[发明专利]一种基于3dB电桥的宽频一体化微带天线

说明书

本发明公开了一种基于3dB电桥的宽频一体化微带天线，所述微带天线至少包括第一基片，所述第一基片采用双馈点方式，使用3dB电桥作为功分网络，利用3dB电桥不同馈口馈电时对应的馈口相位不同来实现所述第一基片作左旋圆极化天线，同时作右旋圆极化天线。第一基片作左旋圆极化天线时为北斗一号发射天线，所述第一基片作右旋圆极化天线时为GPS定位天线。本发明基于3dB电桥的宽频一体化微带天线，可使多频天线采用一体化方式集成在一个基片上，减少了天线所需基片的数量，减少了由于更多基片所带来的更多的基片间的耦合，更能稳定天线的性能，对于后端和射频于一体的通信终端，更小的尺寸，易于后端射频电路的集成。

技术领域

本发明属卫星导航技术领域，具体涉及一种基于3dB电桥的宽频一体化微带天线。

背景技术

在卫星导航系统中，天线是非常重要的组成部分，在一定程度上决定着卫星导航系统的性能。适合多模导航接收机的天线，具有多频段、圆极化及宽带的特点。

目前，卫星导航系统的天线，通常使用微带天线（Microstrip antenna）和螺旋天线（Helical antenna），这两种天线都可以形成圆极化的半球形方向图，其中微带贴片天线（Microstrip patch antenna）和谐振式四臂螺旋天线（Quadrifilar helical antenna）因为价格低，体积小，剖面小、易加工和良好的指标而被广泛采用。其中微带贴片天线以易于共形及易于和集成电路兼容的特点，大量应用于卫星导航系统中。

针对多模导航接收机的多频段的特点，现有的多频微带天线多采用叠层各自馈电的方式进行设计，对于具有RDSS（Radio Determination Satellite Service）和RNSS（Radio Navigation Satellite System）通信定位功能的通信终端，天线的基片为三层。由于各层基片的耦合影响以及上层基片底面对下层基片表面的影响存在，多频微带叠层天线位于下方的基片尺寸设计会大于上方基片。以方形的贴片为例，图1为现有技术中的一种三层基片的方形叠层微带贴片天线。如图1所示，天线基片的层数由频段数决定，为三层，从上到下分别为BD-S(2.49175GHz)，BD-L(1.61568GHz)，GPS-L1(1.57542GHz),每层基片的大小由所选板材的介电常数和频段共同决定，而各层的基板介电常数的选择又会影响天线的性能。

对于单片微带天线实现圆极化的常见馈电方式有两种：单馈点和双馈点。采用单馈点的微带天线不需要功分器，易于和集成电路连接，但设计、调试较为繁琐；采用双馈点的微带天线，对成直角分布的馈点馈入幅度相等、相位相差90°的两个信号，即可形成圆极化辐射，一般多用威尔金森功分器或3dB电桥来实现这一功能。

在具有RDSS和RNSS通信定位功能的通信终端中，北斗一号的发射频率（1615.68MHz）和GPS（1575.42MHz）频率接近，但由于北斗一号的发射采用的是左旋圆极化天线，而GPS定位采用的是右旋圆极化天线，所以虽然频率相近，但仍然需要使用两套不同的天线基片来实现北斗一号的发射和GPS的定位，无法使用一个基片来实现。

由此可见，现有的具有RDSS和RNSS通信定位功能的通信终端上的微带天线，上行、下行的频段无法在同一基片上使用，造成天线基片数量无法减少，从而使得天线在固定指标的要求下剖面无法减小，如果需要在一些小型设备中使用，则会使设备体积过大，不利于电路的集成。

发明内容

本发明实施例的目的是解决现有技术中天线体积大，上行、下行频段无法在同一个基片实现的问题，提出了一种基于3dB电桥的宽频一体化微带天线，采用3dB电桥作为基片的功分网络，实现双馈点方式在同一基片上以不同馈口馈电，从而使得同一基片既可做左旋圆极化发射天线，又可做右旋圆极化接收天线，减少天线所需基片数量，缩小天线体积。