斜梯式調(diào)諧臂及耳狀耦合圓環(huán)北斗雙頻寬頻微帶天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙頻微帶天線，尤其涉及一種適用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的小型化 收發(fā)一體的斜梯式調(diào)諧臂及耳狀耦合圓環(huán)北斗雙頻寬頻微帶天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 世界步入信息化時(shí)代后，測(cè)繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和 公共安全等諸多領(lǐng)域都關(guān)乎民生，而它們都離不開定位和導(dǎo)航系統(tǒng)。因此繼能源和信息資 源后，空間資源以其廣闊的應(yīng)用和特殊的地位越來(lái)越受到各國(guó)政府的關(guān)注和重視，特別是 其提供的定位和導(dǎo)航功能，在軍事領(lǐng)域有著重大的意義和作用。目前世界上共有四大衛(wèi)星 導(dǎo)航系統(tǒng)：美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS)、俄羅斯獨(dú)立完成的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASS)、 歐洲國(guó)家正在構(gòu)建的伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（GALILEO)以及我國(guó)正在建設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航 系統(tǒng)（COMPASS)。
[0003] 天線作為衛(wèi)星通信系統(tǒng)必不可少的一部分，決定著衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能好壞。由 于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是采用主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)航，所以用戶設(shè)備必須包含發(fā)射機(jī)。為 滿足北斗系統(tǒng)用戶端收發(fā)一體和與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)多模兼容，要求天線在雙頻段和多頻 段具有良好的性能。因此，北斗天線的多頻化就成了研宄的重點(diǎn)。
[0004] 隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的廣泛應(yīng)用，已有各種天線運(yùn)用到衛(wèi)星系統(tǒng)中，如單極子天線、 螺旋天線及微帶天線等。其中，微帶天線因?yàn)榫哂衅拭娴?、體積小、可共形、易集成、饋電方 式靈活等優(yōu)點(diǎn)，已在衛(wèi)星通信領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。但微帶頻帶較窄，展寬應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航 系統(tǒng)微帶天線的頻帶成為當(dāng)前研宄的難點(diǎn)。
[0005] 如文獻(xiàn)所述，對(duì)于應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航的多頻微帶天線，國(guó)內(nèi)外主要研宄的是疊層耦 合多頻微帶天線、單層多饋多頻微帶天線、多頻窄帶微帶天線等。（[l]Falade0P，Gao Y,ChenX,etal.Stacked-patchdual-polarizedantennafortriple-bandhandheld terminals[J].AntennasandWirelessPropagationLetters,IEEE, 2013, 12:202-205 ;
[2]SunX,ZhangZ,FengZ.Dual-bandcircularlypolarizedstackedannular-ring patchantennaforGPSapplication[J].AntennasandWirelessPropagation Letters,IEEE, 2011,10:49-52 ； [3]Liaoff,ChuQX,DuS.Tri-bandcircularly polarizedstackedmicrostripantennaforGPSandCNSSapplications[C]// MicrowaveandMillimeterWaveTechnology(ICMMT), 2010InternationalConference on.IEEE, 2010:252-255 ； [4]Al-JoumaylyMA,AguilarSM,BehdadN,etal.Dual-band miniaturizedpatchantennasformicrowavebreastimaging[J].Antennasand WirelessPropagationLetters,IEEE,2010,9:268-271 ； [5]SinghAK,MeshramM K.Shortingpinloadeddual-bandcompactrectangularmicrostripantenna[J]. Internationaljournalofelectronics, 2007, 94(3):237-250 ； [6]LinSY,HuangK C.AcompactmicrostripantennaforGPSandDCSapplication[J].Antennasand Propagation,IEEETransactionson,2005, 53 (3):1227-1229)〇
