[发明专利]一种小型化三频双圆极化天线

说明书

技术领域

本发明属于通讯及导航技术领域，具体涉及一种小型化三频双圆极化天线。

背景技术

目前，可多频段工作的天线被广泛使用于如导航系统接收机、通信电台的收发共用天线、跳频工作的雷达和通信设备以及某些频率捷变和极化捷变的天线中。圆极化天线更是被广泛应用于卫星导航系统接收机等领域中。随着卫星导航技术的迅猛发展和广泛应用，人们迫切希望相应的天线具备宽波束、高增益、圆极化、多频点工作、小型化、轻型化等一系列优点。现今，多频圆极化天线由于主要采用多片法制作，也即利用谐振频率不同的多个贴片叠放在同一基板上，通常将较大贴片放于下层而较小贴片叠于上层；同时，为避免连接各层贴片的馈电探针产生彼此工作干涉状况，在每个供馈电探针插入的馈电孔周围都需环绕密布一圈细小的金属化过孔，从而将该圈金属化过孔内圈处贴片处于隔离状态下，进而杜绝各馈电探针之间的耦合影响。然而，实际制作时人们发现，由于每层带有馈电探针的贴片都需要在馈电孔外相应布置一圈金属化过孔，这使得不仅需要在当前层贴片处的馈电孔外围预留出供金属化过孔穿设的区域，同时最底层的贴片也必须具备足够的区域用于容纳由上层乃至上上层贴片处层叠贯穿而来的密密麻麻的金属化过孔，这显然极其不利于目前天线体积的小型化需求。

发明内容

本发明的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而可靠的可应用于北斗手持设备中的小型化三频双圆极化天线，其可在保证良好的阻抗带宽和轴比带宽以及高增益性能的同时，亦可确保天线体积的小型化和轻型化需求。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种小型化三频双圆极化天线，其特征在于：本天线包括由上而下且依次片状层叠布置的上层微带贴片、上层介质基板、中层微带贴片、中层介质基板、下层微带贴片、下层介质基板以及底层馈电网络；其中，上层微带贴片与上层介质基板构成工作于S频点的上层微带贴片天线，中层微带贴片与中层介质基板构成工作于L频点的中层微带贴片天线，下层微带贴片与下层介质基板构成工作于B3频点的下层微带贴片天线；在上层微带贴片天线、中层微带贴片天线、下层微带天线以及底层馈电网络的铅垂中心线处同轴的设置有固定通孔，紧固螺栓穿过上述固定通孔形成螺栓紧固配合；

上层微带贴片处布置第一馈电点，由第一馈电点处垂直上层微带贴片所在平面而依次贯穿上层介质基板、中层微带贴片、中层介质基板、下层微带贴片、下层介质基板设置有第一馈电孔，第一馈电孔为金属化过孔，第一馈电探针同轴布置于第一馈电孔内，第一馈电探针的两端分别连接第一馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；本天线还包括贯穿中层微带贴片天线和下层微带贴片天线的第一短路金属化过孔，第一短路金属化过孔为三组，第一短路金属化过孔与第一馈电孔的轴线均处于以固定通孔轴线为轴心的同一圆柱面上且第一短路金属化过孔与第一馈电孔的轴线沿上述圆柱面周向均布；

中层微带贴片处布置第二馈电点，由第二馈电点处垂直上层微带贴片所在平面而依次贯穿下层微带贴片、下层介质基板设置有第二馈电孔，第二馈电孔为金属化过孔，第二馈电探针同轴布置于第二馈电孔内，第二馈电探针的两端分别连接第二馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；本天线还包括贯穿下层微带贴片天线的第二短路金属化过孔，第二短路金属化过孔为三组，第二短路金属化过孔与第二馈电孔的轴线均处于以固定通孔轴线为轴心的同一圆柱面上且第二短路金属化过孔与第二馈电孔的轴线沿上述圆柱面周向均布；

下层微带贴片处布置第三馈电点，第三馈电探针穿过下层介质基板而连接第三馈电点和位于底层馈电网络处的输出接口；

所述第一馈电孔上的位于中层微带贴片天线以及下层微带贴片天线的一段孔路与第一馈电探针间设置有隔离彼此的第一介质套，所述第二馈电孔上的位于下层微带贴片天线的一段孔路与第二馈电探针间设置有隔离彼此的第二介质套；第一短路金属化过孔的孔径等于第一介质套外径；第二短路金属化过孔孔径等于第二介质套外径。

所述上层微带贴片、上层介质基板、中层微带贴片、中层介质基板、下层微带贴片、下层介质基板以及底层馈电网络外形均为正方形片板状构造；位于下层微带贴片天线处的沿固定通孔轴线环绕分布的各相邻第一短路金属化过孔、第一馈电孔、第二短路金属化过孔、第二馈电孔之间彼此间距均等。

所述上层微带贴片两相对角端均设置切角；所述中层微带贴片的其中两对边处对称布置凸设有矩形微带枝节；所述下层微带贴片的四个边处均布置T型缝隙枝节。