具有低相互耦合的紧凑型组合的蜂窝/GNSS天线的制作方法

本发明一般涉及天线，并且更具体地涉及具有低相互耦合的紧凑型组合的蜂窝/全球导航卫星系统(gnss)天线。

背景技术：

1、现代的高精度定位接收器将提供接收gnss(全球导航卫星系统)信号和经由蜂窝网络传输校正两者。因此，接收器通常不仅配备有gnss天线，而且还配备有蜂窝天线，例如4g/lte(第四代长期演进)标准的蜂窝天线。由于天线通常被设计成使整体壳体尺寸减小，因此蜂窝天线和gnss天线可能被定位成彼此距离太近，导致蜂窝天线与gnss天线之间的相互耦合增加以及gnss信号接收期间的干扰增加。

2、最近，已经提出了一种天线，所述天线使蜂窝天线设置成相对靠近gnss天线但横向(sideways)定向。研究表明，gnss天线与蜂窝天线之间的隔离度为约-10db(分贝)。由于本设计中的蜂窝天线的高度明显超过gnss天线的高度，因此蜂窝天线可能将对gnss天线的辐射方向图产生负面影响。特别地，蜂窝天线可能引起gnss天线的方位辐射方向图的部分劣化、相位中心向gnss天线的对称轴线的相当大的偏移、以及对于gnss天线高电平的辐射方向图后瓣。

3、美国专利号10,483,633公开了一种多功能gnss天线，该多功能gnss天线包括以叠置方式布置的第一介电板和第二介电板。这些板包括金属化层，并且gnss天线和4g天线两者的辐射元件均使用该金属化层形成。蜂窝天线的辐射元件设置在第一介电板的边缘和横向表面。在本设计中，蜂窝天线定位在gnss天线下方，并且减少了蜂窝天线对gnss天线辐射方向图的影响。然而，由于影响了gnss天线的金属化层，因此蜂窝天线的辐射方向图可能将是失真的。由于蜂窝天线的设计相对于gnss天线的设计不具有对称性，因此gnss天线对蜂窝天线的负面影响可能相对较强。为了减少gnss天线与蜂窝天线之间的相互耦合，提出了额外的滤波器，但这增加了天线成本。

4、接收器壳体的横向尺寸的减小将导致gnss天线接地平面减小。相应地，gnss天线中的辐射方向图的后瓣的电平增加，从而由于多路接收而导致更大的定位误差。对于gnss频带低频部分尤其如此，因为接地平面尺寸与波长的比率最小。

5、美国专利号10,381,734公开了一种贴片天线，在贴片天线中，由于一组连接辐射贴片和接地平面的线材而使辐射方向图的后瓣减小。然而，所述线材位于贴片天线的外围区域中，从而防止将蜂窝天线的元件放置在该外围区域中。此外，gnss天线的线材和蜂窝天线的元件的紧密布置使得蜂窝天线的调整变得困难，尤其是在低频范围内。

技术实现思路

1、本发明提出了一种紧凑型的蜂窝/gnss(全球导航卫星系统)天线，该紧凑型的蜂窝/gnss(全球导航卫星系统)天线包括具有低相互耦合的蜂窝天线和gnss天线。蜂窝天线具有对称的方位辐射方向图，而gnss天线的辐射方向图和相位中心中没有失真。此外，当布置在紧凑型接收器的壳体中时，gnss天线具有较低电平的后瓣。

2、根据一个实施方式，提供了一种组合的蜂窝/gnss(全球导航卫星系统)天线。组合的蜂窝/gnss天线包括外部区域和内部区域，所述外部区域和内部区域由圆的圆周限定的边界来界定。组合的蜂窝gnss天线还包括蜂窝天线和gnss天线。蜂窝天线包括一组蜂窝辐射器，该一组蜂窝辐射器设置在外部区域中并且该一组蜂窝辐射器连接至用于激励该一组蜂窝辐射器的蜂窝馈电网络。gnss天线包括设置辐射元件，该辐射元件设置在内部区域中，并且其中心基本上位于圆的中心处。

3、在一个实施方式中，蜂窝天线还包括输出端口。蜂窝馈电网络的输出端口是蜂窝天线的输出端口。蜂窝馈电网络和gnss天线的接地平面可以设置在pcb(印刷电路板)上。

4、在一个实施方式中，蜂窝天线的一组蜂窝辐射器提供了用于gnss天线的后瓣的低电平。该一组蜂窝辐射器中的每个蜂窝辐射器均包括至少一个竖向导体和至少一个水平导体，该至少一个竖向导体基本上平行于圆的中心轴线，该至少一个水平导体基本上垂直于圆的中心轴线。蜂窝天线的一组蜂窝辐射器的至少一个水平导体和gnss天线的辐射元件设置在pcb上。该一组蜂窝辐射器的至少一个水平导体中的每个水平导体均包括第一端部和第二端部，第一端部连接至该一组蜂窝辐射器的至少一个竖向导体中的相对应的一个竖向导体，并且第二端部被绝缘。组合的蜂窝/gnss天线的第一侧包括该一组蜂窝辐射器中的至少一个水平导体，并且组合的蜂窝/gnss天线的第二侧包括gnss天线的接地平面。该一组蜂窝辐射器的至少一个水平导体中的每个水平导体的第一端部和第二端部被布置成使得从第一端部朝向第二端部围绕中心轴线的旋转相对于组合的蜂窝/gnss天线的第一侧以逆时针方向发生。

