[发明专利]小型化单馈电点双频双极化微带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线，尤其涉及微波通讯中使用的一种小型化单馈电点 双频双极化微带天线，属于通信技术领域。

背景技术

在实际应用中，往往需要能在多频段工作的天线，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及某些频率捷变和极 化捷变的天线等。圆极化微带天线更是广泛地应用于卫星导航系统接收机。 随着卫星导航技术在社会各个领域的广泛应用，人们对GPS天线的性能提出 了更高的要求：

1、宽波束及良好的低仰角性能。GPS接收机要实现高精度定位，就需要 同时接收多颗卫星的导航信号，这就要求天线具备宽波束的特点。具体说来， 就是在仰角大于5度的空间内都能很好地接收卫星信号。

2、高增益。采用高增益天线接收卫星信号是提高GPS接收机定位精度的 有效途径。

3、圆极化。考虑到GPS卫星发射的是圆极化电磁波，因此天线应该工作 在圆极化状态以达到良好的极化匹配。

4、多频点工作。为了使接收机兼容不同导航系统发出的导航信号，经常 要求天线能够同时接收两个或者多个频点的电磁波。

5、小型化，轻型化，结构紧凑。由于GPS接收机具有不同的应用场合， 如手持设备或者车载设备，因此对天线有着严格的体积、重量限制，同时要 求天线具备紧凑的空间结构。

然而，目前微带天线实现双频段工作的基本方式主要采用以下两类：多 片法和单片法。多片法利用谐振频率不同的多个贴片相应地放在叠在一起的 基板上，通常将较大的贴片放在下面的基板上，较小的贴片放在上面的基板 上。但这将使天线的纵向高度增加，易于引起表面波的产生，从而降低天线 的辐射效率；同时也增加工艺难度，增加制作成本。单片法则利用一个贴片 的不同模式同时工作，或利用加载来形成几个不同的谐振频率，虽然这可以 保持低的剖面，但平面占用面积较大，不利于小型化。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提出一种体积小、低 剖面、辐射效率高、制作工艺简单并且具有宽频带双频双极化的微带天线。

本发明的技术方案是这样实现的：小型化单馈电点双频双极化微带天线， 它包括衬底基板，在衬底基板上表面设有辐射贴片，在衬底基板下表面设有 导电接地板；在衬底基板上竖直穿过有同轴探针馈电，同轴探针馈电下端与 同轴射频接头连接，上端与辐射贴片电耦合；本发明的改进在于：所述辐射 贴片由方形的第一辐射贴片和第二辐射贴片构成，第二辐射贴片为环状，第 一辐射贴片位于第二辐射贴片中空内且两者具有相同的中心，第一辐射贴片 和第二辐射贴片具有相同的垂直平分线；同轴探针馈电与第一辐射贴片直接 连接发生电耦合，第二辐射贴片与第一辐射贴片相互电磁耦合。

进一步地，第一辐射贴片和第二辐射贴片均为在对角位置对称切角的切 角贴片，其中切角为等腰直角三角形。

第一辐射贴片的切角位置和第二辐射贴片的切角位置交错设置。

第一辐射贴片和同轴探针馈电的耦合点位于第一辐射贴片的垂直平分线 上。

本发明结合了传统的实现双频段工作的两种方式，提出了一种新颖的单 层双片结构，使天线很好的实现双频圆极化特性。因此本天线在要求的工作 频点上具备体积小、低剖面、制作工艺简单、成本低的特点，同时也具有良 好的轴比带宽和较高的低仰角增益，可用于高性能卫星导航系统接收机。同 时，满足车载设备对天线体积和重量的限制。

附图说明

图1-本发明第一辐射贴片示意图；

图2-本发明第二辐射贴片示意图；

图3-本发明单馈电点双频双极化微带天线俯视图；

图4-图3A-A横截面示意图；

图5-本发明双频双极化微带天线回波损耗特性图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。