[发明专利]一种多模高精度卫星导航天线

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航天线，具体为一种全球卫星导航系统（GNSS）天线。

背景技术

目前正在运行或部分运行的全球定位系统有美国的GPS，俄罗斯的GLONASS，欧盟的Galileo以及中国的北斗系统。根据各系统所使用的工作频率，可大致区分GNSS的高低两个工作频段，即1559-1610MHz与1164-1300MHz，且每一定位系统的高低工作频率分别处在所述高低两个频段中的不同区间。

导航天线作为卫星导航系统的前端核心元件，影响信号接收的因素主要有接收定位系统工作频率的带宽、波束范围及圆极化性能，其带宽能同时覆盖多个定位系统高低两个频段中的工作频率的即所谓多模式导航天线。

目前应用的导航天线主要有螺旋天线、缝隙螺旋天线和双频贴片天线。螺旋天线为宽带天线，能覆盖GNSS频段，但由于需要一个四分之一波长的反射腔，因此天线整体笨重，体积较大，占用空间较大，结构相对复杂，制造成本较高；而缝隙螺旋天线也有同样的问题。

现有双频贴片天线，其结构包括位于上部的高频谐振贴片和位于中部的低频谐振贴片，以及位于下部的接地贴片，还包括位于接地贴片和低频谐振贴片中间部位通孔内的馈电探针，馈电探针的上端与高频谐振贴片连接，馈电探针的下端与具有宽带移相功分器的电路板电路连接，所述各构件之间均设有绝缘介质层，所述高频谐振贴片外形尺寸小于低频谐振贴片外形尺寸，高频谐振贴片位于低频谐振贴片的平面范围内，且处于同一中心轴线，所述高频谐振贴片和低频谐振贴片分别谐振于定位系统的高低两个频段之内。现有的双频贴片天线具有结构简单、制造成本较低、体积较小、占用空间小等特点；但由于现有的双频贴片天线的馈电探针上端与高频谐振贴片连接，引入了较强的电感，导致匹配带宽比较窄，因此不能同时覆盖GNSS的所有频段。

发明内容

针对现有双频贴片天线存在的不足，本发明的目的是提供一种可同时覆盖全球卫星导航系统（GNSS）所有频段的多模高精度卫星导航天线。

实现本发明目的的技术方案，基于对现有双频贴片天线进行改进，参见图1，包括：

上部谐振贴片1；

中部谐振贴片2，所述上部谐振贴片1与中部谐振贴片2处于同一中心轴线；

下部的接地贴片3；

至少设有两件馈电探针4，且沿圆周均布，馈电探针4分别位于接地贴片3和中部谐振贴片2中间部位的通孔内，并与上部谐振贴片1和中部谐振贴片2处于同一中心轴线，馈电探针4下端与具有宽带移相功分器的电路板5电路连接；

改进的内容包括：

所述馈电探针4上端设置贴片6，贴片6位于上部谐振贴片1与中部谐振贴片2之间，并位于上部谐振贴片1和中部谐振贴片2的平面范围内，贴片6的作用是可引入更多电容，所引入的电容可以抵消馈电探针本身的电感，可有效扩展高低两个频段的带宽；

所述接地贴片3、中部谐振贴片2、上部谐振贴片1、馈电探针4及其贴片6各构件之间均设有绝缘介质层7，即绝缘介质层7将所述各构件隔开而不接触，绝缘介质层7对所述各构件形成支撑定位而构成整体。

进一步的是：

所述上部谐振贴片1为高频谐振贴片，中部谐振贴片2为低频谐振贴片，或者是上部谐振贴片1为低频谐振贴片，中部谐振贴片2为高频谐振贴片；所述高频谐振贴片外形尺寸小于低频谐振贴片外形尺寸，高频谐振贴片位于低频谐振贴片的平面范围之内，所述高频谐振贴片和低频谐振贴片分别谐振于定位系统的高低两个频段之内。

与现有技术比，本发明具有的技术效果是：

1、由于馈电探针4上端设有可引入更多电容的贴片6，贴片6且位于上部谐振贴片1与中部谐振贴片2之间，贴片6与上部谐振贴片1和中部谐振贴片1不接触，可同时与高频谐振贴片和低频谐振贴片实现电容性耦合馈电，由于贴片6所引入的电容可以抵消馈电探针本身的电感，因此，有效扩展了高低两个频段的带宽，使之带宽能够覆盖GNSS系统的所有频段。

2、由于馈电探针4上端设有可引入更多电容的贴片6，并通过电路板5内的宽带移相器等单元的作用，一方面可以扩展天线的圆极化带宽，另一方面避免天线的相位中心随频率发生偏移，可提高定位精度。

本发明具有的其他技术效果将在具体实施方式中进一步说明。

附图说明

图1为本发明方案的结构示意图，并确定为摘要附图；

图2为图1中的A-A视图，其绝缘介质层7未示出；

图3为电路板5的电路原理图；

图4为本发明回波损耗随频率变化的测试结果图；