專利名稱：一種測量型gnss接收天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種測量型GNSS接收天線。
背景技術(shù)：
基于衛(wèi)星導(dǎo)航具有全時空、全天候、高精度、連續(xù)實時地提供導(dǎo)航、定位和授時的特點，使得衛(wèi)星導(dǎo)航已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、測繪、監(jiān)測、授時、通信等多種領(lǐng)域，并在經(jīng)濟發(fā)展、科學(xué)研究、災(zāi)害防控以及軍事領(lǐng)域起著越來越重要的作用。以美國 GPS ( (Global Positioning System)為代表的 GNSS (Global Navigation Satellite System)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已逐步成為一個全球性的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。根據(jù)GNSS定位原理及其衛(wèi)星信號特征，用戶為實現(xiàn)接收機快速、連續(xù)、精確地定位，要求雙頻接收天線具備相位中心穩(wěn)定，響應(yīng)均勻，相位中心與天線幾何中心吻合，低仰角信號接收能力好、交叉極化抑制能力強，抗多路徑效應(yīng)好等特點。目前，應(yīng)用于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的雙頻段終端天線主要有螺旋天線和微帶天線兩種形式。其中，傳統(tǒng)的螺旋天線除樣式不吸引人外，體積大也限制了它的發(fā)展。常用的平面多臂阿基米德螺旋天線屬于超寬帶天線，能在幾十個倍頻程內(nèi)具有良好的阻抗、圓極化、方向圖特性。但其增益低，并且為了抑制左旋圓極化波，需要加一個反射腔，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向體積大。然而，微帶天線的阻抗帶寬及軸比帶寬窄，增益小，往往只能覆蓋GPS、GL0NASS,GALILEO或北斗一2衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的一種系統(tǒng)或兩種系統(tǒng)，在既要實現(xiàn)寬頻段又要具有良好的抗多路徑效應(yīng)的情況下，往往需要采用扼流圈天線或帶有大抑徑板的天線，這嚴(yán)重地阻礙著其發(fā)展。相應(yīng)地，實現(xiàn)高精度測量型的天線需要至少四個饋點饋電以實現(xiàn)零相位和右旋圓極化，但饋點的排布方式和“ + ”字型背饋饋電的具體采用形式，嚴(yán)重地影響了軸比帶寬和天線帶寬。另外，市場上的雙頻天線大都加有調(diào)諧齒，這又影響了軸向?qū)ΨQ性，造成了軸比帶寬的下降。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種測量型GNSS接收天線，可有效地提高波束帶寬、軸比帶寬及阻抗帶寬，使天線的相位中心位穩(wěn)定，提高低仰角信號接收能力和抗多路徑干擾能力，有利于衛(wèi)星型號的接收，實現(xiàn)高精度測量。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種測量型GNSS接收天線，包括設(shè)有上層貼片的上層微帶天線、設(shè)有下層貼片的下層微帶天線及置于底層的地板及抑徑板，所述上層貼片的幾何中心與所述下層貼片的幾何中心重合；所述上層貼片設(shè)有四個呈方陣分布的上層饋點，所述四個上層饋點的幾何中心與所述上層貼片的幾何中心重合；所述下層貼片設(shè)有四個呈方陣分布的下層饋點，所述四個下層饋點的幾何中心與所述下層貼片的幾何中心重合；所述四個上層饋點的對角線與所述四個下層饋點的對角線相交成45°。[0009]作為上述方 案的改進，所述上層貼片及下層貼片中至少有一個為圓形。作為上述方案的改進，所述抑徑板上設(shè)有微帶電抗網(wǎng)絡(luò)；所述微帶電抗網(wǎng)絡(luò)由多個通孔及兩個圓環(huán)組成。作為上述方案的改進，所述上層微帶天線及下層微帶天線的襯底采用聚四氟乙烯微帶電路板。作為上述方案的改進，所述測量型GNSS接收天線還包括短路探針；所述上層微帶天線的幾何中心設(shè)有上層通孔，所述下層微帶天線的幾何中心設(shè)有下層通孔；所述短路探針依次經(jīng)過所述上層通孔及下層通孔，與所述上層貼片、下層貼片及抑徑板分別相連。