CN114050410A - 圆极化天线和基准站 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种圆极化天线和基准站，宽带功分网络与馈电网络电连接，馈电网络与主辐射单元耦合电连接，主辐射单元与寄生辐射单元之间具有预设间隔，且主辐射单元与寄生辐射单元耦合电连接，宽带功分网络可以将接收到的射频信号转换为满足圆极化要求的四路子信号，馈电网络可以将四路子信号馈入主辐射单元和寄生辐射单元，这样，主辐射单元在四路子信号的激励下产生第一谐振点，寄生辐射单元在四路子信号的激励下产生第二谐振点，该第一谐振点的频率和第二谐振点的频率对应的带宽大于或等于导航全频段带宽。该天线不仅可以在接收卫星信号时使用，也可以在发射卫星信号时使用，从而在实现卫星导航全频段覆盖的基础上丰富了天线的使用场景。

Description

圆极化天线和基准站

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种圆极化天线和基准站。

背景技术

圆极化是卫星导航系统使用的主要的传播方式，与线性极化传播方式相比，在电磁波的传送及接收的方向上没有限制。而且，使用圆极化传播方式时，电磁波在电离层会产生法拉第旋转效应，使得圆极化近年来在卫星导航上极具重要性。

相关技术中，卫星导航上的圆极化天线多数使用两块频率不同的微带阵子，且是在有源链路中通过有源合路器对该两个不同频率的微带阵子进行合成，这样合成后可以使得天线的宽带加宽，以实现全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)卫星导航频段（1.1-1.7GHz）全覆盖。

然而，相关技术中，在实现卫星导航全频段覆盖时是通过有源合路器对不同频率进行合成，但是在天线的信号功率较大时会造成有源合路器的损坏，导致天线只能在接收卫星信号时使用，限制了天线的使用场景。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种圆极化天线和基准站，能够在实现卫星导航全频段覆盖的基础上，不仅可以在接收卫星信号时使用，也可以在发射卫星信号时使用，从而丰富了天线的使用场景。

第一方面，本申请提供了一种圆极化天线，该圆极化天线包括自上而下设置的寄生辐射单元、主辐射单元、馈电网络和宽带功分网络；

宽带功分网络与馈电网络电连接，馈电网络与主辐射单元耦合电连接，主辐射单元与寄生辐射单元之间具有预设间隔，且主辐射单元与寄生辐射单元耦合电连接；

宽带功分网络用于将接收到的射频信号转换为满足圆极化要求的四路子信号；馈电网络用于将四路子信号馈入主辐射单元和寄生辐射单元；

主辐射单元用于在四路子信号的激励下产生第一谐振点，寄生辐射单元用于在四路子信号的激励下产生第二谐振点，第一谐振点的频率和第二谐振点的频率对应的带宽大于或等于导航全频段带宽。

在其中一个实施例中，第二谐振点的频率小于第一谐振点的频率。

在其中一个实施例中，主辐射单元与寄生辐射单元之间的垂直高度为4mm。

在其中一个实施例中，寄生辐射单元、主辐射单元为印制电路板上铺设的面状结构。

在其中一个实施例中，寄生辐射单元和主辐射单元的形状均为中心对称形状，且寄生辐射单元所在的第一印制电路板和主辐射单元所在的第二印制电路板通过非金属连接件固定连接。

在其中一个实施例中，寄生辐射单元和主辐射单元均为圆形辐射结构，寄生辐射单元的辐射面的直径为60mm；主辐射单元的辐射面的直径为70mm。

在其中一个实施例中，主辐射单元为中间具有至少一个镂空结构的圆形辐射结构。

在其中一个实施例中，宽带功分网络包括4个馈电点；馈电网络具有4个馈电组件；

馈电网络通过4个馈电组件连接4个馈电点，接入宽带功分网络。

在其中一个实施例中，宽带功分网络设置在第三印制电路板上，第三印制电路板位于第二印制电路板的下方，且与第二印制电路板平行设置。

在其中一个实施例中，馈电网络设置在第三印制电路板和第二印制电路板之间，馈电网络包括4个对称设置的馈电子网络，每个馈电子网络包括两个介质支撑柱以及设置在两个介质支撑柱之间的馈电单元和馈电组件。

