[实用新型]一种由多个PIFA天线组成的圆极化天线

说明书

本实用新型提出的一种由多个PIFA天线组成的圆极化天线，具有结构简单，低成本，易于大规模生产等优点。包括若干PIFA天线、介质基板、金属反射底板、功分移相网络；所述PIFA天线、功分移相网络设置于介质基板的上面，金属反射底板设置于介质基板的下面；所述PIFA天线包括PIFA短路针、PIFA微带线和PIFA馈电针，所述PIFA微带线用于接收或发射线极化波，通过PIFA馈电针连接功分移相网络；所述功分移相网络用于将线极化波合成为圆极化波；所述PIFA短路针连接PIFA微带线和金属反射底板。

技术领域

本实用新型涉及卫星导航技术领域，特别是涉及一种由多个PIFA天线组成的圆极化天线，可以同时适用北斗，GPS、伽利略、GLONASS等一种或多种卫星导航系统。

背景技术

卫星导航系统的载波是圆极化波，如果使用线极化天线，会造成极化损失，导致接收到的卫星信号强度降低。因此线极化天线一般用在手机等尺寸受限的非专业导航设备中。为了将极化损失降到最低，专业的卫星导航设备一般采用圆极化天线。

PIFA(平面倒F天线)由于其结构简单，制造成本低，尺寸较小，易于实现多频点等优势被广泛用于手机等移动终端。但是PIFA天线是线极化天线，不适合专业的导航设备使用。

实用新型内容

本实用新型提出一种由多个PIFA天线组成的圆极化天线，具有结构简单，低成本，易于大规模生产等优点。

本实用新型的技术方案是：

1.一种由多个PIFA天线组成的圆极化天线，其特征在于，包括多个PIFA天线、介质基板、金属反射底板、功分移相网络；所述PIFA天线、功分移相网络设置于介质基板的上面，金属反射底板设置于介质基板的下面；所述PIFA天线包括PIFA短路针、PIFA微带线和PIFA馈电针，所述PIFA微带线用于接收或发射线极化波，通过PIFA馈电针连接功分移相网络；所述功分移相网络用于将线极化波合成为圆极化波；所述PIFA短路针连接PIFA微带线和金属反射底板。

2.所述PIFA天线的数量，是4的N次幂，N为自然数；优选采用4个PIFA天线连接到一分四路功分移相网络网络；或采用8个PIFA天线连接到一分八路功分移相网络。

3.所述功分移相网络的差分馈电端口连接Balun芯片，通过Balun转换为单端馈电端口；所述Balun芯片单端信号管脚穿过介质基板连接金属反射底板。

4.所述功分移相网络为微带线功分移相网络，包括细微带线和粗微带线，所述细微带线分别连接各个PIFA天线的馈电针，连接两个PIFA天线馈电针的两条细微带线连接一条粗微带线，两条细微带线和一条粗微带线相连的点为合路点，所述粗微带线形成差分馈电端口，连接到Balun芯片上。

5.所述细微带线阻抗为100欧姆±20％，所述粗微带线阻抗为50欧姆。

6.所述功分移相网络的结构决定了天线的极化特性，距离合路点较近的PIFA天线相位超前，距离合路点较远的PIFA天线相位滞后，根据左右手螺旋定则，拇指指向天线的法向方向，由相位超前的天线指向相位滞后的天线，如果和右手四指弯曲方向一致，天线是右旋圆极化天线，如果和左手四指弯曲方向一致，天线则是左旋圆极化天线。

7.所述PIFA微带线和馈电针的长度之和为PIFA天线长度，PIFA天线的长度决定了工作频率；所述PIFA天线的长度为其中，1λ为天线工作中心频点在自由空间中的一个波长，ε为介质基板的介电常数。

8.所述PIFA微带线的形状可以是弧形线或蛇形线、折叠线，按圆周周向均匀分布，从而实现天线小型化。

9.一种由多个PIFA天线组成的圆极化有源天线，其特征在于，在所述由多个PIFA天线组成的圆极化天线的金属反射底板的下方集成低噪声放大器，形成由多个PIFA天线组成的圆极化有源天线。