專利名稱：Bgan系統(tǒng)便攜終端的天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線陣或系統(tǒng)，屬于一種新型海事衛(wèi)星便攜終端天線裝置。
背景技術(shù)：
BGAN是寬帶全球局域網(wǎng)Broadband Global Area Network的英文縮寫(xiě)，是國(guó) 際海事衛(wèi)星組織Inmarsat提供的第四代全球性移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)。它吸取、兼 容了3G的通信優(yōu)勢(shì)，在衛(wèi)星通信中結(jié)合了便攜移動(dòng)、寬帶、網(wǎng)絡(luò)通信的需求， 成為向在全球范圍任意移動(dòng)的用戶提供安全可靠的音視頻流媒體傳輸、電子郵 件、網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)的革命性通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作在L波段，它的接收和發(fā)送 頻率分別對(duì)應(yīng)1525 1550MHz和1626.5MHz 1660.5MHz。為了收發(fā)共用一個(gè)天 線，則將天線的工作頻帶設(shè)計(jì)為1525MHz l660.5MHz,相對(duì)帶寬為8.5%。天 線采用右旋圓極化形式，因?yàn)閳A極化波在穿過(guò)雨霧層和電離層時(shí)，引入的損耗 小。
目前已有的BGAN便攜終端天線，大都采用高成本的微波材料基板，通過(guò) 和天線做在一起的微帶線饋電功分網(wǎng)絡(luò)對(duì)各天線單元實(shí)現(xiàn)等功率饋電。由于使 用微波材料基板，使得天線成本升高；由于對(duì)各單元天線等功率饋電，容易產(chǎn) 生輻射零點(diǎn)，對(duì)天線方向性指向要求提高，并且饋電功分網(wǎng)絡(luò)的寄生輻射也會(huì) 對(duì)天線的方向性造成影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服傳統(tǒng)BGAN終端天線的缺點(diǎn)，提出一種適用于 BGAN系統(tǒng)便攜終端的天線結(jié)構(gòu)，以期提高天線的性能指標(biāo)。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種BGAN系統(tǒng)便攜終端的天線裝置，其特征在于包括一個(gè)由單元天線組成 的天線陣和封閉結(jié)構(gòu)地，其中所述的單元天線為帶有導(dǎo)體貼片的正方形輻射單 元，輻射單元分上下二層，同心放置，其層間距d2=2.5cm，上層為寄生單元， 其邊寬L2=7cm，由0. 1mm厚鋁箔和EPS泡沬構(gòu)成；下層為激勵(lì)單元，其邊寬 L產(chǎn)8.4cm，由0. lmm厚鋁箔和EPS泡沬構(gòu)成，天線饋電采用L帶條形式，L帶條 的長(zhǎng)度d二2.5cm，寬度r=lcm，其一端由封閉結(jié)構(gòu)地的通孔中引出并與激勵(lì)單元 相交，形成互為90°的縱、橫向L帶條架構(gòu)，另一端則與饋電網(wǎng)絡(luò)連接，并通 過(guò)封閉結(jié)構(gòu)地的通孔與外部的MCX-J接頭相連接，同時(shí)在L帶條引出端的近距 離處實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接地；由于兩個(gè)導(dǎo)體貼片形成了兩個(gè)諧振回路，生成兩個(gè)諧振頻 率，通過(guò)調(diào)整頻率使其互相接近，還可形成頻帶大大展寬的雙峰諧振電路，利 用雙饋點(diǎn)饋電方式便可產(chǎn)生兩路等幅相差90°信號(hào)而實(shí)現(xiàn)右旋圓極化。
所述的饋電網(wǎng)絡(luò)是由縱向L帶條、橫向L帶條、90°相移器和具有不同饋 電線寬度亦即形成不同阻抗變換的帶狀線封閉結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的一端為饋電輸入端， 一端為L(zhǎng)帶條的引出端。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，主要表現(xiàn)在
(1) 、用鋁箔、EPS泡沫和聚乙烯發(fā)泡等低成木材料取代高成木的微波材料作基板降低了成本；
