專利名稱：小型化疊層多頻圓極化天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小型化疊層多頻圓極化天線。
背景技術(shù)：
眾所周知，全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，如美國的GPS，我國的BD-2等，都希望便攜式手持型用戶機(jī)用天線，不僅在多頻段有比較好的圓極化特性，而且要求成本低，同時(shí)還要求體積要小。針對天線技術(shù)現(xiàn)狀，要么，能完全滿足BD-2總體對天線的電性能要求，但體積太大；要么體積能滿足BD-2總體對天線體積的要求，但電性能 絕大部分不滿足。因此，既能滿足BD-2總體對天線體積尺寸的要求，電氣性能又要同時(shí)滿足的現(xiàn)狀，成為了一個(gè)重大急需解決的課題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有多頻天線存在體積與電氣性能相互制約，無法滿足BD-2衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)總體對便攜式手持型用戶機(jī)天線要求的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種小型化疊層多頻圓極化天線，該天線有效地拓寬了使用頻帶。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下小型化疊層多頻圓極化天線，該圓極化天線采用疊層方式，包括上層介質(zhì)基片、中層介質(zhì)基片、底層低介板、第一同軸饋電探針、第二同軸饋電探針和第三同軸饋電探針；上層介質(zhì)基片上設(shè)有切角的上層矩形金屬微帶，中層介質(zhì)基片上設(shè)有中層矩形金屬微帶，底層低介板上表面設(shè)有金屬地板，底層低介板下表面設(shè)有功分饋電網(wǎng)絡(luò)；上層介質(zhì)基片上設(shè)有一個(gè)圓孔A，所述的第一同軸饋電探針上端設(shè)置在圓孔A內(nèi)，并與上層矩形金屬微帶相連接；中層介質(zhì)基片上設(shè)有三個(gè)圓孔B，所述的第一同軸饋電探針、第二同軸饋電探針和第三同軸饋電探針分別穿過三個(gè)圓孔B，并在中層矩形金屬微帶上設(shè)有一個(gè)圓孔C，所述的第一同軸饋電探針穿過圓孔C，第二同軸饋電探針和第三同軸饋電探針的上端與中層矩形金屬微帶相連接；底層低介板和金屬地板上分別設(shè)有三個(gè)圓孔D和圓孔E，所述的第一同軸饋電探針、第二同軸饋電探針和第三同軸饋電探針分別穿過三個(gè)圓孔D和圓孔E，第二同軸饋電探針和第三同軸饋電探針分別與功分饋電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端口相連接。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，上述的第一同軸饋電探針與第二同軸饋電探針和第三同軸饋電探針在中層幾何中心分別構(gòu)成90度和180度夾角，第二同軸饋電探針與第三同軸饋電探針在中層幾何中心構(gòu)成90度夾角。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，上述的功分饋電網(wǎng)絡(luò)由第一微帶線，第二微帶線，第三微帶線，第四微帶線，第五微帶線和貼片電阻構(gòu)成；第一微帶線與第五微帶線相連接，第二微帶線與第三微帶線相連接，第三微帶線與第五微帶線相連接并同時(shí)與第四微帶線相連接，貼片電阻同時(shí)與第二微帶線和第一微帶線相連接，第一微帶線一端與第三同軸饋電探針連接，第二微帶線與第二同軸饋電探針連接。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，上述的上層矩形金屬微帶、中層矩形金屬微帶均采用金屬金或銀或銅片，上層介質(zhì)基片和中層介質(zhì)基片均采用高介電常數(shù)陶瓷。這樣縮小了天線的尺寸，達(dá)到小型化的效果。采用高Q的陶瓷基片，在縮小天線尺寸的同時(shí)，又保證了天線的增益等電氣性能指標(biāo)。本實(shí)用新型由于采用了上述的技術(shù)方案，與天線技術(shù)現(xiàn)狀相比，本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)(I)所述天線，采用疊層的方式，有效地拓寬了使用頻帶。