[发明专利]基于弯折阵子的小型化宽波束多频融合收发一体北斗天线

说明书

本发明属于多频段天线领域，具体涉及了一种基于弯折阵子的小型化宽波束多频融合收发一体北斗天线，旨在解决现有多频段北斗天线结构复杂、低仰角增益低、圆极化轴比差、定位精度低的问题。本发明包括：北斗天线馈电电路分别通过B1/B2/B3射频口、L射频口、S射频口发出相应的射频信号；S射频口设置于北斗天线馈电电路中心，B1/B2/B3射频口和L射频口以S射频口为中心对称设置于北斗天线馈电模块两侧边；天线阵列包括第一弯折阵子、第二弯折阵子、第三弯折阵子和第四弯折阵子，各折弯阵子以设定距离、设定角度选转对称分布于以S射频口为中心的四周，用于接收/发送相应的射频信号。本发明通过弯折阵子及左右旋圆极化共用，实现了小型化宽波束多频融合收发一体的北斗天线。

技术领域

本发明属于多频段天线领域，具体涉及了一种基于弯折阵子的小型化宽波束多频融合收发一体北斗天线。

背景技术

卫星导航系统在经济发展、科学研究、灾害防控及军事领域越来越重要，而卫星导航信号的准确接收尤为重要。卫星导航信号是由分布在各地的地面监测站提供的。北斗导航系统的地面监测站是一种无源设施，必须靠天线接收导航信号，然后将导航信号转换为电流传送给地面监测站的监测接收机。监测接收机所接收的信号与用户团体相同，但是所需要的技术性能要高于常规的高精度设备用户，因此，高精度天线对卫星导航越来越重要。

现有的多频段北斗天线多采用陶瓷微带设计，每个陶瓷微带天线覆盖一个频段，因此，现有的覆盖多频段的北斗天线采用层叠设计的形式。如图1所示，为现有技术中采用层叠微带设计的北斗天线的组成示意图，覆盖B1、L、S三个频段的北斗天线分别采用了三层微带介质板设计，每个介质板所设计的天线工作在单一频段，然后采用层叠排列方式，通过三个不同的射频馈电分别激励，每个天线多采用单一馈电模式，并且高频射频馈电部分要穿过低频辐射单元。

然而，这样的多频段北斗天线还存在诸多问题和缺陷：一、现有多频北斗天线采用的微带设计方案，由于天线固有的工作模式的特点使其工作带宽很窄，因此，多采用层叠设计方案，馈电端口多，叠层设计及调试复杂，单元端口之间的耦合强，隔离度低；二、现有多频段北斗天线采用的设计方案，天线半功率波束宽度窄，3dB轴比波束宽度窄，天线低仰角增益较低；三、现有的多频段北斗天线采用多天线的设计方案，由于馈电的空间有限，每个天线单元多为单馈电点或双馈电点的设计方案，从而造成不同方位的辐射方向图不对称，进而造成天线相位中心与天线的物理中心不在同一轴线，严重影响定位精度。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即现有多频段北斗天线结构复杂、低仰角增益低、圆极化轴比差、定位精度低的问题，本发明提供了一种基于弯折阵子的小型化宽波束多频融合收发一体北斗天线，该北斗天线包括北斗天线馈电电路和天线阵列；

所述北斗天线馈电电路，用于通过L射频口2发射L射频信号以及分别通过B1/B2/B3射频口1和S射频口3接收B1/B2/B3射频信号和S射频信号；

所述S射频口设置于所述北斗天线馈电电路的中心，所述B1/B2/B3射频口1和所述L射频口2以所述S射频口3为中心对称设置于所述北斗天线馈电电路的两个侧边，所述B1/B2/B3射频口1的馈电电路和所述L射频口2的馈电电路共用所述北斗天线馈电电路中的第一电桥4和第二电桥5；

所述天线阵列包括结构相同的第一弯折阵子、第二弯折阵子、第三弯折阵子和第四弯折阵子，各折弯阵子以设定距离、设定角度旋转对称分布于以S射频口3为中心的四周，用于接收B1/B2/B3射频信号以及发射L射频信号。

在一些优选的实施例中，所述第一弯折阵子、第二弯折阵子、第三弯折阵子和第四弯折阵子分别包括一个竖直金属臂、一个与所述竖直金属臂垂直的水平金属臂以及一个与所述北斗天线馈电电路固定的连接面。

在一些优选的实施例中，所述第一弯折阵子、第二弯折阵子、第三弯折阵子和第四弯折阵子沿顺时针方向分布。

在一些优选的实施例中，所述第一电桥4和所述第二电桥5为3dB电桥。