專利名稱：一種兼容北斗和gps的雙頻接收天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及無線電導(dǎo)航領(lǐng)域，特別涉及一種兼容北斗和GPS的雙頻接收天線。
背景技術(shù)：
目前世界上存在多個衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，例如已經(jīng)廣泛應(yīng)用的美國的GPS (Global Positioning System)和正在組網(wǎng)的中國的北斗等等。相比于利用單一GPS的定位，同時兼容GPS和北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航定位技術(shù)有顯著的優(yōu)勢，例如可使定位更加可靠，更加精確和更加穩(wěn)定，而且在一個系統(tǒng)的衛(wèi)星處于故障或失效等非正常工作狀態(tài)時，可以用另一系統(tǒng)的衛(wèi)星來進行導(dǎo)航定位，使導(dǎo)航定位設(shè)備可以全天候工作。因此，兼容GPS和北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航設(shè)備會逐漸取代單一 GPS設(shè)備，成為未來中國導(dǎo)航設(shè)備發(fā)展的趨勢。接收天線是北斗/GPS 雙模接收機的重要組成部分。尤其是在手持或車載終端中，更需要體積小、重量輕的接收天線?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了一種GPS和北斗一號雙頻有源接收天線。該接收天線包含北斗 /GPS雙模接收機的天線和配套的射頻器件如低噪聲放大器、合路器、濾波器等。在天線部分，它將兩個天線疊加在一起，組合成雙模(雙模式)天線，實際天線結(jié)構(gòu)為分開的、相對獨立的兩個天線，即一個GPS天線，一個北斗天線，上下疊加在一起。現(xiàn)有的兼容北斗和GPS雙系統(tǒng)的接收天線也只是將北斗天線和GPS天線組裝在一起，即實際是雙天線結(jié)構(gòu)。目前GPS 的接收天線體積能控制在30mmX 30mmX IOmm以內(nèi)，而北斗的接收天線則采用授時天線，體積大于 IOOmmX IOOmmX 10mm。在實現(xiàn)本實用新型過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題兩個不同頻的天線放置距離很近，會造成信號相互干擾，因此需要額外增加隔離噪聲用的濾波器等元件，使整體體積增大，并增加了天線系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本，現(xiàn)有的天線體積限制了其在便攜式導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種可進行北斗和GPS信號同時接收、體積小、重量輕的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線。為了實現(xiàn)上述目的本實用新型采取的技術(shù)方案是—種兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，包括基底材料和同軸電纜，所述基底材料上表面設(shè)有金屬貼片，所述下表面設(shè)有接地板，所述同軸電纜的芯線連接饋電探針，所述饋電探針穿透所述基底材料與金屬貼片連接，所述饋電探針與接地板電隔離，所述同軸電纜的外包層與接地板連接，所述饋電探針與金屬貼片的接觸點為饋電點，所述金屬貼片上設(shè)有環(huán)形縫隙，所述饋電點位于金屬貼片中心點的一側(cè)，所述環(huán)形縫隙的中心點位于所述金屬貼片中心點的另一側(cè)，所述基底材料上穿設(shè)有短路銷釘，所述短路銷釘將金屬貼片與接地板連接。
3[0008]所述金屬貼片為矩形，位于所述基底材料上表面的中間。所述基底材料為正方形，邊長30mm，厚度為1. 6mm，所述基底材料為介電常數(shù)為 11.8的陶瓷材料。所述金屬貼片的長為25mm，寬為15. 5mm。所述縫隙為矩形環(huán)。所述縫隙的外側(cè)長邊為金屬貼片長度的80% 95%;所述縫隙的最外側(cè)縫隙長邊與金屬貼片的寬邊的距離取值在金屬貼片長度的15%以內(nèi)。所述縫隙的寬度為0. 5mm，外側(cè)縫隙短邊的長度為2. 1mm，外側(cè)縫隙長邊的長度為 23. 2mm，所述縫隙的最外側(cè)長邊距離所述金屬貼片的最外側(cè)寬邊距離為0. 65mm。所述短路銷釘為金屬材質(zhì)，所述短路銷釘和饋電點位于金屬貼片中心點的同一側(cè)，所述短路銷釘在金屬貼片上的連接點為金屬貼片寬邊的中點和兩頂點。