5、在一个实施方式中，该一组蜂窝辐射器包括四个相同的蜂窝辐射器，所述四个相同的蜂窝辐射器围绕所述圆周以相对于圆的中心轴线的90度旋转对称而等距设置。

6、在一个实施方式中，蜂窝馈电网络包括第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线、以及威尔金森分配器，每个微带线具有基本上相同的长度。第一微带线的第一端部连接至第一蜂窝辐射器，第二微带线的第一端部连接至第二蜂窝辐射器，第三微带线的第一端部连接至第三蜂窝辐射器，以及第四微带线的第一端部连接至第四蜂窝辐射器。第一微带线的第二端部与第三微带线的第二端部在第一接合点处彼此连接，并且第二微带线的第二端部与第四微带线的第二端部在第二接合点处彼此连接。威尔金森分配器的第一输入端连接至第一接合点，以及威尔金森分配器的第二输入端连接至第二接合点。威尔金森分配器的输出端是蜂窝馈电网络的输出端口。

7、通过参照下面的详细说明和附图，本发明的这些和其他优点对于本领域普通技术人员来说将是明显的。

技术特征：

1.一种组合的蜂窝/全球导航卫星系统(gnss)天线，所述组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线包括：

2.根据权利要求1所述的组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线，其中，所述蜂窝天线还包括输出端口，并且其中，所述蜂窝馈电网络的输出端口是所述蜂窝天线的输出端口。

3.根据权利要求1所述的组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线，其中，所述蜂窝馈电网络和所述全球导航卫星系统天线的接地平面设置在印刷电路板(pcb)上。

4.根据权利要求1所述的组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线，其中，所述蜂窝天线的一组蜂窝辐射器提供了用于所述全球导航卫星系统天线的后瓣的低电平。

5.根据权利要求1所述的组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线，其中，所述一组蜂窝辐射器中的每个蜂窝辐射器均包括至少一个竖向导体和至少一个水平导体，所述至少一个竖向导体基本上平行于所述圆的中心轴线，所述至少一个水平导体基本上垂直于所述圆的中心轴线。

6.根据权利要求5所述的组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线，其中，所述蜂窝天线的所述一组蜂窝辐射器的所述至少一个水平导体和所述全球导航卫星系统天线的所述辐射元件设置在印刷电路板(pcb)上。

7.根据权利要求5所述的组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线，其中，所述一组蜂窝辐射器的所述至少一个水平导体中的每个水平导体均包括第一端部和第二端部，所述第一端部连接至所述一组蜂窝辐射器的所述至少一个竖向导体中的相对应的一个竖向导体，并且所述第二端部被绝缘。

8.根据权利要求7所述的组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线，其中，所述组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线的第一侧包括所述一组蜂窝辐射器的所述至少一个水平导体，并且所述组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线的第二侧包括所述全球导航卫星系统天线的接地平面，并且其中，所述一组蜂窝辐射器的所述至少一个水平导体中的每个水平导体的所述第一端部和所述第二端部被布置成使得从所述第一端部朝向所述第二端部围绕中心轴线的旋转相对于所述组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线的所述第一侧以逆时针方向发生。

9.根据权利要求1所述的组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线，其中，所述一组蜂窝辐射器包括四个相同的蜂窝辐射器，所述四个相同的蜂窝辐射器围绕所述圆周以相对于所述圆的中心轴线的90度旋转对称而等距设置。

10.根据权利要求1所述的组合的蜂窝/全球导航卫星系统天线，其中，所述蜂窝馈电网络包括：

技术总结
提供了一种组合的蜂窝/GNSS(全球导航卫星系统)天线。组合的蜂窝/GNSS天线包括外部区域和内部区域，该外部区域和内部区域由圆的圆周来界定。组合的蜂窝GNSS天线还包括蜂窝天线和GNSS天线。蜂窝天线包括一组蜂窝辐射器，该一组蜂窝辐射器设置在所述外部区域中并且连接至用于激励该一组蜂窝辐射器的蜂窝馈电网络。GNSS天线包括辐射元件，该辐射元件设置在所述内部区域中，并且GNSS天线的中心基本上位于圆的中心处。

技术研发人员：安德烈·维塔利耶维奇·阿斯塔霍夫,帕维尔·彼得罗维奇·沙马托尔斯基,安东·帕夫洛维奇·斯捷潘年科,谢尔盖·尼古拉耶维奇·叶米利亚诺夫
受保护的技术使用者：拓普康定位系统公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15