作為上述方案的改進，所述上層微帶天線與下層微帶天線通過螺釘固定。實施本實用新型的有益效果在于采用雙層微帶貼片層疊的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)雙頻功能。分別設(shè)于上層貼片及下層貼片上的饋點均勻?qū)ΨQ饋電，改善了相位中心穩(wěn)定性，四個上層饋點的對角線與所述四個下層饋點的對角線相交成45°，即使八個饋點極坐標(biāo)角度依次相差45度。，實現(xiàn)了軸對稱，背部饋電采用交叉排列的結(jié)構(gòu)形式，提高了頻帶寬度和軸比帶寬。同時，抑徑板采用由圓環(huán)和通孔組成的電抗網(wǎng)絡(luò)，有效地消耗表面波，將表面波轉(zhuǎn)換成無害的熱能，也能有效抑制多路徑信號，提高了多路徑抗干擾，并且具有低剖面結(jié)構(gòu)，天線穩(wěn)定性好，有利于衛(wèi)星型號的接收，實現(xiàn)高精度測量。另外，測量型GNSS接收天線采用螺釘固定裝配的形式，結(jié)構(gòu)變得更為簡單，降低了制作成本，滿足了用戶的需求。

圖I是本實用新型測量型GNSS接收天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有的雙頻天線中背饋饋點的排布示意圖；圖3是本實用新型測量型GNSS接收天線中背饋饋點的排布示意圖。
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作進一步地詳細(xì)描述。如圖I所示，測量型GNSS接收天線包括上層微帶天線5、下層微帶天線3及置于底層的地板及抑徑板I。其中，上層微帶天線5上設(shè)有上層貼片6，下層微帶天線3上設(shè)有下層貼片4，所述上層貼片6的幾何中心與所述下層貼片4的幾何中心重合。所述上層貼片6設(shè)有四個呈方陣分布的上層饋點8，所述四個上層饋點8的幾何中心與所述上層貼片6的幾何中心重合。所述下層貼片4設(shè)有四個呈方陣分布的下層饋點7，所述四個下層饋點7的幾何中心與所述下層貼片4的幾何中心重合。這樣，四個上層饋點8中每相鄰饋點信號相位差為90°，可以更容易實現(xiàn)輻射方向圖的對稱，容易在更廣的角度接收衛(wèi)星的圓極化電波。相應(yīng)地，四個下層饋點7中每相鄰饋點信號相位差也為90°。需要說明的是，上層饋點8及下層饋點7分別是測量型GNSS接收天線的兩個不同的頻段，采用雙層微帶貼片層疊的結(jié)構(gòu)，有效地實現(xiàn)雙頻功能。如圖3所示，所述四個上層饋點8的對角線與所述四個下層饋點7的對角線相交成45°，即使四個上層饋點8及四個下層饋點7的極坐標(biāo)角度依次相差45度。，實現(xiàn)了軸向?qū)ΨQ，提高了頻帶寬度和軸比帶寬，改善了相位中心穩(wěn)定性。[0023]如圖2及圖3所示，需要說明的是，在背饋方式下，饋點采用交叉排列的結(jié)構(gòu)形式相對圖2中“ + ”字型的排列方式，四個上層饋點8及四個下層饋點7的極坐標(biāo)角度依次相差45度。，提高了測量型GNSS接收天線的頻帶寬度和軸比寬度。更佳地，所述上層微帶天線5及下層微帶天線3的襯底采用聚四氟乙烯微帶電路板，一致性良好。并使得上層微帶天線5與電路板、下層微帶天線3與電路板分別位于不同的介質(zhì)板上，實現(xiàn)背部饋電。更佳地，所述測量型GNSS接收天線還包括短路探針9，所述上層微帶天線5的幾何中心設(shè)有上層通孔，所述下層微帶天線3的幾何中心設(shè)有下層通孔，所述短路探針9依次經(jīng)過所述上層通孔及下層通孔，與所述上層貼片6、下層貼片4及抑徑板I分別相連。需要說明的是，背部饋電采用交叉排列的結(jié)構(gòu)形式，使得上層微帶天線5與電路 板、下層微帶天線3與電路板分別位于不同的介質(zhì)板上，短路探針9穿過介質(zhì)板，通過調(diào)節(jié)短路探針9，使得測量型GNSS接收天線輸出阻抗?jié)M足有源電路實現(xiàn)規(guī)定增益等參數(shù)的輸入阻抗要求。另外，短路探針9還能有效固定上層微帶天線5、上層貼片6、下層微帶天線3、下層貼片4及抑徑板1，將上層貼片6及下層貼片4的幾何中心及電氣相位中心重合，保證了相位中心穩(wěn)定性，可以降低測量型GNSS接收天線的信號誤差，提高信號接收的精度。更佳地，所述上層貼片6及下層貼片4中至少有一個為圓形。這便于交叉排列的四個上層饋點8及四個下層饋點7的極坐標(biāo)角度依次相差45度，實現(xiàn)軸向?qū)ΨQ。優(yōu)選地，上層貼片6為正方形貼片，下層貼片4為圓形貼片，其中，正方形貼片可更容易實現(xiàn)貼片均勻?qū)ΨQ設(shè)計，加工容易。