[发明专利]可有效抑制后向交叉极化的宽轴比波束双频北斗导航天线

说明书

本发明公开了一种可有效抑制后向交叉极化的宽轴比波束双频北斗导航天线，包括：第一圆形介质基板、耦合缝隙加载上层圆形辐射贴片、第二圆形介质基板、下层圆形辐射贴片、开槽接地板、内圈弯曲金属枝节、外圈弯曲金属枝节、接地探针、和宽带小型化四馈电网络。该结构四馈电网络具有平稳的输出幅度和相位特性，可为天线提供稳定的圆极化激励信号，具体地，在北斗导航的工作频段范围内，四馈电网络输出信号的幅度误差小于1dB，相位误差小于5°。

技术领域

本发明涉及一种宽轴比波束天线领域，尤其涉及一种可有效抑制后向交叉极化的宽轴比波束双频北斗导航天线。

背景技术

圆极化天线在全球卫星导航系统中由于具有抑制多径干扰和减少极化失配的优点而受到广泛应用。因此，交叉偶极天线、四臂螺旋天线和微带天线等圆极化天线结构得到了广泛的研究。其中微带天线因其外形小、重量轻、成本低等优点一直是研究热点。为了实现高精度定位，圆极化微带天线需要具有高极化纯度、更宽的圆极化角、更对称的辐射图和更强的多径抑制能力。特别是在海上航行中，船舶在航行过程中经常发生摇晃，为了更好地接收信号，建议采用具有较宽3-dB轴比波束宽度的圆极化微带天线。此外，较好的抗多径性能对于抑制海面反射的干扰更为关键。

虽然近些年有部分文章报道了圆极化天线波束展宽技术和抗多径技术，但文献中对圆极化天线的抗多径性能和3-dB轴比波束性能均分别进行研究。这就导致部分天线3-dB轴比波束宽度较宽，但后向交叉极化辐射较大；部分天线抑制了后向交叉极化辐射，但其3-dB轴比波束宽度较窄。将圆极化天线的抗多径性能和3-dB轴比波束性能同时提高的技术较少。此外，公开的兼具宽3-dB轴比波束和高后向交叉极化抑制性能的圆极化天线，均只适用于单频段，并未发现双频段设计的相关报道。为此，本发明提出一种可有效抑制后向交叉极化的宽轴比波束双频北斗导航天线，以实现海上高精度定位。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种可有效抑制后向交叉极化的宽轴比波束双频北斗导航天线，包括：第一圆形介质基板、耦合缝隙加载上层圆形辐射贴片、第二圆形介质基板、下层圆形辐射贴片、开槽接地板、内圈弯曲金属枝节、外圈弯曲金属枝节、接地探针、和宽带小型化四馈电网络；

所述耦合缝隙加载上层圆形贴片放置在第一圆形介质基板上层，包括第一圆形辐射贴片和圆环耦合缝隙；所述圆环耦合缝隙有4个，中心对称放置；

所述下层圆形辐射贴片放置在第二圆形介质基板上层，包括第二圆形辐射贴片和第一馈电保护孔；所述第一馈电保护孔有4个，中心对称放置；

所述开槽接地板放置在第二圆形介质基板下层，包括外部圆环接地板、内部圆形接地板、地板圆环缝隙和第二馈电保护孔；所述第二馈电保护孔有4个，中心对称放置；

所述内圈弯曲金属枝节有9个，每两个弯曲金属枝节间的角度为40°，放置在地板圆环缝隙的外侧；所述内圈弯曲金属枝节的一端与外部圆环接地板连接，另一端穿过第二圆形介质基板、第一圆形介质基板后悬空；

所述外圈弯曲金属枝节有9个，每两个弯曲金属枝节间的角度为40°，放置在外部圆环接地板的边沿；所述外圈弯曲金属枝节的一端与外部圆环接地板连接，另一端穿过第二圆形介质基板、第一圆形介质基板悬空；所述外圈弯曲金属枝节与内圈弯曲金属枝节的间隔为20°；所述外圈弯曲金属枝节的弯曲角度为180°，所述内圈弯曲金属枝节的弯曲角度为150°；

所述接地探针有4个，每两个接地探针(8)间的角度为90°，放置在地板圆环缝隙的内侧、下层圆形辐射贴片的外侧、耦合缝隙加载上层圆形辐射贴片的外侧；所述接地探针的一端与内部圆形接地板连接，另一端穿过第二圆形介质基板、第一圆形介质基板后悬空。

进一步地，所述宽带小型化四馈电网络包括第一横跨定向耦合器、第二横跨定向耦合器、第一传输线、第二传输线和输出幅度和相位平坦的宽带小型化混合环；