[实用新型]一种卫星导航终端天线

说明书

本实用新型涉及一种卫星导航终端天线，包括第一、第二、第三、第四介质板和围栏状介质板，第一、二介质板上下平行设置，第三与第四介质板十字交叉并竖向设置于第一、二介质板之间，第一介质板上表面印刷有由两对自相移偶极子臂构成的辐射贴片，第三、四介质板的前表面印刷有具有偶极子臂的辐射贴片，以形成十字交叉偶极子臂，第三、四介质板的后表面印刷有馈线，辐射贴片与馈线经探针连接，自相移偶极子臂与十字交叉偶极子臂经探针连接，第二介质板下侧面设有馈电网络，馈线经探针与馈电网络连接，围栏状介质板围设于第二介质板周部，围栏状介质板内侧面为辐射面，围栏状介质板上设有若干缝隙。该天线结构有利于增强天线的定向性和低仰角增益。

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，具体涉及一种应用于GPS L1和BD B1频段的卫星导航终端天线。

背景技术

全球定位系统（GPS）由于其广泛的应用，如定位，导航和时钟同步，一直是一个热门的研究课题。通常，GPS天线需要右手圆极化（RHCP），宽波束宽度和低仰角的高天线增益。GPS接收器需要从至少四个卫星接收信号以确定3D位置。宽带天线可以有效地增加覆盖范围并接收信号，即使在低仰角也是如此。现有技术已经针对GPS应用研究了不同的圆极化（CP）天线。例如，提供非常宽阔的心形辐射模式的四线螺旋天线已被广泛使用。可以通过改变匝数和螺旋长度与直径之比来控制辐射方向图的形状。但是，很难精确地制造螺旋结构。这可能是一个问题，因为它的天线性能对结构不对称和馈电不平衡的制造误差很敏感。现有技术已经设计了许多微带GPS天线，因为它们外形低，结构简单。然而，它们的波束宽度不是很宽，并且它们的天线增益在低仰角时急剧减小。例如，它们的仰角为仰角θ = 85°低于0dBic，有些甚至低于-5 dBic 。现有技术已经公开了用于上半球覆盖的CP模式分集天线。它的全向端口可以提供大约1 dBic的增益θ = 90°，由于其双端口结构而增加系统复杂性。在该通信中，研究了具有增强的低仰角增益的单端口宽波束交叉偶极天线。天线由四对印刷偶极子组成，它们由两个正交和正交电流馈电以产生RHCP场。弯折的偶极子和地平面可以增强低仰角增益。通过使用具有倾斜缝隙的盒装腔体，进一步增强低仰角增益。ANSYS HFSS用于模拟天线，制造原型并测量以验证模拟。该天线工作在GPS L1和BD B1频段，具有良好的阻抗匹配和轴比（AR）。它具有较宽的3 dB AR波束宽度和3 dB增益波束宽度。它的模拟和测量天线增益为θ = 70°，右旋为1.2dBic，高于现有GPS天线中常见的负值。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种卫星导航终端天线，该天线结构有利于增强天线的定向性和低仰角增益。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种卫星导航终端天线，包括第一、第二、第三、第四介质板和围栏状介质板，所述第一介质板和第二介质板上下平行设置，所述第三介质板与第四介质板十字交叉并竖向设置于第一介质板和第二介质板之间，所述第一介质板上表面印刷有由两对自相移偶极子臂构成的辐射贴片，所述第三介质板和第四介质板的前表面印刷有具有偶极子臂的辐射贴片，以在第三介质板与第四介质板交叉设置时形成十字交叉偶极子臂，所述第三介质板和第四介质板的后表面印刷有馈线，辐射贴片与馈线经探针连接，所述第一介质板上的自相移偶极子臂与第三、第四介质板上的十字交叉偶极子臂经探针连接，所述第二介质板下侧面设有馈电网络，所述第三、第四介质板上的馈线经探针与馈电网络连接，所述围栏状介质板围设于第二介质板周部，所述围栏状介质板内侧面为辐射面，所述围栏状介质板上设有若干缝隙。

进一步地，所述第一介质板上表面的4个自相移偶极子臂均为弯折形结构，以增加天线的阻抗带宽和轴比带宽。

进一步地，所述第三介质板和第四介质板前表面的偶极子臂均为弯折形结构，以增加天线的阻抗带宽和轴比带宽。

进一步地，所述第三介质板和第四介质板的辐射贴片包括偶极子臂和设于偶极子臂下方的辐射体。