[发明专利]卫星导航系统终端宽带小型微带天线

说明书

卫星导航系统终端宽带小型微带天线，涉及天线技术。本发明包括贴片、介质基材和激励探针，其特征在于：介质基材包括介电常数为ε1的第一介质基材和介电常数为ε2的第二介质基材，16≤ε1≤18，10≤ε2≤12，且ε1‑ε2≥4；贴片和激励探针之间设置有第一介质基材，激励探针包括横向部分和纵向部分；激励探针的横向部分与贴片形成电容性耦合，纵向部分穿过第二介质基材，纵向部分具有外部电路连接端。本发明的有益效果是，体积小，精度高，带宽大，应用范围广，很适合用于通讯导航、手表系统、登山旅游、沙漠探险、深林防火、车辆监控、高铁运输。

技术领域

本发明涉及天线技术、宽带技术、小型化技术，特别涉及卫星导航天线。

背景技术

卫星导航系统是指为地面、海洋、空间、以及太空的各种的载体提供位置、速度、时间等资讯服务的专业系统。可实现对目标定位、导航、监管、管理。它已在军事和民用等领域发挥出重要作用，成为不可或缺的无线电应用的高技术。

随着北斗导航系统的不断完善，加上中国参与欧洲伽利略卫星导航系统的研发，目前国内已能够接收GPS、北斗、GLONASS、伽利略四套卫星导航系统信号。利用组合导航，可以使观测到的卫星数目会大幅度增加,有利于减少多路径效应，提高定位精度，缩短定位时间，提高观测结构的可靠性。特别是在城市、峡谷、密林深处等信号受到严重遮挡的情况下，尤为重要。

卫星导航系统终端天线多采用微带天线，这是因为微带天线轻、小，适宜平装和集成。普通微带天线工作频带比较窄，一般为2％左右，即或采用扩频加载技术，工作频带也只能扩展到7％左右，不能满足覆盖北斗、GPS、GLONASS、伽利略，四系统的频率覆盖要求。因此不得不采用双天线叠层结构。叠层结构天线由两层辐射贴片和接地板组成，上层辐射单元(贴片)产生的GPS的L₁频段(1.575GHz).GLONASS的E₁频段(1.602GHz),北斗的B₁频段(1.561GHz)。下层辐射单元(贴片)产生GPS的L₂频段(1.227GHz)GLONASS的E₂频段(1.246GHz)、北斗的B₂频段(1.207GHz)。其中下层辐射单元(贴片)同时也充当了上层的接地板。

要实现对称馈电，需要8根馈线。其中4根馈线为下贴片馈电。另外4根馈线为上贴片馈电，为上贴片馈电的4根馈线必须通过下层贴片，这样就不可避免地会对下层贴片造成激励，形成干扰，降低两天线之间的隔离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有更大的带宽和更小体积的卫星导航终端天线。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，卫星导航系统终端宽带小型微带天线，包括贴片、介质基材和激励探针，其特征在于：

介质基材包括介电常数为ε1的第一介质基材和介电常数为ε2的第二介质基材，16≤ε1≤18，10≤ε2≤12，且ε1-ε2≥4。

贴片和激励探针之间设置有第一介质基材，激励探针包括横向部分和纵向部分；激励探针的横向部分与贴片形成电容性耦合，纵向部分穿过第二介质基材，纵向部分具有外部电路连接端。

进一步的，贴片带有耦合缝隙，耦合缝隙的一端设置于贴片边缘，即缝隙在贴片边缘有一个开口；

所述贴片的耦合缝隙包括中心对称正交分布的直线缝隙，探针的横向部分平行于耦合缝隙。

每条耦合缝隙都具有一个扩展缝隙，所述扩展缝隙垂直于直线缝隙，且与直线缝隙相交于扩展缝隙的中点，探针的横向部分平行于直线缝隙。

所述探针的横向部分共面设置于一个平行于贴片的平面，且横向部分中心对称分布，探针的纵向部分垂直于横向部分，纵向部分与横向部分的连接点位于横向部分远离对称中心的一端，且各探针的纵向部分彼此平行。