[0006] 雖然近年來(lái)，應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的微帶天線已有不少研宄成果，但主要集中在 疊層耦合多頻、單層多饋多頻、窄帶多頻等，對(duì)于單層單饋多頻且具有較寬頻帶的微帶天線 很少有成功樣例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種雙頻易調(diào)諧、寬頻帶、高增益、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可應(yīng)用于北 斗收發(fā)一體終端的斜梯式調(diào)諧臂及耳狀耦合圓環(huán)北斗雙頻寬頻微帶天線。
[0008] 本發(fā)明設(shè)有介質(zhì)基板，介質(zhì)基板上下表面分別敷有良導(dǎo)體層，所述上表面良導(dǎo)體 層為正方形貼片，所述正方形貼片中心沿對(duì)角線方向刻有矩形縫隙，所述正方形貼片外沿 挖有四個(gè)呈中心對(duì)稱分布的梯形寬槽，所述梯形寬槽內(nèi)設(shè)置有斜梯式調(diào)諧臂的輻射結(jié)構(gòu)， 所述斜梯式調(diào)諧臂上刻有多個(gè)平行四邊形狀耦合孔；通過斜梯式調(diào)諧臂調(diào)節(jié)天線高低頻頻 比，以精確產(chǎn)生所需的高低頻頻段，所述斜梯式調(diào)諧臂末端設(shè)有耳狀耦合圓環(huán)，通過耳狀耦 合圓環(huán)可控制天線頻點(diǎn)，并有效實(shí)現(xiàn)匹配阻抗，展寬天線頻帶，所述下表面良導(dǎo)體層為正方 形接地板。
[0009] 所述上表面良導(dǎo)體層可采用銅導(dǎo)體層或銀導(dǎo)體層，所述下表面良導(dǎo)體層可采用銅 導(dǎo)體層或銀導(dǎo)體層。
[0010] 所述介質(zhì)基板的介電常數(shù)可為2?10,長(zhǎng)度可為26?34mm，寬度可為26?34mm， 厚度可為1. 2?1. 6mm。
[0011] 所述上表面良導(dǎo)體層的輻射貼片結(jié)構(gòu)輪廓為正方形，所述正方形貼片邊長(zhǎng)可為 26?32mm，通過調(diào)節(jié)正方形邊長(zhǎng)可改變天線的低頻特性。
[0012] 所述上表面良導(dǎo)體層中心沿對(duì)角線方向的矩形縫隙長(zhǎng)度可為3. 5?4. 5mm，寬度 可為0. 8?1. 2_，通過所述矩形縫隙引導(dǎo)電流流向。
[0013] 所述上表面良導(dǎo)體層的梯形寬槽底邊長(zhǎng)度可為17. 5?22. 5mm，高度可為4. 5? 6.0謹(jǐn)，底角可為45° ±5°。
[0014] 所述上表面良導(dǎo)體層的斜梯式調(diào)諧臂的輻射結(jié)構(gòu)由斜臂、橫臂組成，所述斜臂水 平寬度可為1.8?2. 2mm，豎直高度可為4?4. 4mm，與底邊夾角可為45° ±5°;所述斜臂 上刻有1?6個(gè)平行四邊形狀耦合孔。所述耦合孔底邊長(zhǎng)可為0. 5?0. 7_，斜邊長(zhǎng)可為 0. 5?0. 7mm，兩邊夾角可為45° ±5°，耦合孔間距為0. 6?0. 8mm。所述斜梯式調(diào)諧臂的 橫臂水平寬度可為9. 6?10. 6mm，高度可為0. 6?0. 8mm。通過斜梯式調(diào)諧臂調(diào)節(jié)天線高、 低頻特性，可精確產(chǎn)生所需的高低頻頻比。
[0015] 所述上表面良導(dǎo)體層的耳狀耦合圓環(huán)通過外圓面挖掉內(nèi)圓面形成，所述外圓半徑 可為1. 2?1. 6_，所述內(nèi)圓半徑可為0. 5?0. 9_，所述耳狀f禹合圓環(huán)通過一條短斜臂連 接斜梯式調(diào)諧臂，所述短斜臂長(zhǎng)度可為〇. 9?1. 1_，高度可為0. 6?0. 8_，與斜梯式調(diào)諧 臂夾角可為135° ±5°。通過耳狀耦合圓環(huán)可控制天線頻點(diǎn)，并有效實(shí)現(xiàn)匹配阻抗，展寬 天線頻帶。
[0016] 所述下表面良導(dǎo)體層的接地板結(jié)構(gòu)輪廓為正方形，所述正方形接地板邊長(zhǎng)可為 26 ?34mm。
[0017] 與現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航微帶天線相比，本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)和顯著地效果：
[0018] 寬槽技術(shù)應(yīng)用到輻射貼片，與斜梯臂調(diào)諧技術(shù)和耳狀圓環(huán)耦合技術(shù)相結(jié)合，通過 系列技術(shù)的綜合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了天線的結(jié)構(gòu)緊湊小巧，成本低廉，易于生產(chǎn)，多頻兼容。由于采 用了以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明具有1. 606?1. 618GHz、2. 479?2. 497GHz的帶通特性，能夠很好地 滿足北斗系統(tǒng)收發(fā)一體需求。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的上表面良導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的回波損耗（S11