(2) 、用不等功率饋電網(wǎng)絡(luò)給單元天線饋電能獲得較好的主瓣方向性，避 免了輻射零點(diǎn)；
(3) 、用帶狀線饋電網(wǎng)絡(luò)抑制了微帶線功分網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的寄生輻射對(duì)天線方 向性的不利影響；
(4) 、采用與饋電功分網(wǎng)絡(luò)一體化的L帶條饋電結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了兩點(diǎn)正交饋 電和右旋圓極化，同時(shí)改進(jìn)了饋電結(jié)構(gòu)的加工工藝性；
(5) 、采用多點(diǎn)接地結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了饋電網(wǎng)絡(luò)阻抗的良好匹配。


本發(fā)明有附圖六幅，其中圖1是本發(fā)明單元天線結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖；圖2是本發(fā)明單元天線結(jié)構(gòu)示意圖的側(cè)視圖；圖3是天線陣示意圖；圖4是饋電功分網(wǎng)絡(luò)及L帶條結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是L帶條引出通孔位置圖；圖6是帶狀線功分網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)接地位置圖。圖中1、激勵(lì)單元，2、寄生單元，3、橫向饋電L帶條，4、縱向饋電 L帶條，5、鋁箔板，7、 EPS泡沫，8、饋電網(wǎng)絡(luò)，9、 MCX-J接頭，10、
封閉結(jié)構(gòu)地，11、聚乙烯發(fā)泡，12、 90°相移器，13、饋電輸入端。
具體實(shí)施例方式
如圖1_圖6所示的一種BGAN系統(tǒng)便攜終端的天線裝置，其中的單元天線
主體采用雙層微帶結(jié)構(gòu)，雙層導(dǎo)體貼片的下層為激勵(lì)單元，上層導(dǎo)體貼片為寄
生單元。上下兩層貼片均采用正方形作為輻射單元。這種單元簡(jiǎn)單、易于制造，
并且具有良好的正交極化輻射特性。兩層貼片同心放置，高頻段天線貼片放在
上層，低頻段天線貼片放在下層。接收天線的貼片大于發(fā)射天線的貼片，可以
作為發(fā)射天線的地。這兩個(gè)導(dǎo)體貼片形成了兩個(gè)諧振回路，具有兩個(gè)諧振頻率。
通過(guò)選擇合適的介質(zhì)基板、饋電位置、貼片大小和貼片間距，可以調(diào)整這兩個(gè)
諧振頻率，使這兩個(gè)頻率適當(dāng)接近，從而形成頻帶大大展寬的雙峰諧振電路。
利用雙饋電點(diǎn)饋電方式產(chǎn)生兩路等幅相差90。信號(hào)實(shí)現(xiàn)右旋圓極化。兩路信號(hào)由
底層的饋電功分網(wǎng)絡(luò)提供。為了避免傳統(tǒng)的饋電端采用同軸結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性和
加工的復(fù)雜性，采用新的與饋電功分網(wǎng)絡(luò)一體的等效電流帶形式(L帶條)給下
層激勵(lì)單元饋電。為使天線獲得較好的軸比和輻射特性，抑制傳統(tǒng)與天線共面
的饋電網(wǎng)絡(luò)的寄生輻射對(duì)天線的影響，饋電網(wǎng)絡(luò)采用新型帶狀線封閉結(jié)構(gòu)，饋
電電流帶從縫隙中伸出與激勵(lì)單元相交。貼片單元采用O.lmm厚鋁箔利用EPS
泡沫支撐，下層帶狀線饋電功分網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)采用聚乙烯發(fā)泡，單元大線結(jié)構(gòu)具體 尺寸為A:8.4cm， Z2=7cw， <i = 2.5c附，= 0.5cm ， c 2=k7 ， r = lew ， /z = 0.3cw。
采用六個(gè)單元天線組成天線陣以獲得較高的天線增益。優(yōu)化設(shè)計(jì)的天線單 元之間的間距，天線陣示意見(jiàn)圖3。為了獲得較好的輻射場(chǎng)形，并降低副瓣電平， 增大主瓣寬度，各單元天線采用帶狀線結(jié)構(gòu)形式不等功率饋電功分網(wǎng)絡(luò)以抑制 輻射零點(diǎn)，從而獲得較好的方向性，詳細(xì)饋電功分網(wǎng)絡(luò)示意見(jiàn)圖4。利用與饋電 功分網(wǎng)絡(luò)一體的L帶條對(duì)貼片單元進(jìn)行激勵(lì)，L帶條在封閉的帶狀線結(jié)構(gòu)通孔 處引出，通孔位置見(jiàn)圖5。同時(shí)為了獲得良好的信號(hào)傳輸和阻抗匹配，采用了多 點(diǎn)接地結(jié)構(gòu)，在帶狀線饋電功分網(wǎng)L帶條引出的近距離處上下接地，接地位置 示意見(jiàn)圖6。
