频段来讲一般要达到8mm~15mm。这样天线表面的表面波增加，会影响天线性能。另外天线介质增厚，产品重量增加，成本更会急剧增加（成本高）。并且如果单层介质增加到5mm以上，一般厂商加工不了，造成加工难度大，加工成本高，随之也会造成产品不良率增加。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型旨在提供一种单层双频微带天线装置，具有较宽的工作带宽（增益带宽、波束带宽、轴比带宽），最为突出的是重量轻、成本低，并且稳定好，满足了卫星导航***的双频频信号接收（或发射）应用需求，尤其适合于高精度GNSS测量与定位***终端设备。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种单层双频微带天线装置，包括介质基片、辐射片、寄生单元、馈电网络和地板，

所述辐射片包括同时设置于所述介质基片上的第一辐射贴片和第二辐射贴片，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片中心相同，所述第二辐射贴片中心位置开设有与所述第一辐射贴片形状相同的开口，所述第一辐射贴片设置于所述开口内，

所述第一辐射贴片的边缘处设置有多个寄生单元，

所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片分别设置有馈针，所述馈针与所述馈电网络电气连接，

所述第二辐射贴片靠近边缘的位置均匀分布有多个槽体。

优选的是，所述第一辐射贴片的外边缘为齿状。

优选的是，所述介质基片外表面进行覆铜。

优选的是，所述介质基片采用高频材料或常规FR4线路板。

优选的是，所述槽体设置为4个，且均匀分布于所述第二辐射贴片边缘位置，所述槽体为T型，所述槽体的横边朝向所述开口。

优选的是，所述第二辐射贴片的外缘不超过介质基片。

优选的是，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片均设置有4个馈针，且呈正交状态。

优选的是，所述介质基片采用基片介电常数2.65~9.0，厚度在0.5mm-2mm。

优选的是，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片为金属片。

优选的是，所述寄生单元包括多个寄生辐射片和多个接地柱，多个所述寄生辐射片均匀分布于设置于所述第二辐射贴片边缘位置，其中一部分所述接地柱对应设置于所述寄生辐射片位置，剩余所述接地柱设置于所述开口边缘位置。

与现有技术相比，通过本实用新型的实施，达到了以下明显的技术效果：

本实用新型增加多个寄生天线单元，同时在辐射片上开槽或增肌锯齿，以降低产品尺寸和提高微带辐射性能；

本实用新型易于成形，由于不涉及普通微带天线的金属化过孔等工艺，容易制作较厚的天线,从而充分发挥产品性能。

本实用新型成本低，采用一层介质基片实现高频段信号接收；主要介质材料为空气，并增加多个寄生天线单元，同时在辐射片上开槽或增肌锯齿，以降低产品尺寸和提高微带辐射性能。

以下将结合附图对本实用新型的构思及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型一实施例一种单层双频微带天线装置的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型提供了一种单层双频微带天线装置，包括介质基片1、辐射片、寄生单元、馈电网络和地板2，

所述辐射片包括同时设置于所述介质基片1上的第一辐射贴片3和第二辐射贴片4，所述第一辐射贴片3和所述第二辐射贴片4中心相同，所述第二辐射贴片4中心位置开设有与所述第一辐射贴片3形状相同的开口，所述第一辐射贴片3设置于所述开口内，

所述第一辐射贴片3的边缘处设置有多个寄生单元，

所述第一辐射贴片3和所述第二辐射贴片4分别设置有馈针5，所述馈针5与所述馈电网络电气连接，

所述第二辐射贴片4靠近边缘的位置均匀分布有多个槽体6。

其中第一辐射贴片3产生谐振产生高频，第二辐射贴片4谐振产生低频，从而形成高低上双频段。

优选的是，所述第一辐射贴片3的外边缘为齿状。

具体地是，所述第一辐射贴片3的外边缘设有8个齿状凸块31，所述开口对应所述第一辐射贴片3的内边缘设有8个凹槽，8个齿状凸块嵌入所述8个凹槽内，所述第二辐射贴片4的8个凹槽之间为定位区41。

优选的是，所述介质基片1外表面进行覆铜。

再优选的是，所述介质基片1采用基片介电常数2.65~9.0，厚度在0.5mm-2mm。

再优选的是，所述介质基片1采用高频材料或常规FR4线路板。

优选的是，所述槽体6设置为4个，且均匀分布于所述第二辐射贴片4边缘位置，所述槽体6为T型，所述槽体6的横边朝向所述开口。

优选的是，所述第二辐射贴片4的外缘不超过介质基片1。

优选的是，所述第一辐射贴片3和所述第二辐射贴片4均设置有4个馈针5，且呈正交状态。

具体地是，所述第一辐射贴片3设置有4个馈针5，呈正交状态设置于靠近中心位置，所述第二辐射贴片4设置有4个馈针5与所述第一辐射贴片3的4个馈针5对应呈正交状态设置于定位区处；4个槽体6对应4个馈针5设置。

