专利名称：一种基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到卫星导航和定位天线，具体是一种基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线。
背景技术：
卫星导航产业是国家战略性高新技术产业，其应用前景非常广阔，是继蜂窝移动通信和互联网之后，全球发展最快的信息产业，已成为全球IT经济的新的增长点。我国的卫星导航产业正进入产业化快速发展的关键时刻，预计在五年到十年内将形成GPS、GLONASS, GALILEO和北斗卫星导航系统融合的全球卫星导航系统的集合。随着各导航系统的发展，多系统并存、多模融合步伐进一步加快，单一 GPS系统的时代正在变为多系统并存、兼容的全球卫星导航系统时代。因此，开发同时兼容上述卫星导航系统的应用技术，实现多模兼容，是卫星导航产业发展的必然趋势。应用于卫星导航系统终端的天线形式主要有对称振子天线、四臂螺旋天线和介质谐振器天线，但是，这些天线形式存在体积过大、结构复杂、应用不成熟等缺点。微带贴片天线因具有体积小、可共形、设计灵活、易于制造、成本低、便于获得圆极化等优点，成为目前导航系统应用最广泛的圆极化天线之一。通常有单馈电和双馈电两种馈电形式，单馈电结构较为简单，能相对缩小天线的总体积。但圆极化带宽较窄，在发生频率偏移时，其轴比性能急剧下降。而双馈电结构较为复杂，特别小型化天线设计方面，其馈电网络与天线间的耦合明显增强，设计与加工调试较为困难，很难达到规定的天线性能指标要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于，克服现有技术中的上述问题，提供一种基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，实现良好的阻抗带宽、轴比带宽和高增益等性能，此外还具有小型化、结构紧凑，便于加工和应用等特点，可同时工作于中国北斗二代系统的BI频段(1561.098MHz)，美国的GPS系统的LI频段(1575.42MHz)和俄罗斯的GL0NASS的LI频段(1607MHz)等多个卫星导航系统。本实用新型所采用的技术方案为:一种基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:包括有自上至下依次固定叠置的上层辐射贴片(I)、上层陶瓷基板(2)、下层馈电网络(4)和金属馈电探针(5)、SMA同轴接头(6)，所述上层辐射贴片(I)为中间挖空的正方形环形天线；所述下层馈电网络(4)由下层介质基板(3)、附属在下层介质基板(3)的上下表面的金属接地层和在下层介质基板(3)中间的金属馈电带状线组成；所述金属馈电探针(5)穿过下层介质基板(3)的上表面的金属接地层直接对上层辐射贴片馈电；所述SMA同轴接头(6)固定于下层介质基板
(3)的下表面的金属接地层的背面，与金属馈电带状线输入端相连。所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述上层陶瓷基板
(2)采用高介电常数的陶瓷粉料，下层介质基板(3)采用较高介电常数的复合介质微带板，上层陶瓷基板(2)的介电常数高于下层介质基板(3)的介电常数。所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述上层辐射贴片
(I)为覆铜薄片。所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述金属馈电带状线为环形耦合结构，由50Q分支带状线、低阻带状线、高阻带状线和贴片电阻(7)组成，提闻幅度相等、相位相差90°的两路电流彳目号。所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述金属馈电探针
(5)将上层福射贴片(I)与馈电带状线连接在一起。所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述介质基板(3)的上表面的金属接地层上开有圆形缝隙，金属探针(5)穿过的介质基板(3)的上表面的金属接地层的圆形缝隙大小可以起到调节阻抗匹配的作用。本实用新型的优点是:本实用新型采用陶瓷介质基板和环形辐射贴片，有效的减小了天线的体积，拓展了天线的波束宽度，并具有良好的天线增益。
图1为本实用新型的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线的结构示意图。图2为本实用新型的天线结构层的示意图。图3为本实用新型的馈电网络结构层的示意图。
具体实施方式
实施例:
