一種小型化多頻北鬥天線的製作方法

2023-07-07 00:16:36 1

一種小型化多頻北鬥天線的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種小型化多頻北鬥天線，包括天線元（2）、反射板（3）、電路板（4）和安裝板（1），反射板（3）設置在安裝板（1）上表面，反射板（3）和安裝板（1）構成的電磁屏蔽空間內設有電路板（4），電路板（4）安裝在安裝板（1）的上表面，天線元（2）安裝在反射板（3）的上表面，4個低噪聲放大器（5）安裝在安裝板（1）的下表面，輸入/輸出端與射頻線纜（9）連接，天線元（2）工作在5種工作頻率，5種工作頻率分別是L1頻率、北鬥一代接收L頻率和發射S頻率、北鬥二代B1頻率和B3頻率。本發明提供的北鬥天線體積小、高集成度多頻覆蓋、成本低、製造工藝簡單、有利於大規模生產的小型化圓極化北鬥天線。
【專利說明】一種小型化多頻北鬥天線
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種客戶端發射和接收天線，具體說是一種衛星導航級授時領域的一種北鬥一代收發、北鬥二代接收和GPS接收的多頻覆蓋天線。
【背景技術】
[0002]中國北鬥衛星導航系統是我國自主研發、自主運行的全球衛星導航系統，可廣泛用於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。這一系統在測繪、漁業、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。自從北鬥系統面向民用以來，出現了多種兼容北鬥一代收發(L、S)、北鬥二代接收(B1、B3)頻率、或者兼容北鬥一代收發(L、S)、GPS (LI)頻率、或者兼容北鬥二代B3、B1、GPS (LI)接收頻率的手持北鬥終端；而兼容北鬥一代收發、北鬥二代接收頻率又包含GPS (LI)頻率這樣五個頻點的北鬥終端，由於兼容頻點多導致天線尺寸較大，或者縮小尺寸將使天線元的開縫間距較小而增大了生產工藝上的難度，阻礙了多頻北鬥系統的更廣泛應用。

