一種全導(dǎo)航系統(tǒng)高精度天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航天線，特別是一種覆蓋所有導(dǎo)航系統(tǒng)的高相位中心穩(wěn)定度天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著美國GPS系統(tǒng)、俄羅斯GL0NASS系統(tǒng)、Galileo系統(tǒng)以及我國“北斗二號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航精密測量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)研究的諸多領(lǐng)域，尤其是大地測量學(xué)及其相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，包括海洋大地測量學(xué)、資源勘探、工程測量與工程變形監(jiān)測等。全導(dǎo)航系統(tǒng)高精度天線作為監(jiān)測接收機(jī)的重要組成部分，它的性能直接關(guān)系到接收機(jī)測量精度的大小，其中天線的相位中心變化和多徑效應(yīng)是接收機(jī)系統(tǒng)中的顯著誤差源，而天線的低仰角增益則影響接收機(jī)的靈敏度。
[0003]目前，國內(nèi)外高精度測量型天線普遍采用雙層微帶或者振子形式，大部分天線僅可覆蓋部分導(dǎo)航系統(tǒng)，即使覆蓋所有導(dǎo)航系統(tǒng)，天線的可加工性也比較差；由于微帶天線屬于諧振結(jié)構(gòu)，其帶寬一般不超過15%，因此采用雙層微帶形式的高精度天線在頻帶邊沿，天線的整體性能也會(huì)明顯惡化。金屬振子形式的高精度天線，為保證阻抗的匹配性和方向圖的對稱性，對振子的加工精度和裝配精度也提出了非常高的要求。
[0004]另外，近些年來也有人將平面螺旋天線應(yīng)用于高精度導(dǎo)航天線領(lǐng)域，平面螺旋天線雖然具有很寬的駐波帶寬，但是其方向圖的對稱性較差，且隨著頻率變化，方向圖的一致性也較差。而國外主流產(chǎn)品GNSS750和AR25系列的高精度天線雖然在L波段導(dǎo)航領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但均不具備L/S同時(shí)覆蓋的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問題:克服現(xiàn)有天線帶寬的不足，提供了一種全導(dǎo)航系統(tǒng)高精度天線，本發(fā)明利用微帶花瓣振子天線復(fù)合四饋點(diǎn)微帶天線的結(jié)構(gòu)形式，能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶特性、高相位中心穩(wěn)定度特性、高多徑抑制特性、免調(diào)試特性。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0007]—種全導(dǎo)航系統(tǒng)高精度天線包括:三維扼流圈、微帶花瓣振子、微帶印制板、微帶地板、s電橋印制板、S電橋盒、L電橋盒、L電橋印制板、支撐支架、S饋電線；微帶花瓣振子固定安裝在三維扼流圈內(nèi)；四個(gè)支撐支架固定安裝在三維扼流圈的中央位置；微帶印制板、微帶地板、S電橋印制板和S電橋盒依次固定在支撐支架上4饋電線依次穿過L電橋印制板、L電橋盒、微帶花瓣振子、S電橋盒與S電橋印制板相連接；L電橋印制板和L電橋盒依次固定在三維扼流圈底部。
[0008]本發(fā)明還包括:金屬圓臺(tái)、金屬內(nèi)腔、內(nèi)部扼流圈、中心扼流圈、和外部扼流圈；
[0009]金屬圓臺(tái)位于三維扼流圈中間位置，金屬圓臺(tái)包含中心位置的S饋電孔和距離中心一定位置的四個(gè)L饋電孔，S饋電孔用于放置S饋電線，四個(gè)L饋電孔用于對微帶花瓣振子的饋電；
[0010] 金屬內(nèi)腔為三維扼流圈和微帶花瓣振子的腔體部分；
[0011 ] 三維扼流圈外圍包含三層扼流結(jié)構(gòu)，分別為內(nèi)部扼流圈，中心扼流圈和外部扼流圈。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有效益效果在于:
