[发明专利]应用于卫星导航终端的宽带小型化天线及其工作方法

说明书

本发明涉及一种应用于卫星导航终端的宽带小型化天线及其工作方法，包括底部介质板，底部介质板上方设置有四块结构相同并围合成矩形的侧介质板；侧介质板的其中一个上顶角具有斜向下延伸的被耦合的直线辐射臂，侧介质板的另一个上顶角具有沿水平向中间延伸后再斜向下延伸的被耦合的拐形辐射臂，相邻两侧介质板之间同一顶角处的拐形辐射臂和长辐射臂连为一体形成被耦合的弯折辐射臂；侧介质板上还设置有为与直线辐射臂斜下侧并与直线辐射臂平行的耦合辐射臂，耦合辐射臂和直线辐射臂之间留有耦合缝隙。该天线采用耦合形式的辐射臂，有利于调整天线的阻抗匹配，提高天线的带宽，能量耦合缩短了电长度，有利于天线的小型化，缩小天线的整体体积。

技术领域

本发明涉及一种应用于卫星导航终端的宽带小型化天线及其工作方法，无线通信技术领域。

背景技术

四臂螺旋天线通过四根螺旋臂组成，每根螺旋臂长度为M （顶端开路时，M为奇数；顶端短路时，M为偶数），输入信号通过馈电网络传输到辐射臂上，馈电端电流相等，相位两两相差90°。现有的四臂螺旋技术方案主要有两个：其一，采用自相移式的双螺旋结构加巴伦馈电，优点是不许需要馈电网络、可靠性高，缺点是会导致天线的阻抗带宽和轴比带宽过窄 ，从而影响天线的辐射性能且难以应用于宽带系统；其二，相同的四臂长度加依次90°相差的等幅馈电，优点是相位控制容易、带宽较宽，缺点是结构较为复杂，此外多折叠的辐射臂降低了系统的接收可靠性，复杂的馈电网络结构也不利于集成在小型化的螺旋天线内部。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种体积小，有利于调整天线的阻抗匹配，提高天线的带宽的应用于卫星导航终端的宽带小型化天线及其工作方法。

本发明采用以下方案实现：一种应用于卫星导航终端的宽带小型化天线，包括底部介质板，所述底部介质板的四周边缘部上方设置有四块结构相同并围合成正方形的侧介质板；所述侧介质板的其中一个上顶角具有斜向下延伸的被耦合的直线辐射臂，侧介质板的另一个上顶角具有沿水平向中间延伸后再斜向下延伸的被耦合的拐形辐射臂，相邻两侧介质板之间同一顶角处的拐形辐射臂和长辐射臂连为一体形成被耦合的弯折辐射臂；所述侧介质板上还设置有位于直线辐射臂斜下侧并与直线辐射臂平行的耦合辐射臂，所述耦合辐射臂和直线辐射臂之间留有耦合缝隙。

进一步的，所述拐形辐射臂的拐角为锐角，拐形辐射臂下端延伸至侧介质板的侧边沿；所述直线辐射臂与其上端顶角所对应的对角线相平行。

进一步的，所述耦合辐射臂下端具有形成Y形结构并延伸至侧介质板下边沿的两个支脚，所述底板介质板每侧边沿均设置有对应侧侧介质板上耦合辐射臂的两个支脚衔接的输入端口。

进一步的，所述底部介质板采用介电常数为4.4，正切损耗为0.02的FR4介质板，所述侧介质板采用介电常数为3.3，正切损耗为0.002的rogers4533介质板。

进一步的，所述弯折辐射臂和弯折辐射臂的线宽均为1mm，弯折辐射臂的线长为35.5mm，耦合辐射臂的线长为14.8mm，耦合缝隙的宽度为0.2mm。

本发明另一技术方案：一种如上所述应用于卫星导航终端的宽带小型化天线的工作方法，能量由耦合辐射臂通过耦合缝隙耦合到弯折辐射臂上，采用电桥实现圆极化相位差，使得带宽进一步增大，能量耦合减小电长度使辐射臂的长度缩短。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明应用于卫星导航终端的宽带小型化天线采用耦合形式的辐射臂，耦合辐射臂与传统的长度为M辐射臂相比，更有利于调整天线的阻抗匹配，提高天线的带宽，而且能量耦合缩短了电长度，有利于天线的小型化，缩小天线的整体体积。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例正视图；

图2为本发明实施例侧面展开图；