所述短路銷釘半徑為0. 2mm ；饋電點距金屬貼片中心點3. 7mm。本實用新型實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是1、本實用新型的天線能同時工作在1. 192GHz和1. 575GHz頻點上，即一個天線實現(xiàn)北斗頻點和GPS頻點的信號接收，不再利用雙天線接收，天線整體結(jié)構(gòu)簡單。2、本實用新型設(shè)計的雙頻天線體積為30mmX30mmX 1.6mm，實現(xiàn)了兼容北斗和 GPS的雙頻接收天線的小型化。3、本實用新型設(shè)計的天線為單一天線結(jié)構(gòu)，不存在因多天線放置較近而產(chǎn)生的信號干擾問題，因此后端不需額外增加隔離噪聲的相關(guān)射頻元器件，降低了天線系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。本實用新型適用于便攜式導(dǎo)航定位接收設(shè)備中使用。
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面所列附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型實施例提供的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A向視圖；圖3為天線回波損耗圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的組件列表如下1.金屬貼片，2.縫隙，3.基底材料，4.短路銷釘，5.饋電點，6.接地板，7.饋電探針，8.同軸電纜。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細(xì)描述。參見圖1和圖2，一種兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，包括基底材料3和同軸電纜8，基底材料3上表面設(shè)有金屬貼片1，下表面設(shè)有接地板6，同軸電纜8的芯線連接饋電探針7，饋電探針7穿透基底材料3與金屬貼片1連接，饋電探針7與接地板6電隔離，同軸電纜8的外包層與接地板6連接，饋電探針7與金屬貼片1的接觸點為饋電點5，金屬貼片 1上設(shè)有環(huán)形縫隙2，饋電點5位于金屬貼片1中心點的一側(cè)，環(huán)形縫隙2的中心點位于金屬貼片1中心點的另一側(cè)，基底材料3上穿設(shè)有短路銷釘4，短路銷釘4將金屬貼片1與接地板6連接。本實用新型天線能同時工作在1. 192GHz和1. 575GHz頻點上，利用一個天線實現(xiàn)北斗頻點和GPS頻點的信號接收。本實用新型信號干擾小，不需隔離元件，結(jié)構(gòu)簡單。作為優(yōu)選，參見圖1和圖2，金屬貼片1為矩形，位于基底材料3上表面的中央位置?；撞牧线x用介電常數(shù)值大于10的材料。縫隙2為矩形環(huán)?？p隙2的外側(cè)長邊為金屬貼片1長度的80% 95%;縫隙2的最外側(cè)縫隙長邊2. 2距離金屬貼片1的寬邊的距離 c取值在金屬貼片長度b的15%以內(nèi)。短路銷釘4為金屬材質(zhì)，所述短路銷釘和饋電點位于金屬貼片中心點的同一側(cè)，所述短路銷釘在金屬貼片上的連接點為金屬貼片寬邊的中點和兩頂點。本實用新型的天線是在微帶貼片天線的基礎(chǔ)上，在金屬貼片上設(shè)有縫隙結(jié)構(gòu)，縫隙為矩形環(huán)形狀。以金屬矩形中心為原點，作X軸、Y軸。金屬貼片關(guān)于X軸對稱。縫隙也關(guān)于X軸對稱。金屬貼片的長度(沿X軸方向)、寬度(沿Y軸方向)主要由GPS頻率 (1. 575GHz)進行計算得出，縫隙的寬度、周長主要由北斗頻率(1. 192GHz)進行計算得出。 縫隙的位置位于遠(yuǎn)離饋電點的方向，即若饋電點位于X軸負(fù)軸上，則縫隙整體位于X軸正軸方向?？p隙長邊(沿Y軸方向)的取值在金屬貼片寬度的80% 95%之間。距原點較遠(yuǎn)的縫隙長邊距離位于X軸正軸方向上的金屬貼片寬邊的距離取值在金屬貼片長度的15% 以內(nèi)。短路銷釘作用是將金屬貼片和接地板短路。饋電點在X軸負(fù)軸上。饋電點距離原點的偏移值由天線的阻抗值計算得到。同軸電纜為特性阻抗值為50歐姆的同軸電纜。本實用新型的體積小，采用高介電常數(shù)的微波介質(zhì)材料做為基底結(jié)構(gòu)，設(shè)計出來的天線整體體積為30mmX30mmX 1. 6mm。相比于現(xiàn)有的北斗單頻授時天線來說，體積減小 70%，使得本天線更易于在小型化、便攜化的衛(wèi)星導(dǎo)航定位設(shè)備中應(yīng)用。