本實用新型涉及天線領域，尤其涉及一種北斗天線。

背景技術：

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，和美國的GPS、俄羅斯的格羅納斯、歐盟的伽利略系統(tǒng)并稱為全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)。目前，聯(lián)合國已將這4個系統(tǒng)一起確認為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)核心供應商。它改變了我國長期缺少高精度、實時定位手段的局面，打破了美國和俄羅斯在這一領域的壟斷地位，可為我國陸地、海洋、空中和空間的各類軍事和民用提供多種業(yè)務保障，尤其對提高我國國防現(xiàn)代化有著重要的意義。中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)可廣泛用于經濟社會的各個領域，是國家正在建設的重要空間信息基礎設施。這一系統(tǒng)在測繪、漁業(yè)、交通運輸、電信、水利、森林防火、減災救災和國家安全等諸多領域得到應用，產生了顯著的經濟效益和社會效益。

隨著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設與完善,系統(tǒng)正朝著高精度化的方向發(fā)展。北斗天線作為導航系統(tǒng)的重要組成,其性能將直接決定北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)測量定位的精度。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工作在B1(1559.052-1591.788MHz) 、B2(1162.220-1217.370MHz) 和B3(1250.618-1286.423MHz)三個頻段，為此需要設計可以同時覆蓋這三個頻段的寬帶圓極化天線；此外高精度導航天線還要求具備優(yōu)異的天線方向圖指標，如天線的定向性高、方向圖對稱性好、交叉極化電平低、波束范圍寬、帶內方向圖穩(wěn)定等。現(xiàn)有天線設計難以滿足上述要求。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種可滿足北斗多頻點要求、輻射性能好的北斗天線。

本實用新型所采用的技術方案是：

一種基于交叉電磁偶極子的高精度北斗天線，包括反射板，所述反射板上設置有多個天線輻射單元，所述天線輻射單元包括中心交叉電磁偶極子和設置在中心交叉電磁偶極子四個角落對稱放置的四個低頻振子；所述中心交叉電磁偶極子包括正交設置的高頻振臂，所述四個高頻振臂在靠近正交中心的一端分別通過四個垂直短路貼片與反射板固定連接；所述低頻振子包括兩個互相垂直設置的低頻振臂，所述兩個低頻振臂分別通過兩個垂直短路貼片與反射板固定連接。所述反射板印制在1.6mm的FR4介質基板上。

優(yōu)選的，所述中心交叉電磁偶極子相對的兩個高頻振臂間隔為18mm至22mm。

優(yōu)選的，所述高頻振臂的長度為30mm至33mm。

優(yōu)選的，所述低頻振臂的長度為37mm至47mm。

優(yōu)選的，所述高頻振臂對應的垂直短路貼片的高度為25mm至29mm；所述低頻振臂對應的垂直斷路貼片高度為52mm至58mm。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型提供了一種高精度北斗電磁偶極子天線，該天線主要由交叉電磁偶極子和反射板組成。實測結果表明該天線的工作頻帶寬，能夠覆蓋“北斗二號”系統(tǒng)的B1、B2、B3頻段；而且在整個工作頻帶內，天線的增益穩(wěn)定，圓極化性能好，天線的福射方向圖具有良好的對稱性和穩(wěn)定性。該天線優(yōu)異的性能使其滿足系統(tǒng)高精度應用要求。

本實用新型可廣泛應用于各種北斗天線設計領域。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：

圖1是本實用新型一種實施例北斗天線的局部立體結構示意圖；

圖2是本實用新型一種實施例北斗天線的局部俯視結構示意圖；

圖3是本實用新型一種實施例北斗天線在1.207GHz頻點的天線方向圖；

圖4是本實用新型一種實施例北斗天線在1.268GHz頻點的天線方向圖；

圖5是本實用新型一種實施例北斗天線在1.561GHz頻點的天線方向圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

如圖1和圖2所示，一種基于交叉電磁偶極子的高精度北斗天線，包括反射板10，所述反射板10上設置有多個天線輻射單元，所述天線輻射單元包括中心交叉電磁偶極子20和設置在中心交叉電磁偶極子20四個角落對稱放置的四個低頻振子30；所述中心交叉電磁偶極子20包括正交設置的高頻振臂21，所述四個高頻振臂21在靠近正交中心的一端分別通過四個垂直短路貼片40與反射板10固定連接；所述低頻振子30包括兩個互相垂直設置的低頻振臂31，所述兩個低頻振臂31分別通過兩個垂直短路貼片40與反射板10固定連接。

其中，中心交叉電磁偶極子20主要用于北斗系統(tǒng)的B1頻段的輻射需求，低頻振子30主要用于北斗系統(tǒng)的B2、B3頻段的輻射需求。中心交叉電磁偶極子20通過給正交放置的電磁偶極子提供幅度相同、相位相差90°的信號來產生右旋圓極化輻射。圓極化的旋向可以根據右手螺旋定則判斷，并可以通過改變兩個饋電信號的相位差實現(xiàn)左右圓極化的轉換。本實用新型設計中一個關鍵點是利用電磁偶極子的特性來改善天線的方向圖，使天線符合北斗高精度的應用要求。

優(yōu)選的，所述中心交叉電磁偶極子20相對的兩個高頻振臂21間隔為18mm至22mm。該間隔寬度約為0.06個工作波長，僅為中心交叉電磁偶極子20整體寬度的四分之一，這非常有利于交叉偶極子天線的設計和優(yōu)化。

優(yōu)選的，所述高頻振臂21的長度為30mm至33mm。

優(yōu)選的，所述低頻振臂31的長度為37mm至47mm。

優(yōu)選的，所述高頻振臂21對應的垂直短路貼片40的高度為25mm至29mm；所述低頻振臂31對應的垂直斷路貼片高度為52mm至58mm。

該實施例中，天線的偶極子由低損耗、易加工的銅板制成。所述反射板10印制在1.6mm的FR4介質基板上。所述FR4介質基板的介電常數為4.4。

圖3至圖5給出了天線在1.207GHz、1.268GHz和1.561GHz的天線方向圖，從圖中可以看出，天線在工作頻段具有對稱，穩(wěn)定的方向圖，天線的3dB波瓣寬度較寬，達到了90°左右，并且天線的低仰角增益較高（大于-5dBi）。

本實用新型提供了一種高精度北斗電磁偶極子天線，該天線主要由交叉電磁偶極子和反射板10組成。實測結果表明該天線的工作頻帶寬，能夠覆蓋“北斗二號”系統(tǒng)的B1、B2、B3頻段；而且在整個工作頻帶內，天線的增益穩(wěn)定，圓極化性能好，天線的福射方向圖具有良好的對稱性和穩(wěn)定性。該天線優(yōu)異的性能使其滿足系統(tǒng)高精度應用要求。

同時利用本實用新型所設計的天線仍然具有寬帶電磁偶極子天線優(yōu)良的輻射特性，如后瓣輻射小、定向性高、方向圖對稱性好和帶內方向圖穩(wěn)定度高等。除此之外該天線還具有以下優(yōu)點，天線的軸比性能和極化純度得到提高，增強了抑制多路徑的能力；天線軸對稱的結構保證了天線相位中心的穩(wěn)定；天線結構簡單無需設計復雜的匹配網絡。

本實用新型可廣泛應用于各種北斗天線設計領域。

以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。