CN114122698B - 一种通导一体化三频北斗导航天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通导一体化三频北斗导航天线，包括：耦合缝隙加载圆环辐射贴片、第一圆形介质基板、枝节加载矩形辐射贴片、开槽接地板、金属短路柱、第二圆形介质基板、滤波型正交馈电网络；所述耦合缝隙加载圆环辐射贴片包括圆环形辐射贴片和圆环耦合缝隙；所述枝节加载矩形辐射贴片包括矩形耦合馈电片，矩形辐射贴片，圆形加载辐射枝节，弯折矩形加载辐射枝节，第一馈电保护孔和同轴探针馈电端口；所述开槽接地板包括外部圆环接地板、地板圆环缝隙、内部圆形接地板和第二馈电保护孔，该天线可同时进行北斗导航和短报文通信服务，且在导航频段具有宽频特性，在短报文收发频段具有较高增益。
Description
技术领域
本发明及一种多频天线领域，尤其涉及一种通导一体化三频北斗导航天线。
背景技术
中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，相较于GPS、GLONASS等卫星导航系统，除去B1,B2和B3频段的基本导航服务，其特色之一是可向用户提供短报文通信服务，工作频段分别为L(上行)频段1615.68±4.08MHz，S(下行)频段2491.75±4.08MHz。
针对BDS的发展与完善，近些年有部分文章报道了基于BDS工作频段的导航天线技术，但均未同时包含基本导航服务和短报文通信服务。部分文章采用宽频带或多频技术，对基本导航服务的B1，B2等频段进行覆盖，并展宽天线的3dB轴比波束宽度以改良基本导航天线的性能，但没有对北斗的短报文服务进行兼容设计。部分文献应用超材料，不均匀介质基板和多模共振等技术，设计了双频双极化圆极化天线，在两个频段内具有不同的圆极化极性辐射，例如于L频段进行左旋圆极化辐射，S频段进行右旋圆极化辐射，满足了北斗短报文服务同时接受和发射信号的需求，但不能同时接收导航信号；且目前报道的单元双频双极化天线的增益多数较低(4～6dBic)。高增益的收发天线可增大发射信号的传播距离，增强天线接收信号的能力，提高通信系统的运行质量，存在设计意义。为此，本发明设计了一种通导一体化三频北斗导航天线，实现了BDS系统基本导航服务和短报文服务的兼容，且在短报文收发频段具有较高增益。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种通导一体化三频北斗导航天线，其特征在于包括：耦合缝隙加载圆环辐射贴片、第一圆形介质基板、枝节加载矩形辐射贴片、开槽接地板、金属短路柱、第二圆形介质基板、滤波型正交馈电网络；
所述耦合缝隙加载圆环辐射贴片放置在第一圆形介质基板上层，包括圆环形辐射贴片和圆环耦合缝隙；所述圆环耦合缝隙有2个，水平正交放置；
所述枝节加载矩形辐射贴片，包括矩形耦合馈电片矩、形辐射贴片，圆形加载辐射枝节，弯折矩形加载辐射枝节，第一馈电保护孔和同轴探针馈电端口；矩形耦合馈电片放置在第一圆形介质基板上层，矩形辐射贴片、圆形加载辐射枝节、弯折矩形加载辐射枝节和第一圆形保护孔放置在第一圆形介质基板下层；所述圆形辐射加载枝节有4个，分别放置在矩形辐射贴片的4个角处，且尺寸不同；所述弯折矩形加载辐射枝节有4个，分别与矩形辐射贴片的4边的中点连接，且枝节宽度、长度不同；所述第一馈电保护孔放置在矩形辐射贴片的对角线上；所述同轴探针馈电端口放置在矩形耦合馈电片的正下方，外导体与开槽接地板相接，内导体与矩形耦合馈电片相接；
所述开槽接地板放置在第二圆形介质基板上层，包括外部圆环接地板、地板圆环缝隙、内部圆形接地板和第二馈电保护孔；所述第二馈电保护孔有3个，分别与圆环耦合缝隙和第一馈电保护孔在垂直方向对应；
所述金属短路柱包括外圈金属短路柱、中间金属短路柱、内圈金属短路柱和接地固定焊盘、外圈金属短路柱、中间金属短路柱和内圈金属短路柱一端放置在第一圆形介质基板上层，另一端放置在第二圆形介质基板下层，与接地固定焊盘连接；所述外圈金属短路柱有12个，每两个金属短路柱间的角度为30°，放置在圆环形辐射贴片的外边沿；所述中间金属短路柱有12个，每两个金属短路柱间的角度为30°，与外圈金属短路柱相对偏差角度为15°，放置在圆环形辐射贴片的外边沿与圆形耦合缝隙之间；所述内圈金属短路柱有12个，每两个金属短路柱间的角度为30°，放置在圆环形辐射贴片(11)的内边沿以内。