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明，但本实用新型的保护范围不限于下述实施方式。一种基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，包括上层辐射贴片1、上层陶瓷基板
2、下层微带基板3、下层馈电网络4、金属馈电探针5和SMA同轴接头6，上层辐射贴片I为中间挖空的正方形环形天线；下层馈电网络4由介质基板3、附属在介质基板3的上下表面的金属接地层和在介质基板3中间的金属馈电带状线组成，金属馈电带状线采用环形耦合结构形式，由50 Q分支带状线、低阻带状线、高阻带状线和贴片电阻7组成，实现功分移相功能，SMA同轴接头6固定于介质基板3的下表面的金属接地层的背面，与金属馈电带状线输入端相连。上层方环形辐射贴片I采用中间挖空的正方形结构形式，其内边长为Lin，外边长为Uut，方环辐射贴片的平均边长(LiZLrat)/2和上层介质基板2的介电常数一起决定天线
的谐振频率，其具体计算公式为(U+UJ /2 =c/)。式中f。为天线的谐振频
率，对同时工作于中国北斗二代BI频段、美国GPS系统的LI频段和俄罗斯的GL0NASS的LI频段的多个导航系统，其工作频率可取f；=1575MHZ。金属馈电探针5穿过介质基板3的上表面的金属接地层，直接对上层辐射贴片I馈电，介质基板3的上表面的金属接地层的圆形缝隙大小可以起到调节阻抗匹配的作用。下层馈电网络4由介质基板3、附属在介质基板3的上下表面的金属接地层和在介质基板3中间的金属馈电带状线组成。金属馈电带状线采用环形耦合结构形式，由50 Q分支带状线、低阻带状线、高阻带状线和贴片电阻7组成。低阻带状线的线宽约为高阻带状线的线宽的2倍，间隔90°顺序连成环形结构，在其连接点处连接50 Q分支带状线作为输入端口和两输出端口，在其隔离端口分支线终端焊接贴片电阻7，从而保证了工作频段内的等幅、90°移相功能，拓展了天线的轴比带宽，提高了天线的圆极化性能。
权利要求1.一种基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:包括有自上至下依次固定叠置的上层辐射贴片(I)、上层陶瓷基板(2)、下层馈电网络(4)和金属馈电探针(5)、SMA同轴接头(6)，所述上层辐射贴片(I)为中间挖空的正方形环形天线；所述下层馈电网络(4)由下层介质基板(3)、附属在下层介质基板(3)的上下表面的金属接地层和在下层介质基板(3)中间的金属馈电带状线组成；所述金属馈电探针(5)穿过下层介质基板(3)的上表面的金属接地层直接对上层辐射贴片馈电；所述SMA同轴接头(6)固定于下层介质基板(3)的下表面的金属接地层的背面，与金属馈电带状线输入端相连。
2.根据权利要求1所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述上层陶瓷基板(2)采用高介电常数的陶瓷粉料，下层介质基板(3)采用较高介电常数的复合介质微带板，上层陶瓷基板(2)的介电常数高于下层介质基板(3)的介电常数。
3.根据权利要求1所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述上层辐射贴片(I)为覆铜薄片。
4.根据权利要求1所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述金属馈电带状线为环形耦合结构，由50 Q分支带状线、低阻带状线、高阻带状线和贴片电阻(7)组成。
5.根据权利要求1所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述金属馈电探针(5)将上层福射贴片(I)与馈电带状线连接在一起。
6.根据权利要求1所述的基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，其特征在于:所述介质基板(3)的上表面的金属接地层上开有圆形缝隙。
专利摘要本实用新型公开了一种基于带状线正交馈电的圆极化陶瓷天线，包括有自上至下依次固定叠置的上层辐射贴片、上层陶瓷基板、下层馈电网络和金属馈电探针、SMA同轴接头，上层辐射贴片为中间挖空的正方形环形天线；下层馈电网络由下层介质基板、附属在下层介质基板的上下表面的金属接地层和在下层介质基板中间的金属馈电带状线组成；金属馈电探针穿过下层介质基板的上表面的金属接地层直接对上层辐射贴片馈电；SMA同轴接头固定于下层介质基板的下表面的金属接地层的背面，与金属馈电带状线输入端相连。本实用新型采用陶瓷介质基板和环形辐射贴片，有效的减小了天线的体积，拓展了天线的波束宽度，并具有良好的天线增益。
文档编号H01Q1/38GK202977719SQ20122061769
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者李运志, 孟宪伟, 李军, 李应彬, 郑银福, 侯艳茹 申请人:安徽四创电子股份有限公司