[发明专利]一种微波衰减型GNSS测量型天线及设备

说明书

本发明公开了一种微波衰减型GNSS测量型天线及设备，该天线包括扇面十字振子、半开口圆腔、抑径板、微波衰减板、引向板以及极化隔离功分模块等；扇面十字振子通过支撑组件安装于半开口圆腔底部中央；支撑组件有4个支撑柱体；扇面十字振子包括4个单元振子，分别安装于四个支撑柱体的顶部，距腔底同高；其中，扇面十字振子的设置高度与半开口圆腔的深度通过调节确定，实现平口径面辐射；扇面十字振子的顶部通过介质圆环与引向板同轴绝缘安装；抑径板以一定的间距、同轴安装于半开口圆腔的下底部，微波衰减板紧靠抑径板底面，同轴安装；极化隔离功分模块和LNA模块设置于微波衰减板的底部。本发明的天线小型、轻量、简单且低成本。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及全球导航卫星系统终端接收

机的一种微波衰减型GNSS测量型天线及设备。

背景技术

全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性（海、陆、空、天）、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能；并能为各用户提供实时动态精密的三维空间坐标、速度和时间。GNSS又称天基PNT（position、navigation、timing）或PNOT（position、navigation、orientation、timing）系统，业已成为国家重大的空间和信息化基础设施，也成为体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志。它将成为继移动通信和互联网之后的全球第三个发展得最快的电子信息产业的经济新增长点。

导航卫星发射信号包括载波、测距码和数据码，常称为导航电文。接收机将导航电文进行信息处理转换为位置、速度和时间的7维信息，完成导航、定位并提供时间基准。导航定位接收机是卫星导航产业中所有应用的基础，接收机天线是接收机重要而核心设备。随着应用的普及与深入，对接收机系统定位精度的要求越来越高，一种载波相位测量型接收机可实现cm乃至mm量级的定位精度, 其天线是该接收机不可或缺的关键设备，对提高GNSS的载波相位测量精度起着十分关键的作用。

在GPS早期，单频伪距码定位的GPS-L1(C/A码)接收机天线多采用微带贴片和四臂螺旋天线。随着双频GPS差分应用，出现了双层微带贴片天线，这类天线通过微带介质板的层叠解决了GPS-L1和GPS-L2双频点应用，但不能完全满足多频宽带应用要求。再有微带天线辐射同时会产生表面波，由于表面波的激励和辐射使微带天线辐射方向图的前后比、圆对称性和广角圆极化特性都难以改进提高。这类天线抗多径能力和相位中心稳定性均较差，很难满足高精度载波测量要求。

之后，为抑制表面波提出了双短路圆环的圆形微带贴片天线，在GPS-L1、L2获得了明显的效果。该设计并没有脱离谐振概念，应用到多频、宽带仍有困难。当今多元化的星基资源，面对多星并存、共用的应用环境和高精度测量要求的应用来说，单独微带天线显得多有不足。

2002年 NovAtel Inc.（专利号：US-6445354-B1），首先研制出用于L1频段的风火轮状天线（‘High Performance GPS Pinwheel Antenna’）达到稳定的辐射相心和对多径信号的一定抑制，满足了载波相位测量的要求。典型产品为GPS-601。后来，NovAtel Inc.又研制了适合GNSS的宽带接收机天线，典型产品为GPS-704X。从实测结果看，704X天线增益指标在全频段内不均衡，低端增益比高端低近3dB，这对实现全频段的GNSS信号接收，特别是对我国BD-2信号接收是有明显影响的。