在其中一个实施例中，馈电单元为在第四印制电路板上铺设的线状结构；

第四印制电路板与第二印制电路板之间的垂直高度为5mm。

在其中一个实施例中，馈电单元的辐射区域的长度为18mm，宽度为4mm。

在其中一个实施例中，圆极化天线还包括设置在第五印制电路板上的扼流圈，第五印制板位于第三印制电路板的下方，且与第三印制电路板平行设置。

在其中一个实施例中，圆极化天线还包括第一天线罩和第一柱状非金属侧壁，第一天线罩的底部与第一柱状非金属侧壁的顶端连接，形成第一天线腔体；

寄生辐射单元、主辐射单元、馈电网络和宽带功分网络均位于第一天线腔体内。

在其中一个实施例中，圆极化天线还包括第二天线罩和第二柱状非金属侧壁，第二柱状非金属侧壁套设在第一柱状非金属侧壁的外围，第二天线罩的底部与第二柱状非金属侧壁的顶端连接，形成第二天线腔体。

第二方面，本申请还提供了一种基准站，该基准站包括上述第一方面任一项实施例提供的圆极化天线。

本申请实施例提供的圆极化天线和基准站，宽带功分网络与馈电网络电连接，馈电网络与主辐射单元耦合电连接，主辐射单元与寄生辐射单元之间具有预设间隔，且主辐射单元与寄生辐射单元耦合电连接；基于此结构，宽带功分网络可以将接收到的射频信号转换为满足圆极化要求的四路子信号，馈电网络可以将四路子信号馈入主辐射单元和寄生辐射单元，这样，主辐射单元在四路子信号的激励下产生第一谐振点，寄生辐射单元在四路子信号的激励下产生第二谐振点，该第一谐振点的频率和第二谐振点的频率对应的带宽大于或等于导航全频段带宽，相当于，馈电网络和主辐射单元以及寄生辐射单元实现的耦合馈电可以增加天线的带宽，且因该带宽是大于或等于导航全频段带宽，实现了圆极化天线对导航全频段的覆盖。另，整个圆极化天线的结构中，无需使用有源合路器，对于信号功率较大的场景也可以使用，如此，不仅可以在接收卫星信号时使用，也可以在发射卫星信号时使用，从而在实现卫星导航全频段覆盖的基础上丰富了天线的使用场景。

附图说明

图1为一个实施例中圆极化天线的结构主示意图；

图2为一个实施例中寄生辐射单元和主辐射单元的结构示意图；

图3为一个实施例中宽带功分网络的实现原理图；

图4为另一个实施例中宽带功分网络的结构示意图；

图5为一个实施例中宽带功分网络在印制电路板上的示意图；

图6为一个实施例中宽带功分网络驻波仿真结果示意；

图7为一个实施例中馈电网络的结构示意图；

图8为一个实施例中天线的阵子切面示意图；

图9为一个实施例中天线的整体切面示意图；

图10为一个实施例中天线顶点增益仿真结果示意；

图11为一个实施例中天线低仰角增益仿真结果示意；

图12为一个实施例中天线轴比仿真结果示意；

附图标记说明：

10：寄生辐射单元； 20：主辐射单元；

30：馈电网络； 40：宽带功分网络；

50：第一印制电路板； 60：第二印制电路板；

70：第三印制电路板； 80：第四印制电路板；

90：第一天线罩； 100：第一柱状非金属侧壁；

110：第二天线罩； 120：第二柱状非金属侧壁；

301：馈电子网络； 3011：介质支撑柱；

3012：馈电单元； 3013：馈电组件。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如，两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

对于相关技术中采用有源合路器实现卫星导航全频段覆盖，导致天线只能在接收卫星信号时使用，限制了天线的使用场景的缺陷，本申请实施例提供的圆极化天线通过单阵子技术可以在无需有源合路器的基础上实现覆盖导航全频段，并可作为收发导航信号一体化天线使用。

