[发明专利]一种带叉指耦合控制的桥式跨接双频微带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种双频微带天线，尤其是涉及一种可应用于北斗卫星导航系统，带叉指控制的桥式跨接双频微带天线。

背景技术

北斗卫星导航系统（BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System）是我国独立发展、自主运行的全球卫星导航定位系统，并与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略兼容互用的全球卫星导航系统，既能提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，还具备短报文通信、差分服务和完好性服务特色。

正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务（属于第二代系统）。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能，并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥着重要作用。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务,预计到2020年左右形成覆盖全球的卫星导航定位系统。

微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线，以其三维结构的灵活性受到各种不同设计目标的全方位开发，既被单独用于手机天线、医用辐射器等，也被广泛用作各种阵列天线结构单元。微带天线素以低轮廓、便于与电路集成、印刷雕刻工艺等优点著称，但也存在频带窄、增益较小、方向性差、效率低等缺点，因此对微带天线研究具有十分重要的工程价值和理论意义。

采用高介电常数的介质基板是天线小型化的常用技术，微带天线一般是半波辐射结构，采用薄基片的矩形微带天线，在特定频率下，介电常数的提高可以减小有效贴片长度，实现小型化。对于半波结构的矩形微带天线，表面电流分布依赖于贴片的几何形状，通过贴片表面开槽或者改变贴片边缘形状，引入扰动，使电流曲折绕行，电流的有效路径变长，谐振频率下降，因此引入曲流技术也可有效的减小天线尺寸。

如何能够更好地控制天线的相位和增益，并改善天线辐射边长，节省介质基板材料，改善天线增益并实现天线小型化，可保持很好的相位中心稳定度。可应用于北斗导航系统的双频微带天线已成为十分关注的课题。

目前北斗卫星微带天线的实现可采用矩形贴片、圆形贴片或三角形贴片等，同时利用叠层或双馈等技术实现双频圆极化，存在着频带宽度窄、增益较低、仰角特性不好等不足。

公开号为CN103022685A的中国专利申请“北斗系统耦合加载寄生单元正交合成双频微带天线”，采用三角形三边分别加载一条窄长的矩形贴片，矩形贴片与中间主辐射单元耦合，并利用双馈电点实现北斗收发双频。

目前采用L字形带叉指槽耦合技术的双馈双频微带天线尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高增益、回波损耗低、集成度高、高对称性、隔离度高、方向性良好，适用于北斗导航系统，带叉指耦合控制的桥式跨接双频微带天线。

本发明由下至上设有接地板、介质基板和辐射贴片；

接地板为导体，辐射贴片为金属辐射贴片，所述辐射贴片上设有左右对称的2个馈电孔，在2个馈电孔上分别设有馈电接线端子，辐射贴片通过同轴线内芯穿过馈电孔与介质基板连接，同轴线外芯与接地板连接；辐射贴片的形状为方形，辐射贴片的4个角部均设有L字形带叉指通槽，L字形带叉指通槽的内侧和外侧均设有间隔布置的叉指槽，L字形带叉指通槽的内侧所设叉指构成内框叉指方形耦合阵列，L字形带叉指通槽的外侧所设叉指构成外框叉指方形耦合阵列，相邻的L字形带叉指通槽形成桥式跨接，以4个L字形带叉指通槽为分界，辐射贴片形成内框和外框，即辐射贴片形成双馈双框式结构。

所述接地板最好为导电性能优良的导体，如铜、铁、镍等，最好为铜接地板。

所述介质基板可为陶瓷板，所述陶瓷板最好为相对介电常数大于6的陶瓷板或环氧复合陶瓷板。

所述辐射贴片最好为导电性能优良的导体，如银和铜，一般为铜接地板。