[发明专利]城墙状孔缝多级耦合平面引向多应用叠层天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种微带天线，尤其是涉及一种兼容GPS及北斗卫星导航系统工作频段的城墙状孔缝多级耦合平面引向多应用叠层天线。

背景技术

北斗卫星导航系统(BDS)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，致力于向全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务，并能向有更高要求的授权用户提供进一步服务，军用与民用目的兼具。北斗卫星导航系统、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)和欧盟伽利略定位系统(GALILEO)为联合国卫星导航委员会认定的全球卫星导航系统四大核心供应商^[1]。

天线设计及制造技术是卫星的核心关键技术之一，天线的各项特性及形态大小极大程度地影响了卫星的工作性能及应用领域，随着卫星技术的飞速发展，人们在对天线的宽带化、小型化、抗破坏性等要求的基础上，进一步对增益轴比及多网络兼容性等方面提出了更高的要求。天线在卫星导航系统及其终端应用中具有举足轻重的地位，对其进行深入的研究具有重要的参考价值和实用意义。

传统微带天线因具有剖面低、体积小、重量轻、可共形、易集成、馈电方式灵活、便于获得线极化和圆极化等优点，在移动通信、卫星通讯、导弹遥测、多普勒雷达等许多领域获得了广泛的应用。其中，贴片天线的形状是影响天线性能的重要因素之一，它直接影响着天线的带宽、频率和增益等指标。对于天线的小型化，Hately M C和Kabbary F M,Stewart B G发明了交叉场天线，这也是最早的小型天线，此后人们研究出了可采用高介电常数、开缝^[2]、曲流技术^[3]、加载短路探针^[4]、PBG结构等技术来实现天线的小型化。在微带贴片天线的设计过程中，由于多项技术指标是互相联系、互相影响的，因此要对天线的性能指标进行综合考虑，从而选择符合实际需要的贴片形状。

引向天线是由两位日本大学教授八木秀次和宇田新太郎在上世纪20年代发明的，故又称八木天线、八木-宇田天线或八木阵列天线^[5]。八木天线是一种端射多单元天线阵列，最少包括一个单独的激励单元和一个单独的无源单元。鉴于引向天线与微带天线的突出优点，为了将二者相互有机的结合，国内外专家学者都做了很多分析及实践研究工作^[6～9]。

参考文献：

[1]Hongwei S,Zhigang L,Feng P.Development of satellite navigation in China [C]//Frequency Control Symposium,2007Joint with the 21st European Frequency and Time Forum.IEEE International.IEEE,2007:297-300.

[2]Nguyen H T.Microstrip patch miniaturization by slots loading[C]//2005IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium.2005,1:215-218.

[3]Luk K M,Lee K F.Small dual patch antenna[J].Electronics Letters,1999,35(10):762-764.

[4]Waterhouse R B,Targonski S D,Kokotoff D M.Design and performance of small printed antennas[J].Antennas and Propagation,IEEE Transactions on,1998,46(11):1629-1633.

[5]DeJean G R,Thai T T,Nikolaou S,et al.Design and analysis of microstrip Bi-Yagi and Quad-Yagi antenna arrays for WLAN applications[J].Antennas and Wireless Propagation Letters,IEEE,2007,6:244-248.