實(shí)施例中，頻率范圍分別覆蓋 1250MHZ-1290 MHz 和 1550 MHz-1590 MHz，有效覆蓋 BD-2 B3 頻段和 BD-2 BI 和 GPSLI頻段；(2)采用高介電常數(shù)陶瓷作為介質(zhì)基片，大大地縮小了天線的幾何尺寸；(3)采用低損耗陶瓷作為介質(zhì)基片，提高了天線的輻射效率，同時(shí)增益得到有效的 保證；(4)采用疊層的機(jī)械結(jié)構(gòu)，有效地利用了天線的立體空間，緊湊了結(jié)構(gòu)。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分層示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中BI LI頻點(diǎn)增益示意圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中B3頻點(diǎn)增益示意圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中B3頻點(diǎn)軸比示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做一個(gè)詳細(xì)的說明。如圖I所示的小型化疊層多頻圓極化天線，該圓極化天線采用疊層方式，包括上層介質(zhì)基片I、中層介質(zhì)基片2、底層低介板3、第一同軸饋電探針41、第二同軸饋電探針42和第三同軸饋電探針43，上層介質(zhì)基片I和中層介質(zhì)基片2均采用高介電常數(shù)陶瓷，第一同軸饋電探針41與第二同軸饋電探針42、第三同軸饋電探針43在中層幾何中心分別構(gòu)成90度和180度夾角，第二同軸饋電探針42與第三同軸饋電探針43在中層幾何中心構(gòu)成90度夾角。上層介質(zhì)基片I上附著設(shè)有切角的上層矩形金屬微帶11，中層介質(zhì)基片2上設(shè)有中層矩形金屬微帶21,底層低介板3上表面設(shè)有金屬地板31,底層低介板3下表面設(shè)有功分饋電網(wǎng)絡(luò)5。上層矩形金屬微帶11和中層矩形金屬微帶21均采用金屬銀膜，底層地板和功分饋電網(wǎng)絡(luò)5采用金屬銅片。所述的功分饋電網(wǎng)絡(luò)5由第一微帶線51，第二微帶線52，第三微帶線53，第四微帶線54，第五微帶線55和貼片電阻56構(gòu)成；第一微帶線51與第五微帶線55相連接，第二微帶線52與第三微帶線53相連接，第三微帶線53與第五微帶線55相連接并同時(shí)與第四微帶線54相連接，貼片電阻56同時(shí)與第二微帶線52和第一微帶線51相連接。上層介質(zhì)基片I上設(shè)有一個(gè)圓孔A，所述的第一同軸饋電探針41上端設(shè)置在圓孔A內(nèi)，并與上層矩形金屬微帶11相連接；中層介質(zhì)基片2上設(shè)有三個(gè)圓孔B，所述的第一同軸饋電探針41、第二同軸饋電探針42和第三同軸饋電探針43分別穿過三個(gè)圓孔B，并在中層矩形金屬微帶21上設(shè)有一個(gè)圓孔C，所述的第一同軸饋電探針41穿過圓孔C，第二同軸饋電探針42和第三同軸饋電探針43的上端與中層矩形金屬微帶21相連接；底層低介板3和金屬地板31上分別設(shè)有三個(gè)圓孔D和圓孔E，所述的第一同軸饋電探針41、第二同軸饋電探針42和第三同軸饋電探針43分別穿過三個(gè)圓孔D和圓孔E，第三同軸饋電探針43與第一微帶線51的一端相連接，第二同軸饋電探針42與第二微帶線52的一端相連接。上述的圓孔A、圓孔B、圓孔C、圓孔D和圓孔E的直徑均大于同軸饋電探針的直徑。本實(shí)用新型中上層矩形金屬微帶11，聯(lián)合上層介質(zhì)基片I和中層矩形金屬微帶21，構(gòu)成上層微帶天線結(jié)構(gòu)，使天線工作帶寬達(dá)到30MHZ，覆蓋BD-2 BI頻段和GPS LI(1575. 42MHZ)頻段。中層矩形金屬微帶21，中層介質(zhì)基片2，金屬地板31，與功分饋電網(wǎng)絡(luò)5聯(lián)合構(gòu)成中層微帶天線結(jié)構(gòu)，使其工作帶寬達(dá)到30MHz覆蓋BD-2 B3頻段。上層微帶天線結(jié)構(gòu)，共用中層矩形金屬微帶21，中層微帶天線結(jié)構(gòu)與功分饋電網(wǎng)絡(luò)5共用金屬地板31，這樣的結(jié)構(gòu)，有效縮減了天線的立體空間，從而達(dá)到小型化的結(jié)果。應(yīng)用本實(shí)用新型小型化疊層多頻圓極化天線的效果，如圖2、圖3、圖4所示，從圖2可知，在BD-2 BI頻段和GPS LI頻段，增益大于2dBic，從圖3可見，在BD_2 B3頻段，增 益大于2dBic，從圖4可見，軸比小于5dB。從以上可見，在滿足BD2總體對天線尺寸的要求的同時(shí)，也有效地保證了電氣性能指標(biāo)。
