[发明专利]城垛式抗多径多馈源双频宽波束稳定相位中心天线

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种适于大地测量型卫星导航地面接收终端、高精度定位定向卫星导航地面接收终端的城垛式抗多径多馈源双频宽波束稳定相位中心天线，其典型工作频段为L和S频段，具有结构紧凑、驻波小、轴比小、轴比带宽宽、双频隔离度高、宽波束范围内相位中心超稳定等显著优点。

背景技术

目前，美国的全球卫星导航系统、中国的北斗卫星导航系统、俄罗斯的格洛纳斯系统和欧洲正在筹建的伽利略导航系统构成全球四大卫星导航系统。这四大系统可以提供普通精度（通常为10米级）的定位，也可以提供高精度（通常为毫米级）的定位。后者主要广泛用于大地测量学及其相关领域，也广泛用于高精度定位定向领域。而其中天线技术属于核心技术，普通天线由于其相位中心的不稳定会带来厘米级及以上的误差，无法实现毫米级的超高精度定位和定向。

当前能够实现超高精度定位和定向的卫星导航系统主要是美国的全球卫星导航系统和中国的北斗系统，现有的主要针对美国全球卫星导航系统的高稳定相位中心天线主要包括两种形式：采用轴对称多馈源的微带叠层贴片天线，如Trimble公司的Zephyr测量型天线；采用“风火轮”技术的多臂平面螺旋缝隙天线，如果Novatel GPS-600天线。前者通过轴对称的对馈源设计保持天线的轴对称性，馈源越多，对称性越好，相位中心稳定度越高，当馈电网络越复杂，且带宽较窄，相位中心稳定性较低，且不易调节；后者通过多个绕轴对称的缝隙螺旋臂保证天线高稳定相位中心，馈电网络采用串行行波微带线馈电电路，结构较为简单，但是其相位中心稳定性较低，且不易调节。

发明内容

本发明提供一种具有结构紧凑、驻波小、轴比小、轴比带宽宽、双频隔离度高、宽波束范围内相位中心超稳定、不圆度低、易于调节且具有抗多径干扰功能的城垛式抗多径多馈源双频宽波束稳定相位中心天线。

本发明采用如下技术方案：

一种城垛式抗多径多馈源双频宽波束稳定相位中心天线，包括：天线罩和用于反射信号和强抑制多径干扰的城垛式三维金属扼流圈，所述城垛式三维金属扼流圈包括高度相等的中心基座、第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈和第四扼流圈，第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈和第四扼流圈与中心基座同心，并且，第三扼流圈位于第四扼流圈内，第二扼流圈位于第三扼流圈内，第一扼流圈位于第二扼流圈内，中心基座位于第一扼流圈内，中心基座、第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈和第四扼流圈的位置沿高度方向逐圈向下，第四扼流圈为金属筒，第一扼流圈、第二扼流圈、第三扼流圈为准金属筒，所述准金属筒由12~16片金属圆弧片构成，12~16片金属圆弧片均匀分布于以中心基座为中心、以金属圆弧片的曲率半径为半径的圆周上，并且，相邻的金属圆弧片留有间隙并以此间隙为槽，各个槽的槽宽相等，相邻准金属筒上的间隙轴向错位，所述天线罩设在城垛式三维金属扼流圈的中心基座上，在城垛式三维金属扼流圈的中心基座内设有第一功分器和第二功分器，在天线罩内且在城垛式三维金属扼流圈的中心基座上设有相互叠加在一起的第一辐射天线和第二辐射天线且由穿过第一辐射天线和第二辐射天线中心的空心短路螺钉固定在城垛式三维金属扼流圈的中心基座上，在第一辐射天线与城垛式三维金属扼流圈的中心基座之间设有第一同轴电缆，第一同轴电缆的内芯的一端与第一辐射天线的辐射片连接，第一同轴电缆的内芯的另一端与第一功分器的第一支路连接，第一同轴电缆的屏蔽层的一端与第一辐射天线的地连接，第一同轴电缆的屏蔽层的另一端与第一功分器的地连接；在第二辐射天线与城垛式三维金属扼流圈的中心基座之间设有第五同轴电缆且第五同轴电缆穿过空心短路螺钉，第五同轴电缆的内芯的一端与第二辐射天线的地连接，第五同轴电缆的内芯的另一端与第二功分器的第一支路连接，第五同轴电缆的屏蔽层的一端与第二辐射天线的辐射片连接，第五同轴电缆的屏蔽层的另一端与第二功分器的地连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

城垛式三维金属扼流圈的中心基座15和城垛式三维金属扼流圈的第一扼流圈16形成的扼流环、城垛式三维金属扼流圈基座的第一扼流圈16和城垛式三维金属扼流圈基座的第二扼流圈17形成的扼流环对应第二辐射天线参数，第一扼流圈和第二扼流圈上各自开槽12个，槽宽3mm，槽深同扼流圈高度，第一扼流圈16和第二扼流圈17槽的相对角度错开10度，该结构实现了对第二辐射天线工作频点多径信号的抑制和交叉极化信号的抑制以及切断了第一扼流圈16和第二扼流圈17上的电流。