进一步地，所述滤波型正交馈电网络放置在第二圆形介质板的下层，包括枝节加载三阶滤波器、横跨定向耦合器第一50Ω传输线、第二50Ω传输线和第三50Ω传输线；
所述枝节加载三阶滤波器包括第一输入端口、第一开路枝节、第一终端开路耦合线、第二终端开路耦合线、第一连接线、第二开路枝节、第二连接线、第三开路枝节和第一输出端口；所述第一输入端口与第一50Ω传输线上端连接；所述第一开路枝节与第一终端开路耦合线左端连接；所述第一连接线与第一终端开路耦合线右端连接；所述第二开路枝节与第一连接线上端和第二连接线下端连接；所述第二终端开路耦合线右端与第二连接线上端连接，第二终端开路耦合线左端与第三开路枝节和第一输出端口连接。
所述第一开路枝节与第三开路枝节结构相同；所述第一终端开路耦合线与第二终端开路耦合线结构相同；所述第一连接线与第二连接线结构相同；
所述横跨定向耦合器包括第二输入端口、第二输出端口、第三输出端口、匹配端口和横跨电容耦合线；所述第二输入端口与第一输出端口连接；所述匹配端口与50Ω接地电阻连接；所述第二输出端口与第二50Ω传输线右端连接；所述第三输出端口与第三50Ω传输线左端连接；
所述第二50Ω传输线左端和第三50Ω传输线右端分别通过馈电探针与圆环形辐射贴片连接。
进一步地，所述第一圆形介质基板(2)位于第二圆形介质基板(6)的正上方；通过设置第一圆形介质基板(2)与第二圆形介质基板(6)间空气间隙为8mm，增加天线的阻抗带宽。
进一步地，所述耦合缝隙加载圆环辐射贴片(1)放置在第一圆形介质基板(2)上层，枝节加载矩形辐射贴片(3)放置在第一圆形介质基板(2)上层和下层；通过在单层板布置两种辐射贴片实现多频辐射功能，增强天线集成度，提高板材利用率，降低制作成本。
进一步地，通过设置外圈金属短路柱和中间金属短路柱的大小和位置，可减弱耦合缝隙加载圆环辐射贴片上的表面波，减小三频天线低频段的后向辐射；通过设置内圈金属短路柱的大小和位置，展宽三频天线低频段的3-dB轴比波束宽度，满足导航天线的要求。
进一步地，通过设置圆形加载辐射枝节的大小，弯折矩形加载辐射枝节的长度、宽度，可调节所需辐射模式到三频天线较高的两个工作频点；通过设置圆形加载辐射枝节四个部分的不同大小，弯折矩形加载辐射枝节四个部分的不同尺寸，进一步优化天线收发频段的轴比，提高天线的圆极化辐射特性。
进一步地，通过设置地板圆环缝隙的大小，减小天线导航低频段和收发高频段间的能量耦合，降低干扰。
进一步地，通过设置第一开路枝节、第二开路枝节、和第三开路枝节、的电长度，使滤波型正交馈电网络在收发频点产生传输零点，进一步减小三频天线低频段与高频段间的干扰。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种通导一体化三频北斗导航天线，具有如下优点：(1)天线在1.2GHz处具有较宽的工作频带，具体地，3dB轴比波束宽度为14.2％，覆盖了BDS系统基本导航服务的B2频段和B3频段,以及GPS系统导航服务的L2频段和L5频段。(2)天线在短报文收发频段内具有较高的增益特性，具体地，在1.615GHz频点处的左旋圆极化增益为7.82dBic，在2.49GHz处的右旋圆极化增益为7.30dBic。(3)所发明的双馈电网络具有平稳的输出幅度和相位特性，可为天线提供稳定的圆极化激励信号，具体地，在BDS系统基本导航B2和B3频段内，双馈电网络输出信号的相位误差小于5°，幅度误差小于0.5dB。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线3D结构分解图；
图2是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线结构分解图(无馈电网络)；
图3是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线的滤波型正交馈电网络结构图；
图4是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线S参数曲线图；
图5是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线的轴比带宽图；
图6是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线在1.2GHz处的辐射方向性图；