權(quán)利要求1.小型化疊層多頻圓極化天線，其特征在于該圓極化天線采用疊層方式，包括上層介質(zhì)基片(I)、中層介質(zhì)基片(2)、底層低介板(3)、第一同軸饋電探針(41)、第二同軸饋電探針(42)和第三同軸饋電探針(43);上層介質(zhì)基片(I)上設(shè)有切角的上層矩形金屬微帶(11)，中層介質(zhì)基片(2)上設(shè)有中層矩形金屬微帶(21)，底層低介板(3)上表面設(shè)有金屬地板(31)，底層低介板(3)下表面設(shè)有功分饋電網(wǎng)絡(luò)(5);上層介質(zhì)基片(I)上設(shè)有一個(gè)圓孔A，所述的第一同饋電軸探針(41)上端設(shè)置在圓孔A內(nèi)，并與上層矩形金屬微帶(11)相連接；中層介質(zhì)基片(2)上設(shè)有三個(gè)圓孔B，所述的第一同軸饋電探針(41)、第二同軸饋電探針(42)和第三同軸饋電探針(43)分別穿過三個(gè)圓孔B，并在中層矩形金屬微帶(21)上設(shè)有一個(gè)圓孔C，所述的第一同軸饋電探針(41)穿過圓孔C，第二同軸饋電探針(42)和第三同軸饋電探針(43)的上端與中層矩形金屬微帶(21)相連接；底層低介板(3)和金屬地板(31)上分別設(shè)有三個(gè)圓孔D和圓孔E，所述的第一同軸饋電探針(41)、第二同軸饋電探針(42)和第三同軸饋電探針(43)分別穿過三個(gè)圓孔D和圓孔E，第二同軸饋電探針(42)和第三同軸饋電探針(43 )分別與功分饋電網(wǎng)絡(luò)(5 )的兩個(gè)端口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型化疊層多頻圓極化天線，其特征在于第一同軸饋電探針(41)與第二同軸饋電探針(42)和第三同軸饋電探針(43)在中層幾何中心分別構(gòu)成90度和180度夾角，第二同軸饋電探針(42)與第三同軸饋電探針(43)在中層幾何中心構(gòu)成90度夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的小型化疊層多頻圓極化天線，其特征在于功分饋電網(wǎng)絡(luò)(5)由第一微帶線(51)，第二微帶線(52)，第三微帶線(53)，第四微帶線(54)，第五微帶線(55)和貼片電阻(56)構(gòu)成；第一微帶線(51)與第五微帶線(55)相連接，第二微帶線(52)與第三微帶線(53)相連接，第三微帶線(53)與第五微帶線(55)相連接并同時(shí)與第四微帶線(54)相連接，貼片電阻同時(shí)與第二微帶線(52)和第一微帶線(51)相連接，第一微帶線(51) —端與第三同軸饋電探針43連接,第二微帶線(52)與第二同軸饋電探針(42)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的小型化疊層多頻圓極化天線，其特征在于上層矩形金屬微帶(11)、中層矩形金屬微帶(21)均采用金屬金或銀或銅片，上層介質(zhì)基片(I)和中層介質(zhì)基片(2)均采用高介電常數(shù)陶瓷。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型化疊層多頻圓極化天線，其特征在于上層矩形金屬微帶(11)、中層矩形金屬微帶(21)均采用金屬金或銀或銅片，上層介質(zhì)基片(I)和中層介質(zhì)基片(2)均采用高介電常數(shù)陶瓷。
專利摘要本實(shí)用新型主要涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小型化疊層多頻圓極化天線。它包括上層的矩形金屬微帶，上層高介陶瓷，中層金屬微帶，中層高介陶瓷，底層功分饋電網(wǎng)絡(luò)和三根同軸饋電探針。該天線采用疊層方式；該天線采用高介電常數(shù)、高Q的陶瓷介質(zhì)材料，因而在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)，其電氣性能指標(biāo)又能同時(shí)滿足手持終端的要求，用作BD-2與GPS兼容的軍、民手持型便攜衛(wèi)星通信、定位導(dǎo)航設(shè)備的天線。
文檔編號H01Q21/30GK202474201SQ20112057055
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者周露濤, 方明, 朱慧光, 王信權(quán), 許賽卿, 黃偉 申請人:嘉興佳利電子股份有限公司