[发明专利]一种可工作于GPS和TD-SCDMA的双频双极化天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线，特别是涉及一种可工作于GPS和TD-SCDMA的双频双极化天线。

背景技术

随着卫星导航技术及移动互联网技术的发展，基于位置服务的应用正不断涌现。现在市场上主要应用是以GPS定位系统获取地理位置信息，以GPRS和3G网络提供移动互联网接入服务，因此GPS卫星导航系统和第三代移动通信技术TD-SCDMA在技术上的融合可以更好的实现移动、位置、实时的移动互联网环境。能同时接收GPS和TD-SCDMA信号的多系统导航（兼容）型天线将得到越来越广泛的应用。

但是，设计能同时接收GPS和TD-SCDMA信号的多系统导航（兼容）型天线存在以下几方面的技术难点：

1.GPS圆极化与TD-SCDMA线极化的结合技术

在移动卫星通信中，卫星上的发射系统用圆极化波广播信号，以便运动中的交通工具和用户配用的移动卫星通信设备终端在与卫星无关的任何方向上可以接收卫星的信号，卫星上的发射系统覆盖一个很大的范围，无须对准某个具体的终端。为了满足这种需求，用于移动卫星通信设备的天线必需在很宽波束内具有良好的圆极化性能。众所周知，移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式，故接收天线也要求是线极化的极化方式。而将这两种极化方式结合的技术尚未成熟。

2.提高双端口微带天线隔离度技术

GPS工作频率为1575.42MHz，TD-SCDMA工作频率为2010~2025MHz，两者频率较接近，设计微带天线时尺寸差异不大，而在实际使用中往往要求双端口天线两端口的隔离度达到一定的标准，因此如何提高天线隔离度也是设计中的一大难点。

3.微带天线小型化技术

微带天线小型化技术是当今国内外研究的重点和难点。无论从电性能方面还是从机械尺寸方面来说，小型化技术都是不可或缺的。从电性能方面来说，卫星导航系统要求天线的辐射波束要足够宽，而通常情况下，尺寸小的天线可以产生宽的辐射波束。从机械尺寸方面来说，当多个天线单元组合到一起的时候，整个天线的尺寸务必会增加，不仅会增加空气动力学阻力，还会总价到天线的装配方面的难度，对天线的机械强度提出了更高的要求。

发明内容

    本发明的目的在于攻克现有技术的难点，提供一种可工作于GPS和TD-SCDMA的双频双极化天线。

    本发明实现了GPS和TD-SCDMA的双频兼容的目标，此外还具有小型化，结构简单及紧凑，便于加工和应用的特点。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种可工作于GPS和TD-SCDMA的双频双极化天线，包括具有上层贴片的上层微带天线、具有下层贴片的下层微带天线和置于底层的金属地板层，上层微带天线结构包括上层贴片、上层介质基板、第一短路金属柱、第二短路金属柱和用于端口馈电的第一馈电金属柱；下层微带天线结构包括下层贴片、下层介质基板层和用于端口馈电的第二馈电金属柱；上层微带天线和下层微带天线共用一层金属地板层；第一短路金属柱和第二短路金属柱底面的圆心位于底层金属地板层的对角线上，等距排列在第一馈电金属柱的两侧，且从上层贴片穿入上层微带天线和下层微带天线后与底层金属地板层相连接；第一馈电金属柱和第二馈电金属柱底面圆心连线平行于金属地板层的一边；下层贴片为正方形贴片，正方形贴片的四个角处分别被切去一个等腰直角三角形，形成四个切角；上层贴片和下层贴片分别附着在上层介质基板的上下两面，下层贴片和金属地板层分别附着在下层介质基板的上下两面；上层介质基板、下层介质基板和金属地板层的几何中心处设有一个用于设置第一馈电金属柱的圆柱形挖孔；下层介质基板和金属地板层偏离中心处另设有一个用于设置第二馈电金属柱的圆柱形挖孔。

上述的可工作于GPS和TD-SCDMA的双频双极化天线，所述第一短路金属柱和第二短路金属柱的大小和结构完全相同。

上述的可工作于GPS和TD-SCDMA的双频双极化天线，所述四个切角在正方形贴片同一对角线上的切角大小相等，同一条边上的切角大小不同。

上述的可工作于GPS和TD-SCDMA的双频双极化天线，上层贴片结构为圆形。上层贴片可为圆形金属片（铜片或银片）。下层贴片为可为正方形贴片（铜片或银片）。

上述的可工作于GPS和TD-SCDMA的双频双极化天线，所述上层贴片、第一短路金属柱、第二短路金属柱及第一馈电金属柱组成加载短路圆形贴片的类似单极子天线结构，其中第一短路金属柱或第二短路金属柱的直径要比第一馈电金属柱的直径要大。