馈电网络采用微带线结构，设计馈电网络线路板上。

一般来说，天线的馈点数目越多，其对称性越好，则相位中心的稳定度越高。本文的天线每层采用了均匀对称的4馈点同轴馈电结构，从设计上保证了天线的相位中心的稳定性。馈电结构采用上图形式：为了实现天线接收右旋圆极化波，用两个1/4波长的微带延迟线，和两个微带合路器以及1个微带180耦合器组成微带馈电网络，其中两个支路***1/4波长微带延时线使两个合路器输出2个等幅且相位各相差180度的电场信号，经过180度耦合器合路移相后终端得到一路同相信号。

优选的是，所述第一辐射贴片3和所述第二辐射贴片4为金属片。

具体的是，所述第一辐射贴片3和所述第二辐射贴片4为薄铜片（或电镀金属），它可以设计成方形、圆形或对称的多边形，它的尺寸大小影响对频率有影响。尺寸越大，频率向低处偏移。

优选的是，所述寄生单元包括多个寄生辐射片7和多个接地柱8，多个所述寄生辐射片均匀分布于设置于所述第二辐射贴片4边缘位置，其中一部分所述接地柱对应设置于所述寄生辐射片位置，剩余所述接地柱设置于所述开口边缘位置。

具体地是，所述寄生单元包括8寄生辐射片。

具体地是，一部分接地柱设置于定位区，一部分接地柱设置于寄生辐射片处。

具体地是，接地柱的高度一般在8mm-20mm。

本实用新型采用1个介质基片、在一个介质基片附着两个辐射片，易于加工，成本低；寄生天线单元缩小了产品尺寸，改善了天线轴比，提高了天线的辐射效率。满足了四大在运行卫星导航***的高低频信号接收（或发射）应用需求，尤其适合于GNSS精确测量与定位***终端设备。

本实用新型的天线的第一辐射贴片和第二辐射贴片，在同一个介质基片上，其中第一辐射贴片产生谐振产生高频，第二辐射贴片谐振产生低频，实现了高、低两种谐振频率。

本实用新型的第一辐射贴片边缘设有的齿状和第二辐射贴片边缘设有的T形槽体，方便单独调谐。

本实用新型的介质基片可采用较薄的高频材料或常规的FR4线路板，易于制作，成本低。

本实用新型的寄生天线单元缩小了产品尺寸，改善了天线轴比，提高了天线的辐射效率。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种单层双频微带天线装置，其特征在于，包括介质基片、辐射片、寄生单元、馈电网络和地板，

所述辐射片包括同时设置于所述介质基片上的第一辐射贴片和第二辐射贴片，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片中心相同，所述第二辐射贴片中心位置开设有与所述第一辐射贴片形状相同的开口，所述第一辐射贴片设置于所述开口内，

所述第一辐射贴片的边缘处设置有多个寄生单元，

所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片分别设置有馈针，所述馈针与所述馈电网络电气连接，

所述第二辐射贴片靠近边缘的位置均匀分布有多个槽体。

2.根据权利要求1所述的一种单层双频微带天线装置，其特征在于，所述第一辐射贴片的外边缘为齿状。

3.根据权利要求1所述的一种单层双频微带天线装置，其特征在于，所述介质基片外表面进行覆铜。

4.根据权利要求2所述的一种单层双频微带天线装置，其特征在于，所述介质基片采用高频材料或常规FR4线路板。

5.根据权利要求1所述的一种单层双频微带天线装置，其特征在于，所述槽体设置为4个，且均匀分布于所述第二辐射贴片边缘位置，所述槽体为T型，所述槽体的横边朝向所述开口。

6.根据权利要求1所述的一种单层双频微带天线装置，其特征在于，所述第二辐射贴片的外缘不超过介质基片。

7.根据权利要求2所述的一种单层双频微带天线装置，其特征在于，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片均设置有4个馈针，且呈正交状态。

8.根据权利要求1所述的一种单层双频微带天线装置，其特征在于，所述介质基片采用基片介电常数2.65~9.0，厚度在0.5mm-2mm。

9.根据权利要求1所述的一种单层双频微带天线装置，其特征在于，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片为金属片。

10.根据权利要求1所述的一种单层双频微带天线装置，其特征在于，所述寄生单元包括多个寄生辐射片和多个接地柱，多个所述寄生辐射片均匀分布于设置于所述第二辐射贴片边缘位置，其中一部分所述接地柱对应设置于所述寄生辐射片位置，剩余所述接地柱设置于所述开口边缘位置。

Images