一种适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线的制作方法

本发明涉及天线，具体涉及一种适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线。

背景技术：

1、在轨道交通领域，针对大型枢纽区、站场股道等场所容易发生分支接触网故障，需要对分支接触网发生的故障进行定位，以及时进行故障处理保障安全运输。那么需要分布在不同分支接触网的电流检测装置采集同一时刻的故障电流，由于各电流检测装置的时间不一定同步，还需要将各电流检测装置的时间与gps时间同步，从而使得各电流检测装置的时间同步，再将携带有时间标识的电流信号发送至数据合并单元。为此需要单幅天线实现gps卫星时间同步及zigbee无线通信两个频段信号的收发。

2、因此，如何设计一种适用于gps卫星时间同步和zigbee无线通信的天线是目前业界亟待解决的重要课题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，以解决需要单幅天线实现gps卫星时间同步及zigbee无线通信两个频段信号的收发的问题。

2、根据第一方面，本发明实施例提供了一种适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，所述天线包括：

3、部分反射表面、馈源天线以及反射地板，所述馈源天线嵌设于所述反射地板的正中心，所述部分反射表面设置在所述反射地板嵌设有所述馈源天线的一面，且，所述部分反射表面与所述反射地板之间形成谐振腔；

4、所述部分反射表面包括第一介质基板以及呈周期性分布在所述第一介质上的若干部分反射表面单元；

5、所述馈源天线包括叠层设置的第一频段单元和第二频段单元，所述第一频段单元对应的第一频段高于所述第二频段单元对应的第二频段；

6、所述反射地板包括第四介质基板以及呈周期性分布在所述第四介质基板上的若干人工导磁体结构单元；

7、所述第四介质基板上开设一开口，所述馈源天线嵌设于所述开口处，且，所述第一频段单元位于所述第二频段单元与所述第一介质基板之间。

8、结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述第一介质基板具有相对设置的第一表面和第二表面，每个所述部分反射表面单元均包括第一反射金属贴片和第二反射金属贴片，所述第一反射金属贴片呈周期性贴附在所述第一表面上，所述第二反射金属贴片呈周期性地贴附在所述第二表面上，且，同一所述部分反射表面单元中的所述第一反射金属贴片与所述第二反射金属贴片同轴设置。

9、结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述第一频段单元包括第二介质基板和第一频段天线，所述第二介质基板具有相对设置的第三表面和第四表面，所述第一频段天线贴附在所述第三表面上，所述第二频段单元包括第三介质基板和第二频段天线，所述第三介质基板具有相对设置的第五表面和第六表面，所述第二频段天线贴附在所述第五表面上并与所述第四表面贴合；

10、第一频段天线上设有一对间隔180°的第一切角，第二频段天线上设有一对间隔180°的第二切角，且，两个第一切角分别形成的两个第一切片相互平行设置，两个第二切角分别形成的两个第二切片相互平行设置，第一切边与第二切边相互平行设置；

11、所述第一频段天线正对所述部分反射表面设置，所述第一频段天线对应的第一频段高于所述第二频段天线对应的第二频段。

12、结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述反射地板由第四介质基板以及呈周期性分布的若干人工导磁体结构单元构成，每个所述人工导磁体结构单元均包括金属电容贴片和金属地板，所述第四介质基板具有相对设置的第七表面和第八表面，所述金属电容贴片呈周期性贴附在所述第七表面上，所述金属地板呈周期性地贴附在所述第八表面上，且，同一所述人工导磁体结构单元中的所述金属电容贴片和所述金属地板同轴设置；

13、所述第六表面与所述金属地板贴合，所述第一频段天线以及所述第二频段天线的馈电探针均穿过所述金属地板。

14、结合第一方面第一实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述第一反射金属贴片采用圆形贴片，所述第二反射金属贴片采用具有圆形镂空的正方形贴片，所述圆形镂空与所述第一反射金属贴片相匹配。

15、结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述第一反射金属贴片的直径超过所述圆形镂空的直径。

16、结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述第一反射金属贴片的直径为40.4mm，所述第二反射金属贴片的边长为50mm，所述圆形镂空的直径为38.5mm，所述第一介质基板的厚度为3.175mm。

17、结合第一方面第三实施方式，在第一方面第七实施方式中，所述金属电容贴片采用环形贴片，所述金属地板采用正方形底板。

18、结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，所述金属电容贴片的外径不超过所述金属地板的边长。