图7是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线在1.615GHz处的辐射方向性图；
图8是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线在2.49GHz处的辐射方向性图；
图9是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线的滤波型正交馈电网络的S参数曲线图；
图10是本发明一种通导一体化三频北斗导航天线的滤波型正交馈电网络的输出端口相位差和幅度差曲线图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1,2,3所示的一种通导一体化三频北斗导航天线包括：耦合缝隙加载圆环辐射贴片1、第一圆形介质基板2、枝节加载矩形辐射贴片3、开槽接地板4、金属短路柱5、第二圆形介质基板6、滤波型正交馈电网络7；所述耦合缝隙加载圆环辐射贴片1放置在第一圆形介质基板2上层，包括圆环形辐射贴片11和圆环耦合缝隙12；所述圆环形辐射贴片11的外径为0.86λ1，内径为0.44λ1，(λ1是中心频率为1.2GHz处的介质波长)；所述圆环耦合缝隙12有2个，水平正交放置；所述枝节加载矩形辐射贴片3，包括矩形耦合馈电片31，矩形辐射贴片32，圆形加载辐射枝节33，弯折矩形加载辐射枝节34，第一馈电保护孔35和同轴探针馈电端口36；所述枝节加载矩形辐射贴片3的尺寸为0.67λ2×0.67λ2(λ2是中心频率为1.615GHz处的介质波长)；所述开槽接地板4放置在第二圆形介质基板6上层，包括外部圆环接地板41、地板圆环缝隙42、内部圆形接地板43和第二馈电保护孔44；所述地板圆环缝隙42的内径为0.45λ2，缝隙宽度为0.06λ2；所述金属短路柱5包括外圈金属短路柱51，中间金属短路柱52，内圈金属短路柱53和接地固定焊盘54；
所述矩形耦合馈电片31放置在第一圆形介质基板2上层，矩形辐射贴片32、圆形加载辐射枝节33、弯折矩形加载辐射枝节34和第一圆形保护孔35放置在第一圆形介质基板2下层；所述圆形辐射加载枝节33有4个，分别放置在矩形辐射贴片32的4个角处，且尺寸不同，半径分别为0.026λ2，0.030λ2，0.033λ2和0.026λ2；所述弯折矩形加载辐射枝节34有4个，分别与矩形辐射贴片32的4边的中点连接，且枝节宽度、长度不同，长度分别为0.24λ2，0.26λ2，0.27λ2和0.27λ2；所述第一馈电保护孔35放置在矩形辐射贴片32的对角线上；所述同轴探针馈电端口36放置在矩形耦合馈电片31的正下方，外导体与开槽接地板4相接，内导体与矩形耦合馈电片31相接；所述第二馈电保护孔44有3个，分别与圆环耦合缝隙12和第一馈电保护孔35在垂直方向对应；
所述外圈金属短路柱51、中间金属短路柱52和内圈金属短路柱53一端放置在第一圆形介质基板2上层，另一端放置在第二圆形介质基板6下层，与接地固定焊盘54连接；所述外圈金属短路柱51有12个，每两个金属短路柱间的角度为30°，放置在圆环形辐射贴片11的外边沿；所述中间金属短路柱52有12个，每两个金属短路柱间的角度为30°，与外圈金属短路柱51相对偏差角度为15°，相对间距为0.08λ1，放置在圆环形辐射贴片11的外边沿与圆形耦合缝隙12之间；所述内圈金属短路柱53有12个，每两个金属短路柱间的角度为30°，放置在圆环形辐射贴片11的内边沿以内。
所述滤波型正交馈电网络7放置在第二圆形介质板6的下层，包括枝节加载三阶滤波器71，横跨定向耦合器72，第一50Ω传输线73，第二50Ω传输线74和第三50Ω传输线75；所述枝节加载三阶滤波器71包括第一输入端口711，第一开路枝节712，第一终端开路耦合线713，第二终端开路耦合线714，第一连接线715，第二开路枝节716，第二连接线717，第三开路枝节718和第一输出端口719；所述横跨定向耦合器72包括第二输入端口721，第二输出端口722，第三输出端口723，匹配端口724和横跨电容耦合线725；
所述第一输入端口711与第一50Ω传输线73上端连接；所述第一开路枝节712与第一终端开路耦合线713左端连接；所述第一连接线716与第一终端开路耦合线713右端连接；所述第二开路枝节716与第一连接线715上端和第二连接线717下端连接；所述第二终端开路耦合线714右端与第二连接线717上端连接，第二终端开路耦合线714左端与第三开路枝节718和第一输出端口719连接。
