[发明专利]稳定相位中心测量型天线

说明书

技术领域：

本发明涉及一种适用于卫星导航精密测量技术或空间飞行器对接技术需要的高精度定向定位用的高稳定相位中心天线，具有驻波比小、轴比小、宽波束范围内相位中心稳定度高等显著优点。 

背景技术：

目前全球运营的卫星导航系统有美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的伽利略系统和中国的北斗二代卫星导航定位系统。定位与测量是卫星导航系统的两大功能，定位以伪码相位为观测量确定伪距，测量主要以载波相位观测量确定伪距。卫星导航精密测量技术广泛应用于大地测量学及其相关的学科领域，主要包括包括海洋大地测量学、地球物理勘探、资源勘探、工程测量与工程形变等。另外空间飞行器间自行构建的精密测量技术也可应用于空间飞行器的对接技术。天线相位中心的变化和多径效应是高精度导航精密测量系统中的显著误差源，一般天线由于其相位中心的不稳定会带来厘米级以上甚至是十米级以上的误差，无法实现精密测量技术需要的毫米级及其以下的测量精度。 

当前主要针对美国全球卫星导航定位系统（GPS）设计的高稳定相位中心天线的类型多样，但归纳起来基本为以下两种形式:一种是采用轴对称多馈源的微带层叠贴片天线，如Trimble公司的Zephyr测量型天线和Topen公司的LegAnt3天线，都是四馈源微带叠层贴片天线；另一种是采用“风火轮”技术的多臂平面螺旋缝隙天线，如Novatel公司的GPS-700天线和Sokkia公司的Sok600天线。第一种通过轴对称多馈源设计保证了天线的轴对称性，馈源越多，对称性越好，相位中心稳定度越高，但馈电网络越复杂，就不易实现，调节较 难。另外复杂的馈电网络，由于有更多的网络泄漏能量也会影响相位中心的稳定度。第二种天线通过多个平面螺旋缝隙天线保证天线的高稳定相位中心，馈电网络采用串馈行波微带线馈电电路，结构简单。由于采用串馈形式，虽然可以保证多个缝隙间相位依次递减，但其馈电幅度不可调节且递减，馈电幅度的不一致性与天线效率形成了矛盾，最终体现在天线相位中心稳定度与天线效率的矛盾。 

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种馈电网络简单、馈电幅度可调节、驻波小、轴比小、宽波束范围内相位中心稳定的测量型天线。 

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的： 

稳定相位中心测量型天线，包括：用于固定和安装天线其他各部件的天线金属基座1，基座的外沿低于基座的中间和中心部分，基座的中间部分为用于反射信号和抑制多径干扰的环形金属扼流圈，所述的金属扼流圈包括了第一扼流圈和第二扼流圈，第一和第二扼流圈与基座中心同圆心，并且第一扼流圈位于第二扼流圈之内，第二扼流圈位于基座外沿之内，第一扼流圈之内为基座中心部分，基座中心部分为一圆形腔体用于放置线路板等天线的核心部件；天线的基座外沿低于基座中心和中间部分的平台上放置用于吸收反射信号的吸波材料；天线基座中心部分的圆形腔体内自上而下放置有多馈电点缝隙天线阵、腔内吸波材料，所述的多馈电点缝隙天线阵包含用于保护线路板的保护罩3、多层线路板加工用的半固化片、刻蚀多个缝隙的金属贴片4、介质基片5、环形串馈微带线6、腔内吸波材料7、介质支撑基片8；金属托盘9将缝隙天线阵和吸波材料固定在天线基座的中心 位置,托盘下方连接射频接头10。 

所述的天线基座，包含了外沿圆环形平台101，该平台低于天线基座中间部分环形金属扼流槽的高度，圆环形平台和环形金属扼流槽的高度差h1为安装在圆形平台上吸波材料2的高度，吸波材料的大小与圆形平台的大小一致；基座的中间部分为用于反射信号和抑制多径干扰的两圈环形金属扼流圈，第一个扼流圈102和第二个扼流圈103高度一致,并且和天线基座中心部分圆形腔体外沿高度一致；圆形腔体的外沿高于扼流圈1-2mm,且外沿向圆形腔体内部上沿突出1-2mm的突台105，用于卡住圆形腔体内安装的天线部件。 

所述的保护罩的半径和圆形腔体半径一致；保护罩中心和离开中心二分之一半径处分别有两个孔301,302，方便用于天线阵和同轴电缆的连接以及微带馈线末端吸收负载的焊接；保护罩的外沿距离最大半径处1-2mm处印制有金属层303，且金属层印制在保护罩的上下表面并通过15-20个金属化304过孔将上下表面的金属层短路。