[发明专利]北斗导航系统交错三角修正矩形环夹层多馈微带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种微带天线，尤其是涉及一种可用于北斗导航系统多频段的嵌套式分型环结合中心夹层方形环多馈技术的微带天线。

背景技术

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，与美国GPS、俄罗斯GLONASS和欧洲GALILEO系统兼容共用的全球卫星导航系统，并称全球四大卫星导航系统。“北斗卫星导航系统”一词一般用来特指北斗二号，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，其中5颗静止轨道卫星是以与使用静止轨道卫星的北斗一号系统相兼容。北斗系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务,并兼具短报文通信能力。正是由于其全球性、全天候性、连续性、高精度及稳定性的突出特点，北斗卫星导航系统可广泛应用于国防军事、个人位置服务、气象监测、道路交通管理、海运水运、航空运输、应急救援等方面。随着导航定位技术不断发展以及日益复杂的国际环境，我国已经迫切需要拥有完全自主知识产权的卫星导航定位系统，北斗卫星导航系统环境的成功研发就是我国空间资源利用历史上的一个里程碑。作为科技含量极高、人力资本密集的战略性新兴产业，北斗卫星导航的市场空间极富想象力。

天线设计及制造技术是卫星导航系统的核心关键技术之一，天线的各项特性及形态大小，极大程度地影响了北斗卫星导航系统的工作性能及应用领域。目前，北斗卫星导航系统工作于上行L频段（1616±5MHz，左旋圆极化），以及下行S频段（2492±5MHz，右旋圆极化）。对于北斗卫星导航系统的天线设计要求小型化、多频化、多极化、具有低仰角高增益，能在整个方位平面上提供均匀覆盖。目前，国内主要研究有单频卫星终端天线、尺寸相对较大的多模卫星微带天线以及四臂螺旋偶极子类的卫星终端天线等（[1]Sha Liu and Qing-Xin Chu.Single-feed circularly polarized antenna for CNSS dual-band applications[C].Microwave Conference,2008:pp1-4;[2]Wen Liao,Qing-Xin Chu and Shu Du.Tri-band circularly polarized stacked microstrip antenna for GPS and CNSS applications[C].IEEE Conference Publications,2010:252-255;[3]Ze-Kun Pan,Qing-Xin Chu,Wei Lin.Compact Circularly-polarized antenna with spiral slots for CNSS dual-band applications[C].Proceedings of the Asia-Pacific Microwave Conference2011.Engineers Australia,2011:825-828;[4]Wang,L,Guo,Y.X.,Sheng,W.Tri-band circularly polarized annular slot antenna for GPS and CNSS applications[J].Antennas and Wireless Propagation Letters,IEEE,2012:1-1）。

虽然近几年来在北斗卫星导航系统终端天线的领域已经有了不少研究，但是主要都集中在单频或双频的圆极化，对北斗卫星终端天线的多频兼容特性考虑较少，特别是兼容北斗B3（1268±5MHz，右旋圆极化）频点的三频圆极化北斗卫星终端天线的成功样例极少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尺寸小、带宽大、回波损耗低、增益性能好、结构简单且具有全向辐射特性的北斗导航系统交错三角修正矩形环夹层多馈微带天线。

本发明设有由导体和介质基板无间隙交叠组成的5层结构：从上到下依次为上导体层、上基板、中导体层、下基板和下导体层，上导体层带有三角修正嵌套多环辐射贴片，所述三角修正嵌套多环辐射贴片的轮廓为至少2个矩形环状；每个三角修正嵌套环辐射贴片交错在对边上加入两个同样的等腰三角形切边结构；在中导体层上设有与频段数目相同的微带馈线并分别与不同的三角修正嵌套环辐射贴片边缘连接；每一条微带馈线都采用至少2段片式耦合结构；下导体层设有金属接地板。

所述导体可采用铜或银等。