所述第一开路枝节712与第三开路枝节718结构相同，特性阻抗为145.7Ω，电长度为44°；所述第一终端开路耦合线713与第二终端开路耦合线714结构相同，电长度为106°；所述第一连接线715与第二连接线717结构相同；所述第二开路枝节716的特性阻抗为94Ω，电长度为65.5°；
所述第二输入端口722与第一输出端口719连接；所述匹配端口724与50Ω接地电阻连接；所述第二输出端口722与第二50Ω传输线74右端连接；所述第三输出端口723与第三50Ω传输线75左端连接；所述第二50Ω传输线74左端和第三50Ω传输线75右端分别通过馈电探针与圆环形辐射贴片11连接。
所述的一种通导一体化三频北斗导航天线通过在单层板布置两种辐射贴片实现多频辐射功能，增强天线集成度，提高板材利用率，降低制作成本。通过设置所述第一圆形介质基板2与第二圆形介质基板6间空气间隙为8mm，增加天线的阻抗带宽。通过设置所述外圈金属短路柱51和中间金属短路柱52的大小和位置，可减弱耦合缝隙加载圆环辐射贴片1上的表面波，减小三频天线低频段的后向辐射；通过设置所述内圈金属短路柱53的大小和位置，展宽三频天线低频段的3-dB轴比波束宽度，满足导航天线的要求。通过设置所述圆形加载辐射枝节33的大小，弯折矩形加载辐射枝节34的长度、宽度，可调节所需辐射模式到三频天线较高的两个工作频点；通过设置圆形加载辐射枝节33四个部分的不同大小，弯折矩形加载辐射枝节34四个部分的不同尺寸，进一步优化天线收发频段的轴比，提高天线的圆极化辐射特性。通过设置所述地板圆环缝隙42的大小，减小天线导航低频段和收发高频段间的能量耦合，降低干扰。通过设置所述第一开路枝节712，第二开路枝节716和第三开路枝节718的电长度，使滤波型正交馈电网络7在收发频点产生传输零点，进一步减小三频天线低频段与高频段间的干扰。
本发明采用的技术指标如下：
三频段中心频率：1.2GHz，1.615GHz，2.49GHz
极化方式：RHCP，LHCP，RHCP
工作频点处轴比带宽：>7％(B2，B3),>0.51％(L),>0.32％(S)
工作频点处-10dB阻抗带宽：包含上述轴比带宽
馈电网络-10dB阻抗带宽：>20％
馈电网络工作频点处输出端口间幅度差：<0.5dB
馈电网络工作频点处输出端口间相位差：<5°
图4和图5分别为天线的S参数曲线和轴比带宽曲线。结果表明，1.2GHz处，天线的10dB阻抗带宽为1.11GHz～1.42GHz，相对带宽为25.8％，3dB轴比带宽为1.14GHz～1.31GHz，相对带宽为14.2％，覆盖了BDS系统基本导航服务的B2频段(1207.14MHz±2.046MHz)和B3频段(1268.52MHz±10.23MHz),以及GPS系统导航服务的L2频段(1227.6MHz±1.023MHz)和L5频段(1176.45MHz±10.23MHz)；1.615GHz处，天线的10dB阻抗带宽为1.575GHz～1.629GHz，相对带宽为3.3％，3dB轴比带宽为1.610GHz～1.622GHz，相对带宽为0.74％，覆盖了BDS系统的L上行频段；2.49GHz处，天线的10dB阻抗带宽为2.39GHz～2.54GHz，相对带宽为6％，3dB轴比带宽为2.475GHz～2.505GHz，相对带宽为1.2％，覆盖了BDS系统的S下行频段。说明本天线在三个频点处，均满足BDS系统的工作频带需求。
图6，图7和图8分别为天线在1.2GHz，1.615GHz和2.49GHz处的辐射方向性图。结果表明，天线在1.2GHz处为右旋圆极化，在1.615GHz处为左旋圆极化，在2.49GHz处为右旋圆极化，且三个频点处的增益分别为5.62dBic，7.82dBic和7.30dBic。说明本天线同时具备接收导航信号，发射和接收短报文的功能，且发射和接收短报文时具有较高的增益特性。
如图9所示，本发明提出的滤波型正交馈电网络在0.92GHz～1.38GHz(38.3％)频率范围内，回波损耗大于10dB；在1.58GHz～2.63GHz两个输出端口的插入损耗均大于25dB。说明本发明提出的馈电网络的具有较宽的通频带特性和良好的带外抑制特性；如图10所示，在1.0GHz～1.34GHz两个输出端口间的相位差为90°±5°，在1.09GHz～1.30GHz两个输出端口间幅度差小于0.5dB，说明本发明提出的双馈电网络在宽带范围内具有较平稳的输出幅度和相位。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种通导一体化三频北斗导航天线，其特征在于包括：耦合缝隙加载圆环辐射贴片(1)、第一圆形介质基板(2)、枝节加载矩形辐射贴片(3)、开槽接地板(4)、金属短路柱(5)、第二圆形介质基板(6)、滤波型正交馈电网络(7)；