[0013](I)本發(fā)明將S頻段的天線及饋電網(wǎng)絡(luò)均置于L波段微帶花瓣振子上方，并利用貫穿其中心的S饋電線實(shí)現(xiàn)對S天線的饋電，減小對L波段天線的擾動(dòng)，該天線不僅覆蓋了目前所有導(dǎo)航系統(tǒng)的所有頻率、而且相位中心穩(wěn)定度和方向圖的對稱性都大幅提升；本發(fā)明具有寬頻帶、優(yōu)良的低仰角起伏、寬角度圓極化軸比和高相位中心穩(wěn)定度的特點(diǎn)，可同時(shí)覆蓋GPS、北斗、GLONASS^Galileo所有導(dǎo)航系統(tǒng)頻段，且加工、裝配簡易，免于調(diào)試。本發(fā)明在覆蓋所有導(dǎo)航系統(tǒng)的所有頻率方面，填補(bǔ)了國內(nèi)外技術(shù)空白。
[0014](2)本發(fā)明采用對稱結(jié)構(gòu)的四饋點(diǎn)微帶花瓣振子天線和四饋點(diǎn)微帶印制板，產(chǎn)生軸對稱遠(yuǎn)區(qū)輻射場特性，進(jìn)一步保證該天線具有高穩(wěn)定的相位中心性能和優(yōu)良的低仰角特性。
[0015](3)本發(fā)明采用四饋點(diǎn)微帶花瓣振子天線和三維扼流圈中心的金屬圓臺(tái)代替原金屬振子和饋電線，加工簡單，成本低廉，免于調(diào)試，通用性較強(qiáng)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明全導(dǎo)航系統(tǒng)高精度天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明微帶花瓣振子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明扼流圈結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作原理和工作過程作進(jìn)一步解釋和說明。
[0020]如圖1所示，一種全導(dǎo)航系統(tǒng)高精度天線包括:三維扼流圈1、微帶花瓣振子2、微帶印制板3、微帶地板4、S電橋印制板5、S電橋盒6、L電橋盒7、L電橋印制板8、支撐支架9、S饋電線10 ;微帶花瓣振子2固定安裝在三維扼流圈I內(nèi)；四個(gè)支撐支架9固定安裝在三維扼流圈I的中央位置；微帶印制板3、微帶地板4、S電橋印制板5和S電橋盒6依次固定在支撐支架9上；S饋電線10依次穿過L電橋印制板8、L電橋盒7、微帶花瓣振子2、S電橋盒6與S電橋印制板5相連接；L電橋印制板8和L電橋盒7依次固定在三維扼流圈I底部。
[0021]三維扼流圈I中心包含一個(gè)金屬圓臺(tái)，中間包含5個(gè)通孔。
[0022]如圖2所示，微帶花瓣振子2包括4個(gè)相互正交并且對稱的振子臂11，微帶花瓣振子2由F4B-2印制板加工而成；振子臂11通過腐蝕而成；微帶花瓣振子2的中心開有電纜孔12，在距離中心一定距離的圓上均布有四個(gè)支架孔13。扇形振子臂11的張角為30°，其內(nèi)外徑尺寸分別為4.5mm和42.5mm，微帶花瓣振子2的中心包含直徑為5.5mm的電纜孔12，在距離中心22mm的圓上均布有四個(gè)直徑為1mm的支架孔13。
[0023]微帶印制板3、微帶地板4、S電橋印制板5和S電橋盒6依次從上往下通過螺釘固定在支撐支架9上；微帶印制板3、微帶地板4、S電橋印制板5和S電橋盒6相互貼合。
[0024]L電橋印制板8和L電橋盒7從下向上依次固定在三維扼流圈I底部。
[0025]微帶地板4、S電橋印制板5、S電橋盒6均位于微帶花瓣振子2上方，并利用貫穿其中心的S饋電線10實(shí)現(xiàn)對S電橋印制板5的饋電。
[0026]支撐支架9為環(huán)氧酚醛層壓玻璃布棒材料。
[0027]如圖3所示，本發(fā)明還包括金屬圓臺(tái)14、金屬內(nèi)腔17、內(nèi)部扼流圈18、中心扼流圈19、和外部扼流圈20 ;金屬圓臺(tái)14位于三維扼流圈I中間位置，金屬圓臺(tái)14包含中心位置的S饋電孔16和距離中心一定位置的四個(gè)L饋電孔15，S饋電孔16用于放置S饋電線10，四個(gè)L饋電孔15用于對微帶花瓣振子2的饋電；金屬內(nèi)腔17為三維扼流圈I和微帶花瓣振子2的腔體部分；三維扼流圈I外圍包含三層扼流結(jié)構(gòu)，分別為內(nèi)部扼流圈18，中心扼流圈19和外部扼流圈20。內(nèi)部扼流圈18主要抑制S頻段的多徑信號(hào)，與三維扼流圈I的頂部平齊；中心扼流圈19和外部扼流圈20主要抑制L頻段的多徑信號(hào)，中心扼流圈19距離三維扼流圈I的頂部15mm ;外部扼流圈20距離三維扼流圈I的頂部22mm。
[0028]本發(fā)明全導(dǎo)航系統(tǒng)高精度天線的工作和設(shè)計(jì)原理是:
[0029]天線的工作帶寬由兩個(gè)方面決定的，一是天線的阻抗帶寬，即天線的駐波，二是天線的方向圖帶寬，即方向圖的形狀和增益，二者都要滿足系統(tǒng)要求