具体地，参阅图1，图1示出了本申请一实施例中的圆极化天线的主示意图，该圆极化天线包括自上而下设置的寄生辐射单元10、主辐射单元20、馈电网络30和宽带功分网络40；宽带功分网络40与馈电网络30电连接，馈电网络30与主辐射单元20耦合电连接，主辐射单元20与寄生辐射单元10之间具有预设间隔，且主辐射单元20与寄生辐射单元10耦合电连接；宽带功分网络40用于将接收到的射频信号转换为满足圆极化要求的四路子信号；馈电网络30用于将四路子信号馈入主辐射单元20和寄生辐射单元10；主辐射单元20用于在四路子信号的激励下产生第一谐振点，寄生辐射单元10用于在四路子信号的激励下产生第二谐振点，第一谐振点的频率和第二谐振点的频率对应的带宽大于或等于导航全频段带宽。

本申请实施例中，寄生辐射单元10、主辐射单元20、馈电网络30和宽带功分网络40是自上而下设置的；可选地，自上而下设置时寄生辐射单元10、主辐射单元20、馈电网络30和宽带功分网络40各自的几何中心位于同一直线上。

继续参见图1，宽带功分网络40与馈电网络30电连接，馈电网络30与主辐射单元20耦合电连接，主辐射单元20与寄生辐射单元10耦合电连接。

其中，主辐射单元20与寄生辐射单元10之间存在预设间隔，馈电网络30与主辐射单元20之间也存在预设间隔，对于该两个预设间隔的具体值，本申请实施例不作限定，可根据实际情况确定。

基于上述连接结构，馈电网络30通过与寄生辐射单元10、以及主辐射单元20进行耦合馈电。由此，在宽带功分网络40将接收到的射频信号转换为满足圆极化要求的四路子信号后，该四路子信号进入馈电网络30后，馈电网络30可以将四路子信号馈入主辐射单元20和寄生辐射单元10，进行耦合馈电，从而将信号转换为电磁波信号发射至空间。或者，接收空间的电磁波信号，该接收电磁波信号的过程发射电磁波信号为完全相反的过程，在此不再赘述。

具体地，在馈电网络30将四路子信号馈入主辐射单元20和寄生辐射单元10过程中，主辐射单元20在该四路子信号的激励下产生第一谐振点，寄生辐射单元10在该四路子信号的激励下产生第二谐振点。

其中，第一谐振点和第二谐振点为不同的谐振点。

可选地，第二谐振点的频率小于第一谐振点的频率。且第一谐振点的频率和第二谐振点的频率共同对应的带宽大于或等于导航全频段带宽。

本申请实施例中的导航全频段带宽即卫星导航全频段带宽1.1-1.7GHz。第一谐振点的频率和第二谐振点的频率共同对应的带宽大于或等于导航全频段带宽，就可以保证该圆极化天线通过馈电网络30与寄生辐射单元10、以及主辐射单元20进行耦合馈电传输的信号可以覆盖卫星导航全频段带宽。

实际应用中，可以通过调整寄生辐射单元10、主辐射单元20、馈电网络30的辐射面积，以及相互之间的间隔等本申请实施例提供的圆极化天线结构中的其他参数，来保证第一谐振点的频率和第二谐振点的频率共同对应的带宽大于或等于导航全频段带宽。

本申请实施例提供的上述圆极化天线，宽带功分网络40与馈电网络30电连接，馈电网络30与主辐射单元20耦合电连接，主辐射单元20与寄生辐射单元10之间具有预设间隔，且主辐射单元20与寄生辐射单元10耦合电连接；基于此结构，宽带功分网络40可以将接收到的射频信号转换为满足圆极化要求的四路子信号，馈电网络30可以将四路子信号馈入主辐射单元20和寄生辐射单元10，这样，主辐射单元20在四路子信号的激励下产生第一谐振点，寄生辐射单元10在四路子信号的激励下产生第二谐振点，该第一谐振点的频率和第二谐振点的频率对应的带宽大于或等于导航全频段带宽，相当于，馈电网络30和主辐射单元20以及寄生辐射单元10实现的耦合馈电可以增加天线的带宽，且因该带宽是大于或等于导航全频段带宽，实现了圆极化天线对导航全频段的覆盖。另，整个圆极化天线的结构中，无需使用有源合路器，对于信号功率较大的场景也可以使用，如此，不仅可以在接收卫星信号时使用，也可以在发射卫星信号时使用，从而在实现卫星导航全频段覆盖的基础上丰富了天线的使用场景。