所述耦合缝隙加载圆环辐射贴片(1)包括圆环形辐射贴片(11)和圆环耦合缝隙(12)，所述耦合缝隙加载圆环辐射贴片(1)设置在第一圆形介质基板(2)的上层，所述圆环耦合缝隙(12)为2个且相对于圆环形辐射贴片(11)圆心的夹角为90度”；
所述枝节加载矩形辐射贴片(3)包括矩形耦合馈电片(31)、矩形辐射贴片(32)、圆形加载辐射枝节(33)、弯折矩形加载辐射枝节(34)、第一馈电保护孔(35)和同轴探针馈电端口(36)；所述矩形耦合馈电片(31)设置在第一圆形介质基板(2)的上层且位于圆环形辐射贴片(11)的内部，所述矩形辐射贴片(32)、圆形加载辐射枝节(33)、弯折矩形加载辐射枝节(34)和第一圆形保护孔(35)放置在第一圆形介质基板(2)的下层；所述圆形辐射加载枝节(33)为4个、分别放置在矩形辐射贴片(32)的4个角处，且尺寸不同；所述弯折矩形加载辐射枝节(34)为4个、分别与矩形辐射贴片(32)的四个边的中点相连接，且枝节宽度、长度不同；所述第一馈电保护孔(35)设置在矩形辐射贴片(32)的对角线上；所述同轴探针馈电端口(36)设置在矩形耦合馈电片(31)的正下方，同轴探针馈电端口(36)的外导体与开槽接地板(4)相接，同轴探针馈电端口(36)的内导体与矩形耦合馈电片(31)相接；
所述开槽接地板(4)设置在第二圆形介质基板(6)的上层，所述开槽接地板(4)包括外部圆环接地板(41)、地板圆环缝隙(42)、内部圆形接地板(43)和第二馈电保护孔(44)；所述第二馈电保护孔(44)为3个、分别与圆环耦合缝隙(12)和第一馈电保护孔(35)在垂直方向对应；
所述金属短路柱(5)包括外圈金属短路柱(51)、中间金属短路柱(52)、内圈金属短路柱(53)和接地固定焊盘(54)，所述外圈金属短路柱(51)、中间金属短路柱(52)和内圈金属短路柱(53)一端放置在第一圆形介质基板(2)的上层、另一端设置在第二圆形介质基板(6)的下层并与接地固定焊盘(54)连接；所述外圈金属短路柱(51)有12个、每两个金属短路柱间的角度为30°放置在圆环形辐射贴片(11)的外边沿；所述中间金属短路柱(52)有12个、每两个金属短路柱间的角度为30°并与外圈金属短路柱(51)相对偏差角度为15°、并设置在圆环形辐射贴片(11)的外边沿与圆形耦合缝隙(12)之间；所述内圈金属短路柱(53)有12个、每两个金属短路柱间的角度为30°并放置在圆环形辐射贴片(11)的内边沿以内；
所述滤波型正交馈电网络(7)放置在第二圆形介质板(6)的下层，所述滤波型正交馈电网络(7)包括枝节加载三阶滤波器(71)、横跨定向耦合器(72)，第一50Ω传输线(73)、第二50Ω传输线(74)和第三50Ω传输线(75)；
所述枝节加载三阶滤波器(71)包括第一输入端口(711)、第一开路枝节(712)、第一终端开路耦合线(713)、第二终端开路耦合线(714)、第一连接线(715)、第二开路枝节(716)、第二连接线(717)第三开路枝节(718)和第一输出端口(719)；所述第一输入端口(711)与第一50Ω传输线(73)的上端、第一开路枝节(712)的上端连接；所述第一开路枝节(712)与第一终端开路耦合线(713)一端连接；所述第一连接线(716)与第一终端开路耦合线(713)的另一端连接；所述第二开路枝节(716)与第一连接线(715)的上端和第二连接线(717)的下端连接；所述第二终端开路耦合线(714)的一端与第二连接线(717)上端连接，第二终端开路耦合线(714)另一端与第三开路枝节(718)和第一输出端口(719)连接；
所述横跨定向耦合器(72)包括第二输入端口(721)、第二输出端口(722)，第三输出端口(723)、匹配端口(724)和横跨电容耦合线(725)；所述第二输入端口(721)与第一输出端口(719)连接；所述匹配端口(724)与50Ω接地电阻连接；所述第二输出端口(722)与第二50Ω传输线(74)一端连接；所述第三输出端口(723)与第三50Ω传输线(75)一端连接，所述横跨电容耦合线(725)左下端与第二输入端口(721)相连接，所述横跨电容耦合线(725)右下端与匹配端口(724)相连接，所述横跨电容耦合线(725)左上端与第二输出端口(722)相连接，所述横跨电容耦合线(725)右上端与第三输出端口(723)相连接；