參見圖1，安裝本實用新型的步驟設(shè)計本實用新型的天線，天線工作在1. 192GHz 和1. 575GHz。基底材料3尺寸為30mmX 30mmX 1. 6mm，基底材料3為介電常數(shù)為11. 8的陶瓷材料；金屬貼片1尺寸為25mmX 15. 5mm ；縫隙2的寬度a為0. 5mm,最外側(cè)縫隙短邊2. 1 的長度為2. Imm,最外側(cè)縫隙長邊2. 2的長度為23. 2mm,右側(cè)的縫隙最外側(cè)長邊2. 2距金屬貼片寬邊距離c為0. 65mm ；短路銷釘半徑為0. 2mm ；饋電點距金屬貼片中心點3. 7mm。此實施例天線的雙頻點性能圖如圖3所示。其中橫坐標(biāo)為頻率(GHz)縱坐標(biāo)為 回波損耗(dB)。天線可以分別工作在1. 575GHz和1. 192GHz頻點上。其中，在1. 575GHz 處，天線的回波損耗為-4. 27dB ；在1. 192GHz處，天線的回波損耗為_3. 66dB。能夠良好的實現(xiàn)GPS Ll頻點和北斗1期Bl頻點信號的接收。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，包括基底材料和同軸電纜，所述基底材料上表面設(shè)有金屬貼片，所述下表面設(shè)有接地板，所述同軸電纜的芯線連接饋電探針，所述饋電探針穿透所述基底材料與金屬貼片連接，所述饋電探針與接地板電隔離，所述同軸電纜的外包層與接地板連接，所述饋電探針與金屬貼片的接觸點為饋電點，其特征在于，所述金屬貼片上設(shè)有環(huán)形縫隙，所述饋電點位于金屬貼片中心點的一側(cè)，所述環(huán)形縫隙的中心點位于所述金屬貼片中心點的另一側(cè)，所述基底材料上穿設(shè)有短路銷釘，所述短路銷釘將金屬貼片與接地板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，其特征在于，所述金屬貼片為矩形，位于所述基底材料上表面的中間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，其特征在于，所述基底材料為正方形，邊長30mm，厚度為1.6mm，所述基底材料為介電常數(shù)為11.8的陶瓷材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，其特征在于，所述金屬貼片的長為25mm,寬為15. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，其特征在于，所述縫隙為矩形環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，其特征在于，所述縫隙的外側(cè)長邊為金屬貼片長度的80% 95%;所述縫隙的最外側(cè)縫隙長邊與金屬貼片的寬邊的距離取值在金屬貼片長度的15%以內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，其特征在于，所述縫隙的寬度為0. 5mm，外側(cè)縫隙短邊的長度為2. 1mm，外側(cè)縫隙長邊的長度為23. 2mm，所述縫隙的最外側(cè)長邊距離所述金屬貼片的最外側(cè)寬邊距離為0. 65mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，其特征在于，所述短路銷釘為金屬材質(zhì)，所述短路銷釘和饋電點位于金屬貼片中心點的同一側(cè)，所述短路銷釘在金屬貼片上的連接點為金屬貼片寬邊的中點和兩頂點。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，其特征在于，所述短路銷釘半徑為0. 2mm ；饋電點距金屬貼片中心點3. 7mm。
專利摘要本實用新型公開了一種兼容北斗和GPS的雙頻接收天線，包括基底材料和同軸電纜，所述基底材料上表面設(shè)有金屬貼片，所述下表面設(shè)有接地板，所述同軸電纜的芯線連接饋電探針，所述饋電探針穿透所述基底材料與金屬貼片連接，所述饋電探針與接地板電隔離，所述同軸電纜的外包層與接地板連接，所述饋電探針與金屬貼片的接觸點為饋電點，其特征在于，所述金屬貼片上設(shè)有環(huán)形縫隙，所述饋電點位于金屬貼片中心點的一側(cè)，所述環(huán)形縫隙的中心點位于所述金屬貼片中心點的另一側(cè)，所述基底材料上穿設(shè)有短路銷釘，所述短路銷釘將金屬貼片與接地板連接。本實用新型可進行北斗和GPS信號同時接收，具有體積小、重量輕的優(yōu)點。
文檔編號H01Q5/00GK202259683SQ201120389148
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者姚宜東, 洪滿足, 鄧中亮 申請人:北京郵電大學(xué)