对于上述圆极化天线中各部件之间的连接方式以及各部件各自的实现结构，下面通过具体的实施例进行说明。

一种实施例中，寄生辐射单元10和主辐射单元20为印制电路板上铺设的面状结构。例如，该面状结构可以是铺设在印制电路板上的金属片。

如图2所示，以金属片为例，寄生辐射单元10铺设在第一印制电路板50上，主辐射单元20铺设在第二印制电路板60上。其中，图2示意的是寄生辐射单元10和主辐射单元20的设计结构的切面图，寄生辐射单元10和主辐射单元20以黑色背景填充示意。

其中，第一印制电路板50和第二印制电路板60之间通过非金属连接件固定连接（图2中以螺钉示意）。例如，该非金属连接件可以是螺钉、铆钉等等，本申请实施例对非金属连接件的具体类型不作限定。这样，采用非金属连接件连接寄生辐射单元10所在的第一印制电路板50和主辐射单元20所在的第二印制电路板60，可以减小连接件对天线辐射的影响，增强辐射效果。

可选地，主辐射单元20与寄生辐射单元10之间的垂直高度为4mm，即主辐射单元20与寄生辐射单元10之间的预设间隔为4mm。那么，自然可以理解的是，这里的垂直高度指的是第一印制电路板50和第二印制电路板60之间的高度为4mm。

寄生辐射单元10与主辐射单元20之间的高度影响圆极化天线辐射效果的参数之一，因此，上述提供的具体高度数值为一种示例，实际应用中，可根据实际情况进行调整，只要符合需要的辐射效果即可。

可选地，寄生辐射单元10和主辐射单元20的形状均为中心对称形状。

例如，寄生辐射单元10和主辐射单元20的形状可以是圆形、正方形等等。其中，上述图1和图2中对于寄生辐射单元10和主辐射单元20均以圆形辐射结构示意。

可选地，在寄生辐射单元10和主辐射单元20均为圆形辐射结构的基础上，寄生辐射单元10的辐射面的直径为60mm；主辐射单元20的辐射面的直径为70mm。同样，该具体的直径数值也为一种示例，可根据实际情况进行调整，只要符合需要的辐射效果即可。

对于寄生辐射单元10和主辐射单元20上的圆形辐射结构在印制电路板上的具体实现图形，本申请实施例不作限定，例如，寄生辐射单元10可以是一整片圆形金属片贴附在印制电路板上，主辐射单元20可以是中间具有至少一个镂空结构的圆形金属片贴附在印制电路板上。

例如，请继续参见图2所示，主辐射单元20在印制电路板上的面状结构的版图为镂空结构。图2示意的镂空结构不会降低信号辐射的效果，且可以延长电流长度，实现降频效果。

上述列举的寄生辐射单元10和主辐射单元20的实现结构仅为一种示例，并不用作限定。

基于上述寄生辐射单元10和主辐射单元20的实现方式，馈电网络30与主辐射单元20之间耦合连接，宽带功分网络40与馈电网络30电连接。

一种实施例中，宽带功分网络40包括4个馈电点；馈电网络30具有4个馈电组件3013；馈电网络30通过4个馈电组件3013连接4个馈电点接入宽带功分网络40。

可选地，馈电组件3013可以是馈电针，该馈电针可以金属棒实现。

可选地，该馈电针的高度可以是19mm，直径为1mm。

一般地，两个相互正交，振幅相等，相位相差90°的线极化波可以合成一个圆极化波，因此，要实现卫星导航天线的圆极化，必须使四个馈电针在宽带功分网络40上接入的4个馈电点端电流相等，且相位两两相差90°。

可选地，可以将4个馈电点的馈电相位按顺时针方向或逆时针方向依次滞后90°其中，4个馈电点的馈电相位按顺时针方向依次滞后90°时，实现卫星导航天线的左旋圆极化；4个馈电点的馈电相位按逆时针方向依次滞后90°时，实现卫星导航天线的右旋圆极化。具体在实现时，可根据天线要实现的是左旋圆极化还是右旋圆极化对4个馈电点的相位进行设置。