權(quán)利要求
1、一種BGAN系統(tǒng)便攜終端的天線裝置，其特征在于包括一個(gè)由單元天線組成的天線陣和封閉結(jié)構(gòu)地，其中所述的單元天線為帶有導(dǎo)體貼片的正方形輻射單元，輻射單元分上下二層，同心放置，其層間距d2＝2.5cm，上層為寄生單元(2)，其邊寬L2＝7cm，由0.1mm厚鋁箔(5)和EPS泡沫(7)構(gòu)成；下層為激勵(lì)單元(1)，其邊寬L1＝8.4cm，由0.1mm厚鋁箔(5)和EPS泡沫(7)構(gòu)成，天線饋電采用L帶條形式，L帶條的長(zhǎng)度d＝2.5cm，寬度r＝1cm，其一端由封閉結(jié)構(gòu)地(10)的通孔中引出并與激勵(lì)單元相交，形成互為90°的縱、橫向L帶條(3、4)架構(gòu)，另一端則與饋電網(wǎng)絡(luò)連接，并通過(guò)封閉結(jié)構(gòu)地的通孔與外部的MCX-J接頭相連接，同時(shí)在L帶條引出端的近距離處實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接地；由于兩個(gè)導(dǎo)體貼片形成了兩個(gè)諧振回路，生成兩個(gè)諧振頻率，通過(guò)調(diào)整頻率使其互相接近，還可形成頻帶大大展寬的雙峰諧振電路，利用雙饋點(diǎn)饋電方式便可產(chǎn)生兩路等幅相差90°信號(hào)而實(shí)現(xiàn)右旋圓極化。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的BGAN系統(tǒng)便攜終端的天線裝置，其特征在于 所述的饋電網(wǎng)絡(luò)是由縱向L帶條(4)、橫向L帶條(3)、 90°相移器(12)和 具有不同饋電線(8)寬度亦即形成不同阻抗變換的帶狀線封閉結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的一 端為饋電輸入端(13)， 一端為L(zhǎng)帶條的引出端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的BGAN系統(tǒng)便攜終端的天線裝置，其特征在于所 述的封閉結(jié)構(gòu)地的聚乙烯基板的厚度h^.3cm，其與激勵(lì)單元的貼片間距山= 0. 5cm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種BGAN系統(tǒng)便攜終端的天線裝置，其特征在于包括一個(gè)由單元天線組成的天線陣和封閉結(jié)構(gòu)地。使用不等功率分配饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)每個(gè)單元天線進(jìn)行饋電，以獲得較好的主瓣方向性，避免了使用等功率饋電帶來(lái)的輻射零點(diǎn)；使用帶狀線饋電功分網(wǎng)絡(luò)封閉結(jié)構(gòu)以抑制功分網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的寄生輻射對(duì)天線方向性的影響；采用與饋電功分網(wǎng)絡(luò)一體的L帶條饋電結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)采用同軸饋電帶來(lái)的結(jié)構(gòu)不連續(xù)性和加工復(fù)雜性，并且兩點(diǎn)正交饋電，實(shí)現(xiàn)右旋圓極化的同時(shí)也降低了加工誤差要求；利用多點(diǎn)接地結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)饋電功分網(wǎng)絡(luò)阻抗的良好匹配，天線具有成本低，重量輕，加工簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK101110499SQ20071001266
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月30日
發(fā)明者付世強(qiáng), 房少軍 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)