[发明专利]一种偏波束掩星GNSS天线

说明书

本发明公开了一种偏波束掩星GNSS天线，包括天线单元，所述天线单元包括第一层介质板、第二层介质板、第三层介质板、第四层介质板以及金属底板，所述第一层介质板上印有第一微带贴片，所述第一层介质板上设有金属化孔，所述第二层介质板上印有第二微带贴片，所述第二微带贴片上设有缝隙，所述第三层介质板上设有馈电网络，所述第四层介质板与所述第三层介质板贴合共同组成带状线馈电网络，所述第一层介质板、所述第二层介质板、所述金属底板、所述第三层介质板以及所述第四层介质板依次自上至下层叠设置，所述第一层介质板和所述第二层介质板均呈阵列布置，且每列以固定角度差旋转排布。本发明通过旋转阵元角度的空间移相方法，实现了天线波束偏转。成本低、环境适应性好。

技术领域

本发明涉及空间探测仪器领域，具体涉及一种偏波束掩星GNSS(GlobalNavigation Satellite System，全球导航卫星系统)天线。

背景技术

当GNSS信号穿过电离层和大气层、到达位于另一端的低轨卫星时，由于传播介质及其梯度的存在，会产生附加时延和弯曲.利用这些附加时延和弯曲信息、基于一定的假设条件下，可以反演得到电离层电子密度和低层大气的折射率、温度、密度、及水汽含量等。作为星载掩星探测系统必不可少的一部分，天线性能的好坏直接影响整个系统的性能。通常用于GNSS无线电掩星探测的大气掩星天线会相对于卫星坐标轴倾斜二十几度安装，以形成地球赋形波束，该角度一般通过天线后端的T/R组件(信号收发组件)或星上架设的支架实现波束偏转。通过天线后端T/R组件移相的方法，其环境适应性较差，成本过高；在星上架设支架会增加整星重量，增大整星包络。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种偏波束掩星GNSS天线，通过旋转阵元角度的空间移相方法，实现了天线波束偏转，成本低、环境适应性好。

本发明提供的偏波束掩星GNSS天线，包括多个天线单元，每个所述天线单元包括第一层介质板、第二层介质板、金属底板、第三层介质板以及第四层介质板，所述第一层介质板上印有第一微带贴片，所述第一层介质板上设有金属化孔，所述第二层介质板上印有第二微带贴片，所述第二微带贴片上设有缝隙，所述第三层介质板上设有馈电网络，所述第四层介质板与所述第三层介质板贴合共同组成带状线馈电网络，第一层介质板、第二层介质板、金属底板、第三层介质板以及第四层介质板依次自上至下层叠设置，多个所述天线单元呈阵列布置，且每列所述天线单元与相邻所述天线单元以固定角度差旋转排布。

进一步地，所述第一层介质板和所述第一微带贴片同心设置，所述金属化孔位于所述第一层介质板的中心位置，所述第一微带贴片为高频微带贴片，其工作频率包括1575.42MHz、1561.098MHz。

进一步地，所述第二层介质板和所述第二微带贴片同心设置，所述缝隙包括4个中心对称的L型缝隙，所述缝隙的中心位置与所述第二微带贴片的中心位置相同，所述第二微带贴片为低频微带贴片，其工作频率包括1227.6MHz、1207.14MHz。

进一步地，所述第一层介质板和所述第一微带贴片上设有位置对应的第一探针孔，所述第二层介质板上设有耦合孔，所述耦合孔位于所述缝隙中，所述金属底板上设有位置相对应的第三探针孔，所述第一探针孔、所述耦合孔以及所述第三探针孔均用来安装同一探针。

进一步地，所述第一微带贴片通过所述探针与所述第三层介质板焊接在一起，所述第一微带贴片通过所述探针直接馈电；所述第二微带贴片以耦合的形式与所述第三层介质板连接，所述第二微带贴片为耦合馈电。。

进一步地，所述第一微带贴片的其中两个相对的直角分别切掉一个小三角形，所述第二微带贴片对应的两个直角也分别切掉一个小三角形。

进一步地，所述第一层介质板的介电常数为10，所述第二层介质板的介电常数为6.15，所述第三层介质板和所述第四层介质板的介电常数均为3.5所述金属底板为铝合金材质。

进一步地，所述第三层介质板的下表面设有SMA-K接头，作为整个天线的输出端口。