以右旋圆极化为例，4个馈电点相位必须实现0°、90°、180°、270°的相位变化。

如图3所示，示意一种宽带功分网络40的实现原理图。以威尔金森功分器实现为例，该宽带功分网络40包括一个输入端口Input和四个输出端口。其中，发射信号时，宽带功分网络40接收的射频信号从输入端口Input进入，经过威尔金森功分器后分为两路，然后每路再经过威尔金森功分器分为不同相位：0°、90°、180°、270°的端口。

这样，采用4馈电相位的设计可以保证天线的高精度和圆极化特性，且高度对称结构使得卫星导航天线的轴比较小，具有较高的圆极化性能，增加卫星导航天线的精确度。

可选地，如图4所示，宽带功分网络40设置在第三印制电路板70上；第三印制电路板70位于第二印制电路板60的下方，且与第二印制电路板60平行设置。可选地，馈电网络30设置在第三印制电路板70和第二印制电路板60之间。其中，图4中的第三印制电路板70上的宽带功分网络40，和设置在中间的馈电网络30未示意出具体结构，仅以文字和线条简单示意。

以上述图3所示的宽带功分网络40的原理图为例，在印制电路板上实现宽带功分网络40时，实现版图如图5所示，其中，图5中的A、B、C、D对应0°、90°、180°、270°四个相位馈电点。

对于四个馈电点的不同相位，通过隔离电阻R1、R2和R3进行隔离。可选地，R1=R2=R3=100Ω。

另外，前面实施例已经说明，馈电网络30通过与主辐射单元20以及寄生辐射单元10进行耦合馈电，增加了天线带宽，而馈电网络30的四路子信号是从宽带功分网络40上馈入的，因此，为了保证拓展宽带功分网络40的带宽，在图5中，宽带功分网络40线段采用两级匹配段，即图5中的粗线和细线代表不同级匹配段，以此实现宽带功分网络40更宽的带宽。

对于上述图5的宽带功分网络40的实现版图，进行网络仿真后的数据如图6所示，可参见图6中的虚线框中所示意的，在1.1~1.7GHz频段（导航全频段）内其驻波均小于1.3，因此，其是符合设计指标的。

上述图4中馈电网络30设置在上述第三印制电路板70和第二印制电路板60之间。即馈电网络30的一端与主辐射单元20耦合连接，另一端与设置在第三印制电路板70上的宽带功分网络40电连接。

对于馈电网络30的实现结构，如图7所示，一种实施例中，馈电网络30包括4个对称设置的馈电子网络301，每个馈电子网络301包括两个介质支撑柱3011以及设置在两个介质支撑柱3011之间的馈电单元3012和馈电组件3013。

具体地，4个对称设置的馈电子网络301为中心对称设置，即互相之间的角度为90°。对应地，每个馈电子网络301中包括一个馈电单元3012、一个馈电组件3013和两个介质支撑柱3011。

以馈电组件3013为馈电针例，每个馈电单元3012水平设置，其下方垂直连接一馈电针，即馈电针的一端接入馈电单元3012中，另一端接入下方宽带功分网络40上的馈电点中，如此，保证信号传输时，可以通过馈电针实现馈电单元3012与宽带功分网络40之间的传输。

由于馈电单元3012所在的馈电网络30与上方主辐射单元20为耦合连接，两者之前不存在连接件，所以为了保证馈电单元的稳固性，在每个馈电单元3012两端各设置一个介质支撑柱3011进行支撑。

一种实施例中，馈电单元3012为在第四印制电路板80上铺设的线状结构。例如，馈电单元3012可以是铺设在第四印制电路板80上的金属带。该金属带即为馈电单元3012进行耦合馈电的辐射片。可选地，馈电单元3012的辐射区域的长度为18mm，宽度为4mm。同样，该具体的直径数值也为一种示例，可根据实际情况进行调整，只要符合需要的辐射效果即可。