所述第二50Ω传输线(74)的另一端和第三50Ω传输线(75)另一端分别通过馈电探针与圆环形辐射贴片(11)连接。
2.根据权利要求1所述的通导一体化三频北斗导航天线，其特征在于：所述第一圆形介质基板(2)位于第二圆形介质基板(6)的正上方；所述第一圆形介质基板(2)与第二圆形介质基板(6)间设置有一定空气间隙。
3.根据权利要求1所述的通导一体化三频北斗导航天线，其特征在于：所述耦合缝隙加载圆环辐射贴片(1)放置在第一圆形介质基板(2)上层，所述枝节加载矩形辐射贴片(3)设置在第一圆形介质基板(2)上层和下层。
4.根据权利要求1所述的通导一体化三频北斗导航天线，其特征在于：通过设置圆形加载辐射枝节(33)的大小、弯折矩形加载辐射枝节(34)的长度以及宽度对所需辐射模式到三频天线较高的两个工作频点进行调控；通过设置圆形加载辐射枝节(33)四个部分的不同大小以及弯折矩形加载辐射枝节(34)四个部分的不同尺寸对天线收发频段的轴比及圆极化辐射特性进行调控。
5.根据权利要求1所述的通导一体化三频北斗导航天线，其特征在于：通过设置地板圆环缝隙(42)的大小对天线导航低频段和收发高频段间的耦合能量进行调控。
6.根据权利要求1所述的通导一体化三频北斗导航天线，其特征在于：通过设置第一开路枝节(712)，第二开路枝节(716)和第三开路枝节(718)的电长度从而控制滤波型正交馈电网络(7)在收发频点产生传输零点、减小三频天线低频段与高频段间的干扰。
7.根据权利要求1所述的通导一体化三频北斗导航天线，其特征在于所述第一开路枝节(712)与第三开路枝节(718)结构相同；所述第一终端开路耦合线(713)与第二终端开路耦合线(714)结构相同；所述第一连接线(715)与第二连接线(717)结构相同。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| US7436363B1 (en) * | 2007-09-28 | 2008-10-14 | Aeroantenna Technology, Inc. | Stacked microstrip patches |
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| US7436363B1 (en) * | 2007-09-28 | 2008-10-14 | Aeroantenna Technology, Inc. | Stacked microstrip patches |
| CN103594794A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-19 | 大连海事大学 | 一种高性能多模卫星导航有源天线 |
| CN106329099A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-11 | 重庆邮电大学 | 应用于北斗终端的宽带圆极化滤波天线 |
| CN113328240A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-08-31 | 大连海事大学 | 可有效抑制后向交叉极化的宽轴比波束双频北斗导航天线 |
Non-Patent Citations (2)
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| A Novel Multimode Reduced-Surface-Wave Antenna for GNSS Applications;Hongmei Liu等;《IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters》;20131111;全文 * |
| 一种新型宽带高增益多模导航天线设计;张更等;《空间电子技术》;20190430;全文 * |
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