19、结合第一方面第八实施方式，在第一方面第九实施方式中，所述金属电容贴片的外径为37mm，所述金属地板的边长为40mm，所述第四介质基板的厚度为6.35mm。

20、本发明提供的用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，通过部分反射表面的设置，在高低频段均具有部分反射特性，可以实现天线的双频高增益设计，通过双频馈电的馈源天线作为天线的辐射馈源在满足双频双圆极化的辐射要求的同时，便于馈电设计和简化天线结构，采用人工磁导体结构的反射地板替代传统的金属地板，一方面，在同一谐振腔高度下满足了双频段天线的谐振条件，简化了天线结构，另一方面，降低了天线剖面高度，缩小了天线体积。该天线可同时用于gps卫星时间同步和zigbee无线通信的双频工作，空间复用率高，节约了成本，适用于分支接触网的故障定位。

技术特征：

1.一种适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述天线包括：

2.根据权利要求1所述的适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述第一介质基板(11)具有相对设置的第一表面和第二表面，每个所述部分反射表面单元均包括第一反射金属贴片(12)和第二反射金属贴片(13)，所述第一反射金属贴片(12)呈周期性贴附在所述第一表面上，所述第二反射金属贴片(13)呈周期性地贴附在所述第二表面上，且，同一所述部分反射表面单元中的所述第一反射金属贴片(12)与所述第二反射金属贴片(13)同轴设置。

3.根据权利要求2所述的适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述第一频段单元包括第二介质基板(21)和第一频段天线(22)，所述第二介质基板(21)具有相对设置的第三表面和第四表面，所述第一频段天线(22)贴附在所述第三表面上，所述第二频段单元包括第三介质基板(23)和第二频段天线(24)，所述第三介质基板(23)具有相对设置的第五表面和第六表面，所述第二频段天线(24)贴附在所述第五表面上并与所述第四表面贴合；

4.根据权利要求3所述的适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述反射地板(3)由第四介质基板(31)以及呈周期性分布的若干人工导磁体结构单元构成，每个所述人工导磁体结构单元均包括金属电容贴片(32)和金属地板(33)，所述第四介质基板(31)具有相对设置的第七表面和第八表面，所述金属电容贴片(32)呈周期性贴附在所述第七表面上，所述金属地板(33)呈周期性地贴附在所述第八表面上，且，同一所述人工导磁体结构单元中的所述金属电容贴片(32)和所述金属地板(33)同轴设置；

5.根据权利要求2所述的适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述第一反射金属贴片(12)采用圆形贴片，所述第二反射金属贴片(13)采用具有圆形镂空的正方形贴片，所述圆形镂空与所述第一反射金属贴片(12)相匹配。

6.根据权利要求5所述的适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述第一反射金属贴片(12)的直径超过所述圆形镂空的直径。

7.根据权利要求6所述的适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述第一反射金属贴片(12)的直径为40.4mm，所述第二反射金属贴片(13)的边长为50mm，所述圆形镂空的直径为38.5mm，所述第一介质基板(11)的厚度为3.175mm。

8.根据权利要求4所述的适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述金属电容贴片(32)采用环形贴片，所述金属地板(33)采用正方形底板。

9.根据权利要求8所述的适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述金属电容贴片(32)的外径不超过所述金属地板(33)的边长。

10.根据权利要求9所述的适用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线，其特征在于，所述金属电容贴片(32)的外径为37mm，所述金属地板(33)的边长为40mm，所述第四介质基板(31)的厚度为6.35mm。

技术总结
本发明公开了一种用于无线通信与卫星同步的双频共口径天线、方法及装置，涉及天线技术领域，该天线包括：依次设置的部分反射表面、馈源天线以及反射地板，馈源天线位于反射地板的正中心；部分反射表面包括第一介质基板以及呈周期性分布在第一介质上的若干部分反射表面单元；馈源天线包括叠层设置的第一频段单元和第二频段单元，第一频段单元对应的第一频段高于第二频段单元对应的第二频段；反射地板包括第四介质基板以及呈周期性分布在第四介质基板上的若干人工导磁体结构单元；第一频段单元靠近部分反射表面设置，第二频段单元靠近反射地板设置。本发明可同时用于卫星时间同步和无线通信的双频工作，空间复用率高，节约了成本。

技术研发人员：郝海峰,李峰,钟选明
受保护的技术使用者：国能朔黄铁路发展有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14