每个馈电单元3012是通过介质支撑柱3011进行支撑的，而馈电单元3012是铺设在第四印制电路板80上的，因此，介质支撑柱3011一端连接在第四印制电路板80上，另一端接入下方宽带功分网络40所在的第三印制电路板70上，以提高整个天线的稳固性。

如图8所示，结合上述实施例中馈电单元3012、馈电针、寄生辐射单元10、主辐射单元20和介质支撑柱3011的实现结构，提供一种圆极化天线阵子的切面示意图。

图8中由于是切面图，4个馈电单元3012和4个馈电针仅示意出3个。且主辐射单元20上延馈电单元3012直线的外延端设置有介质支撑柱3011，该介质支撑柱3011底端连接在在宽带功分网络40所在的印制电路板上（图8未示意），用于支撑主辐射单元20。

具体地，信号经过宽带功分网络40的馈电点进入馈电针，再经馈电针进入对应馈电单元3012，4个馈电单元3012与上方的主辐射单元20、寄生辐射单元10进行耦合馈电，从而将产生的电磁波信号辐射至空间。

进一步地，为了保证天线的耦合馈电的电磁波辐射效果，馈电单元3012所在的第四印制电路板80与第二印制电路板60之间的垂直高度为5mm。该具体的直径数值也为一种示例，可根据实际情况进行调整，只要符合需要的辐射效果即可。

多径效应是卫星导航系统的显著误差源，可以通过设置扼流圈来抑制多径效应，基于此，一种实施例中，本申请实施例中提供的圆极化天线还包括设置在第五印制电路板上的扼流圈，第五印制板位于第三印制电路板70的下方，且与第三印制电路板70平行设置。以此改善电磁波传输多径效应，改善辐射效率，提高辐照均匀度的重要结构，也能提高低仰角增益。

一种实施例中，结合上述实施例，如图9所示，示意出的是本申请实施例提供的圆极化天线整体切面示意图。

图9中，考虑到上述实施例中各结构中的金属长时间暴露在空气中，会存在生锈情况，从而影响天线辐射效果，本申请实施例中提供的圆极化天线还包括第一天线罩90和第一柱状非金属侧壁100。其中，该第一天线罩90的底部与第一柱状非金属侧壁100的顶端连接，形成第一天线腔体。而上述实施例中涉及的寄生辐射单元10、主辐射单元20、馈电网络30和宽带功分网络40均位于该第一天线腔体内。

可选地，该圆极化天线还包括第二天线罩110和第二柱状非金属侧壁120，第二柱状非金属侧壁120套设在第一柱状非金属侧壁100的外围，第二天线罩110的底部与第二柱状非金属侧壁120的顶端连接，形成第二天线腔体。扼流圈位于该第二天线腔体中。

其中，上述实施例中，天线罩为非金属材质，例如，FR4复合材料。柱状侧壁所采用的非金属材质也可以是FR4复合材料。本申请实施例对此不作限定。

可选地，第一天线罩90和第二天线罩110的形状可以圆弧状，也可以方形、不规则形状。第一天线罩90和第二天线罩110可以为透明的，也可以为非透明的，本申请实施例对天线罩的形状、颜色、材质、特性均不作限定，只要其可以使得天线的辐射信号穿过，不影响辐射效果即可。

本申请实施例中提供的圆极化天线，基于上述结构设计，得到图10顶点增益、图11的低仰角增益和图12的轴比的仿真结果，由仿真结果可以看出天线的增益全频段均大于8dBi，低仰角20°的最小增益-2.8dBi，不圆度均小于0.5，轴比在80°以内，且低于3.6dB，圆极化特性较好。因此，通过电磁仿真后得出的天线方向图指标均满足设计需求，在顶点增益、低仰角增益、不圆度及轴比均有较好的指标，因此，本申请中的天线通过4馈耦合馈电的设计思路，可以实现超宽频覆盖，同时兼顾高增益、低仰角增益、不圆度及轴比特性的良好，且该天线阵子全部采用印制板，相比于行业内常规的微带复合材料，大大降低该产品的成本。