更佳地，所述抑徑板I上設(shè)有微帶電抗網(wǎng)絡(luò)2，所述微帶電抗網(wǎng)絡(luò)2由多個通孔及兩個圓環(huán)組成。多個通孔及兩個圓環(huán)的周期排列所組成的周期結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生光子帶隙，阻止某個頻率范圍的電磁波在某個方向上或所有方向上的傳播。有效地消耗表面波，將表面波轉(zhuǎn)換成無害的熱能，也能有效抑制多路徑信號，提高了多路徑抗干擾，天線穩(wěn)定性好，有利于衛(wèi)星型號的接收，實現(xiàn)高精度測量。更佳地，所述上層微帶天線5與下層微帶天線3通過螺釘固定，工藝簡單，降低了制作成本，方便用戶拆卸或技術(shù)人員維修。需要說明的是，饋電后用正交90° Hybrid耦合器組成饋電網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了測量型GNSS接收天線的右旋圓極化，可工作在北斗二代B1/B2、GPS L1/L2和GLONASS L1/L2頻段，適用性強。由上可知，采用雙層微帶貼片層疊的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)雙頻功能。使設(shè)于上層貼片6及下層貼片4上的饋點均勻?qū)ΨQ饋電，改善了相位中心穩(wěn)定性，背部饋電采用交叉排列的結(jié)構(gòu)形式，提高了頻帶寬度和軸比帶寬。另外，抑徑板I采用由圓環(huán)和通孔組成的電抗網(wǎng)絡(luò)，有效地消耗表面波，將表面波轉(zhuǎn)換成無害的熱能，也能有效抑制多路徑信號，提高了多路徑抗干擾，穩(wěn)定性好，有利于衛(wèi)星型號的接收，實現(xiàn)高精度測量。以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種測量型GNSS接收天線，其特征在于，包括設(shè)有上層貼片的上層微帶天線、設(shè)有下層貼片的下層微帶天線及置于底層的地板及抑徑板，所述上層貼片的幾何中心與所述下層貼片的幾何中心重合； 所述上層貼片設(shè)有四個呈方陣分布的上層饋點，所述四個上層饋點的幾何中心與所述上層貼片的幾何中心重合； 所述下層貼片設(shè)有四個呈方陣分布的下層饋點，所述四個下層饋點的幾何中心與所述下層貼片的幾何中心重合； 所述四個上層饋點的對角線與所述四個下層饋點的對角線相交成45°。
2.如權(quán)利要求I所述的測量型GNSS接收天線，其特征在于，所述上層貼片及下層貼片中至少有一個為圓形。
3.如權(quán)利要求I所述的測量型GNSS接收天線，其特征在于，所述抑徑板上設(shè)有微帶電抗網(wǎng)絡(luò)； 所述微帶電抗網(wǎng)絡(luò)由多個通孔及兩個圓環(huán)組成。
4.如權(quán)利要求I所述的測量型GNSS接收天線，其特征在于，所述上層微帶天線及下層微帶天線的襯底采用聚四氟乙烯微帶電路板。
5.如權(quán)利要求r4任一項所述的測量型GNSS接收天線，其特征在于，所述測量型GNSS接收天線還包括短路探針； 所述上層微帶天線的幾何中心設(shè)有上層通孔，所述下層微帶天線的幾何中心設(shè)有下層通孔； 所述短路探針依次經(jīng)過所述上層通孔及下層通孔，與所述上層貼片、下層貼片及抑徑板分別相連。
6.如權(quán)利要求5所述的測量型GNSS接收天線，其特征在于，所述上層微帶天線與下層微帶天線通過螺釘固定。
專利摘要本實用新型公開了一種測量型GNSS接收天線，包括設(shè)有上層貼片的上層微帶天線、設(shè)有下層貼片的下層微帶天線及置于底層的地板及抑徑板，所述上層貼片的幾何中心與所述下層貼片的幾何中心重合；所述上層貼片設(shè)有四個呈方陣分布的上層饋點，所述四個上層饋點的幾何中心與所述上層貼片的幾何中心重合；所述下層貼片設(shè)有四個呈方陣分布的下層饋點，所述四個下層饋點的幾何中心與所述下層貼片的幾何中心重合；所述四個上層饋點的對角線與所述四個下層饋點的對角線相交成45°。采用本實用新型，可有效地提高波束帶寬、軸比帶寬及阻抗帶寬，使天線的相位中心位穩(wěn)定，提高低仰角信號接收能力和抗多路徑干擾能力，有利于衛(wèi)星型號的接收，實現(xiàn)高精度測量。
文檔編號H01Q1/38GK202503105SQ20122010485
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者李庚祿, 鮑志雄 申請人:廣州市中海達測繪儀器有限公司