[发明专利]应用于北斗系统的双框带切口四桥跨接微带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种微带贴片天线，尤其是涉及一种应用于北斗系统的双框带切口四桥跨接微带天线。

背景技术

自2000年以来，中国已成功发射了多颗北斗一号导航定位卫星和北斗二号导航定位卫星，已建成北斗一号导航试验系统,并正在建设覆盖全球的北斗二号卫星定位系统。天线作为卫星通信系统必不可缺少的一部分，直接决定着卫星通信系统的性能。

我国的北斗二号卫星通信系统工作于B1和B3频段、上行（发射频率）L频段和下行（接收频率）S频段。通常使用双频或多频来补偿电离层传播造成的延时，这就要求天线在各个频率上都具有良好的工作性能。另外，由于卫星通信信号是圆极化波，天线应该呈现圆极化。在信息技术迅猛发展的今天，随着卫星通信系统的广泛应用，对卫星通信系统接收天线的研究层出不穷，如单极的、双极的、螺旋的、四臂螺旋的以及微带天线结构，均可用于卫星通信系统的各种天线中。

传统的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，已在移动通信、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。随着数字通信技术的不断发展，无线网络不再仅仅是计算机链接网络上网的一种手段，它无线移动的优势为人们带来更为全面、新颖、快捷、廉价的沟通方式。

微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线，因其固有的优点而得到了广泛的应用，但其也存在增益较小、方向性差、表面波的存在、带宽不足等缺点。所以对微带天线进行深入研究具有十分重要的工程价值和理论意义。在微带天线设计中加载耦合腔技术是天线工程中常用的实现小型化的方法，通过在天线的适当位置加载电阻、电抗或导体来改善天线中的电流分布，从而达到改变天线的谐振频率，或者在同样的工作频率下降低天线的高度以及改变天线的辐射方向图等目的。加载的元件可以是无源器件也可以是有源网络，可以是线性元件也可以是非线性的，实际工程中最常用的是无源加载，如顶部加载、介质加载、串联分布加载、集中加载等。对于工作频率不高的情况常采用集中加载，而在工作频率较高时则采用分布加载，因此通过加载技术是实现天线小型化最有效的途径。

发明内容

本发明的目的在于提供回波损耗低、增益高、干扰小、高对称性、高集成度、小型化且具有定向辐射特性的兼容北斗频段卫星定位系统的一种应用于北斗系统的双框带切口四桥跨接微带天线。

本发明设有基板，在基板两个表面上敷有金属层，其中，一表面金属层加工成带切角的外框与内辐射贴片的双框，外框的内沿上制备有矩形切口，内外通过四桥跨接成内辐射贴片与外辐射贴片对称结构；另一表面金属层为接地板。

所述基板可采用陶瓷介质基板，所述陶瓷介质基板的相对介电常数大于8，所述陶瓷介质基板可采用正方形陶瓷介质板，正方形陶瓷介质板的边长可为15～45mm，厚度可为2～5mm，优选尺寸为40.5mm×40.5mm×3mm；所述金属层可采用银层或铜层等。

所述外辐射贴片可采用带切角的方形套框外辐射贴片结构，所述带切角的方形套框外辐射贴片结构的边长15～30mm，所述带切角的方形套框外辐射贴片结构的切角大小边长可为2～2.5mm。

所述内辐射贴片可采用带切角的方形内辐射贴片结构，所述带切角的方形内辐射贴片结构的边长可为10～25mm，所述带切角的方形内辐射贴片结构的切角大小的边长可为1.5～2mm。

所述外辐射贴片与内辐射贴片的间隙可为0.5～1.0mm。

所述外框中带有以完整矩形框边长中心为对称而均匀分布的矩形加载切口，切口的长度为1.8～2.2mm，宽度可为1～1.5mm，相互之间距离可为1.8～2.2mm，分布于外框的矩形加载切口可设有20个。

所述外框与内辐射贴片4条边之间带有对称均匀分布的4个跨接导电桥，导电桥可以为矩形、梯形等结构，矩形导电桥宽度可为0.5～1mm。

所述内辐射贴片上设有馈电点，所述馈电点的直径可为0.8～1mm，馈电点穿透基板的圆柱孔，该圆柱孔的圆心相对于中心点的水平距离可为4.5～7.5mm。

本发明采用合理的优化良导体辐射面双框的比例、切角大小、外框内沿切口尺寸、跨接桥匹配及馈电点的位置，可按需调整电特性从而覆盖北斗系统的上下行工作频段及终端天线圆极化的轴比和圆极化的旋向,具有优良的电磁特性。