一种便携式层叠双频天线的制作方法

本实用新型涉及卫星移动通讯天线，特别涉及一种便携式层叠双频天线。

背景技术：

天线作为实现无线电应用的关键设备，随着通信、广播、雷达及定位灯无线电应用系统的发展而发展，如今已经成无线技术不可或缺的一部分，随着时代的进步，无线技术的运用越来越广泛，使得天线的需求量空前的大。

1976年，世界上第一个卫星移动通信系统Marist（海事卫星移动通信系统）开始商业运营，提供电话和电报服务。1979年，成立了INMARSAT（国际海事卫星组织），并从1982年开始先后租用7颗卫星组成第一代的INMARSAT卫星通信系统，为船只提供全球卫星移动通信服务。卫星传递信号，保持与地面通信系统和专用系统用户或其他移动用户的通信。与其他通信方式相比，卫星移动通信具有覆盖区域大、通信距离远、通信机动灵活、线路稳定可靠等优点。卫星移动通信系统的应用范围相当广泛，既可提供话音、电报、数既适用于民用通信，也适用于军事通信；既适用于国内通信，也可用于国际通信。卫星移动通信已经成为通信业务的一个重要发展方向。

随着不断更新的通信标准，对卫星天线的要求越来越高，而对于天线的高增益和圆极化特性是天线发展的趋势，则需要性能更优化的天线结构设计方案。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种具有高增益、圆极化特性、收发一体的便携式层叠双频天线。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种便携式层叠双频天线，包括间隔层叠设置的双层辐射片，所述双层辐射片包括上层辐射片和下层辐射片，还包括两两正交设置的四个馈电单元，四个馈电单元上端连接上层辐射片进行馈电。

该天线采用双层四馈的方式构建，通过双层辐射片空气耦合的方式形成谐振频段，使得上层辐射片和下层辐射片分别谐振于高低两个卫星移动通讯的工作频段，实现收发一体的功能，四个馈电单元连接上层辐射片进行馈电，四馈电点馈电，按照产生圆极化空间正交、幅度相等、相位相差90度的三个要素设计天线，使得天线有相对较宽的阻抗和轴比带宽，收加工误差的影响小，便于加工和调试，结构简单，具有高增益、圆极化特性。

优选的，所述上层辐射片和下层辐射片边缘向外延伸设有调谐金属片。通过调整调谐金属片的大小，可调整天线谐振频率，当调谐金属片尺寸变小时，天线的谐振频率升高，当调谐金属片尺寸变大时，天线的谐振频率降低，调谐方式简单、准确。

优选的，所述四个馈电单元为背馈式馈电结构。背馈式馈电通过调整同轴探针位置实现阻抗匹配达到谐振。通过传输线法可以估算出馈电点的位置，这种结构具有高相位中心稳定度。

优选的，所述四个馈电单元分别包括同轴探针，同轴探针上端连接上层辐射片，下端连接同轴线，同轴线穿过下层辐射片连接馈源。

优选的，所述下层辐射片对应四个馈电单元的位置上设有通孔。

优选的，所述馈源设于馈电网络板上。

优选的，所述馈电网络板上设有馈电网络，馈电网络包括电桥，利用功分相移馈电网络，为四个馈点单元提供圆极化所要求的幅度和相位激励。

优选的，所述双层辐射片设置于介质体上部，所述馈电网络板设置于介质体底部。

优选的，所述双层辐射片为方形结构。辐射片尺寸通过计算并计入边缘效应，得到实际的物理尺寸。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型提供一种便携式层叠双频天线，采用双层四馈、空气耦合的形式，得到圆极化所要求的幅度和相位激励。采用此设计方法使得层叠便携式双频天线具有双频段能实现收发一体、较高相位中心稳定度、高增益、圆极化特性，结构简单，能广泛用于移动终端设备。

附图说明

图1是本实用新型实施例的外部结构示意图。

图2是本实用新型实施例的第一层内部结构示意图。

图3是本实用新型实施例的第二层内部结构示意图。

图4是本实用新型实施例的第三层内部结构示意图。

图5是本实用新型实施例的回波损耗图。

图6是本实用新型实施例的上行频段的二维方向图。

图7是本实用新型实施例的下行频段的二维方向图。

其中，1为上层辐射片，2为下层辐射片，31为同轴探针，32为同轴线，4为调谐金属片，5为馈电网络板，6为介质体，7为天线外壳。

具体实施方式

下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。

如图1所示为便携式层叠双频天线外部结构，本实施例将天线部件设置于天线外壳7中，如图2～4所示，其内设有馈电网络板5馈电网络板上设置介质体6，介质体上设有双层辐射片，双层辐射片包括设于介质体表面的上层辐射片1以及设置于上层辐射片的下方并与上层辐射片相隔一定距离的下层辐射片2。介质体内还设有四个两两正交的馈电单元，馈电单元包括同轴探针31，同轴探针上端连接上层辐射片1，下端连接同轴线32，同轴线穿过下层辐射片2连接馈电网络板。其中，上层辐射片和下层辐射片均为四边方形形结构，其四边上向外延伸设置调谐金属片，下层辐射片对应馈电单元的位置上设有通孔，从而下层辐射片不与馈电单元接触，馈电网络板上设有馈电网络，馈电网络包括电桥，馈电网络板上的馈源通过同轴线传输值探针从上层辐射片的底部实现背馈式馈电。

本实施例所公开的便携式层叠双频天线上层辐射片和下层辐射片的边长以及馈电点的位置与其工作频段有一定的关系，上层辐射片产生移动卫星通信的Rx的频段，上层辐射片和下层辐射片的耦合得到移动卫星通信的Tx频段，通过调整双层辐射片的边长以及馈电点的位置得到所要设计的频段，并达到相应的移动卫星通信对天线性能的要求。利用Ansoft HFSS 软件对天线进行仿真分析，建立模型，通过计算微调谐振频率和谐振输入阻抗，得到天线的实际尺寸。通过调整四个馈电单元的位置来改变天线的输入阻抗并减弱天线的交叉极化辐射。在馈电网络中，通过电桥的搭配，可以实现天线的极化方式，使得天线能够得到所要求的极化方式，从而达到移动卫星通信的要求。在双层四馈、空气耦合形式的天线中，上层辐射片和下层辐射片分别谐振在高低两个工作频率，上层辐射片与两两正交的同轴探针相连，同轴探针的下端不与下层辐射片接触，下层辐射片对应同轴线的位置设有通孔，供同轴线穿过，下层辐射片通过与上层辐射片电磁耦合的方式进行馈电。这种结构具有高相位中心稳定度，而且结构简单，便于加工制造和调试。

如图5～7所示，天线工作在上行1.98-2.01GHz和下行2.17-2.2GHz频段，具有双频段收发一体的特性，该便携式层叠双频天线具有双频段、较高相位中心稳定度和高增益的特性，能广泛用于移动终端设备。

以上为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。