另外，基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种基准站。该基准站包括上述任一实施例中提供的圆极化天线。对于该基准站所提供的解决问题的实现方案与上述圆极化天线中所记载的实现方案相似，故基准站中的具体限定可以参见上文中对于圆极化天线的限定，在此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线包括自上而下设置的寄生辐射单元、主辐射单元、馈电网络和宽带功分网络；

所述宽带功分网络与所述馈电网络电连接，所述馈电网络与所述主辐射单元耦合电连接，所述主辐射单元与所述寄生辐射单元之间具有预设间隔，且所述主辐射单元与所述寄生辐射单元耦合电连接；

所述宽带功分网络用于将接收到的射频信号转换为满足圆极化要求的四路子信号；所述馈电网络用于将所述四路子信号馈入所述主辐射单元和所述寄生辐射单元；

所述主辐射单元用于在所述四路子信号的激励下产生第一谐振点，所述寄生辐射单元用于在所述四路子信号的激励下产生第二谐振点，所述第一谐振点的频率和所述第二谐振点的频率对应的带宽大于或等于导航全频段带宽。

2.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述第二谐振点的频率小于所述第一谐振点的频率。

3.根据权利要求2所述的圆极化天线，其特征在于，所述主辐射单元与所述寄生辐射单元之间的垂直高度为4mm。

4.根据权利要求2所述的圆极化天线，其特征在于，所述寄生辐射单元、主辐射单元为印制电路板上铺设的面状结构。

5.根据权利要求4所述的圆极化天线，其特征在于，所述寄生辐射单元和所述主辐射单元的形状均为中心对称形状，且所述寄生辐射单元所在的第一印制电路板和所述主辐射单元所在的第二印制电路板通过非金属连接件固定连接。

6.根据权利要求5所述的圆极化天线，其特征在于，所述寄生辐射单元和所述主辐射单元均为圆形辐射结构，所述寄生辐射单元的辐射面的直径为60mm；所述主辐射单元的辐射面的直径为70mm。

7.根据权利要求6所述的圆极化天线，其特征在于，所述主辐射单元为中间具有至少一个镂空结构的圆形辐射结构。

8.根据权利要求5所述的圆极化天线，其特征在于，所述宽带功分网络包括4个馈电点；所述馈电网络具有4个馈电组件；

所述馈电网络通过所述4个馈电组件连接所述4个馈电点，接入所述宽带功分网络。

9.根据权利要求8所述的圆极化天线，其特征在于，所述宽带功分网络设置在第三印制电路板上，所述第三印制电路板位于所述第二印制电路板的下方，且与所述第二印制电路板平行设置。

10.根据权利要求9所述的圆极化天线，其特征在于，所述馈电网络设置在所述第三印制电路板和所述第二印制电路板之间，所述馈电网络包括4个对称设置的馈电子网络，每个所述馈电子网络包括两个介质支撑柱以及设置在所述两个介质支撑柱之间的馈电单元和馈电组件。

11.根据权利要求10所述的圆极化天线，其特征在于，所述馈电单元为在第四印制电路板上铺设的线状结构；

所述第四印制电路板与所述第二印制电路板之间的垂直高度为5mm。

12.根据权利要求11所述的圆极化天线，其特征在于，所述馈电单元的辐射区域的长度为18mm，宽度为4mm。

13.根据权利要求9所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线还包括设置在第五印制电路板上的扼流圈，所述第五印制板位于所述第三印制电路板的下方，且与所述第三印制电路板平行设置。

14.根据权利要求1-13任一项所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线还包括第一天线罩和第一柱状非金属侧壁，所述第一天线罩的底部与所述第一柱状非金属侧壁的顶端连接，形成第一天线腔体；

所述寄生辐射单元、主辐射单元、馈电网络和宽带功分网络均位于所述第一天线腔体内。

15.根据权利要求14所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线还包括第二天线罩和第二柱状非金属侧壁，所述第二柱状非金属侧壁套设在所述第一柱状非金属侧壁的外围，所述第二天线罩的底部与所述第二柱状非金属侧壁的顶端连接，形成第二天线腔体。

16.一种基准站，其特征在于，所述基准站包括上述权利要求1-15任一项所述的圆极化天线。

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