【發明內容】

[0003]1、所要解決的技術問題:
目前北鬥應用領域天線體積較大，天線元集成度低，成本較高，工藝複雜、不利於大規模生產的問題。
[0004]2、技術方案:
為了解決以上問題，本發明提供了一種小型化多頻北鬥天線，包括天線元2、反射板3、電路板4和安裝板I,其特徵在於:反射板3設置在安裝板I上表面,反射板3和安裝板I構成的電磁屏蔽空間內設有電路板4，電路板4安裝在安裝板I的上表面，天線元2安裝在反射板3的上表面,4個低噪聲放大器5安裝在安裝板I的下表面,輸入/輸出端與射頻線纜9連接，天線元2工作在5種工作頻率，5種工作頻率分別是LI頻率、北鬥一代接收L頻率和發射S頻率、北鬥二代BI頻率和B3頻率。
[0005]天線兀2包括有三層金屬層,分別上表面金屬層10、中間金屬層12、下表面金屬層14，三層金屬層之間夾有兩層介質基板，分別為上層介質基板11、下層介質基板13。
[0006]上表面金屬層10的中心位置偏一側設有饋電板17。
[0007]下表面金屬層14接地,下表面金屬層14為正方形金屬銅貼片。
[0008]中間金屬層12的整體輪廓為正方形，正方形的中心位置有垂直交叉的十字交指金屬結構18，中間金屬層12的正方形的四角位置分別有90度折線型交指金屬結構19，90度折線型交指金屬結構19延順時針方向末端分別有一個穿過下層介質基板13通往下表面金屬層14的金屬過孔15，所述中間金屬層12的中心位置偏一側設有饋電埠 16。
[0009]十字交指金屬結構18採用摺疊線。
[0010]摺疊線間的縫隙20大於0.2mm。[0011]3、有益效果:
本發明提供的北鬥天線具有體積小、高集成度多頻覆蓋、成本低、製造工藝簡單、有利於大規模生產的小型化圓極化北鬥天線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖。
[0013]圖2為安裝板上部組件圖。
[0014]圖3為安裝板下部組件圖。
[0015]圖4為工作在5種頻率的天線元的側示意圖。
[0016]圖5為工作在5種頻率的天線元結構圖
圖6為工作在5種頻率的天線元的基底結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]本發明提供了一種小型化多頻北鬥天線，結構如圖1所示，包括天線元2、反射板
3、電路板4和安裝板I,其特徵在於:反射板3設置在安裝板I上表面,反射板3和安裝板I構成的電磁屏蔽空間內設有電路板4，電路板4安裝在安裝板I的上表面，天線元2安裝在反射板3的上表面,4個低噪聲放大器5安裝在安裝板I的下表面，輸入/輸出端與射頻線纜9連接，天線元2工作在5種工作頻率，5種工作頻率分別是LI頻率、北鬥一代接收L頻率和發射S頻率、北鬥二代BI頻率和B3頻率。
[0018]下面結合實施例來對本發明進行詳細說明。
[0019]實施例1
參見圖1，本發明提供的一種小型化多頻圓極化北鬥天線，包括安裝板1，工作在5種頻率的天線元2，反射板3，電路板4，4個低噪聲放大器5，分別是北鬥一代接收低噪聲放大器、北鬥一代發射低噪聲放大器、北鬥二代BI頻率和GPS頻率共用低噪聲放大器、北鬥二代B3頻率低噪聲放大器，射頻線纜9以及外部的塑料保護殼6 ;安裝板I上表面設有反射板3，反射板3和安裝板I構成的電磁屏蔽空間內設有電路板4,安裝板I的厚度一般不小於2毫米，以便在安裝板I上攻安裝塑料保護殼6用的螺絲孔7和安裝反射板3用的第二螺絲孔8，，電路板4和反射板3用螺釘固定在安裝板I的上表面，塑料保護殼6使用螺釘安裝在安裝板I的上表面，塑料保護殼6採用塑料材質，使天線產品美觀，具有良好的防水(淋雨、浸潰等)性能和具有抗黴菌、鹽霧和沙塵等能力。
[0020]參見圖2，塑料保護殼6通過螺絲孔7固定在安裝板I的上表面，反射板3通過螺絲孔8，安裝在安裝板I的上表面，反射板3上表面安裝工作在5種頻率的天線元2，工作在5種頻率的天線元2上表面設有上表面金屬層10、上層介質基板11，上表面金屬層10的中心位置偏一側設有饋電板17。
[0021]參見圖3，4個低噪聲放大器5安裝在安裝板I的下表面，輸入/輸出端與射頻線纜9連接，螺絲孔7用於安裝塑料保護殼6。
[0022]參見圖4,工作在5種頻率的天線元2,是一種多頻圓極化異向介質天線，包括有三層金屬層，分別上表面金屬層10、中間金屬層12、下表面金屬層14,三層金屬層之間夾有兩層介質基板，分別為上層介質基板11、下層介質基板13,下表面金屬層14為正方形金屬銅貼片，下表面金屬層14接地，饋電埠 16用於中間金屬層12供電，金屬過孔15用於90度折線型交指金屬結構19於連接下表面金屬層14。
[0023]參見圖5，工作在5種頻率的天線元2的上表面金屬層10，安裝用於饋電的饋電板17。
[0024]參見圖6，中間金屬層的整體輪廓為正方形，正方形的中心位置有垂直交叉的十字交指金屬結構18，中間金屬層12的正方形的四角位置分別有90度折線型交指金屬結構19,90度折線型交指金屬結構延順時針方向末端分別有一個穿過下層介質基板13通往下表面金屬層14的金屬過孔15，所述中間金屬層12的中心位置偏一側設有饋電埠 16，上表面金屬層10的中心位置偏一側設有饋電板17。
[0025]工作在5種頻率的天線元2採用「十」字形混合左右手傳輸線實現電磁輻射，該結構利用交指部分的摺疊來增大串聯電感，從而使左手區展寬，且具有較高的輻射效率。然而由於這種結構交指間間距只有0.05_，目前的薄膜和厚膜加工工藝難以實現。因此，為了天線的易於加工，用摺疊線代替了普通的交指線，擁有較大的電容，同時又可以保證並聯電容較小。在相同的微帶線長度下，可以提供較大的耦合區和電容，而不會引起並聯電容的增力口，進而保證了較小的插損和較寬的工作頻率。同時，摺疊線間的縫隙20可以大於0.2mm,更易於加工製造，有利於大規模生產。
【權利要求】
1.一種小型化多頻北鬥天線，包括天線元(2)、反射板(3)、電路板(4)和安裝板(1)，其特徵在於:反射板(3)設置在安裝板(I)上表面，反射板(3)和安裝板(I)構成的電磁屏蔽空間內設有電路板(4)，電路板(4)安裝在安裝板(I)的上表面，天線元(2)安裝在反射板(3)的上表面,4個低噪聲放大器(5)安裝在安裝板(I)的下表面，輸入/輸出端與射頻線纜(9)連接，天線元(2)工作在5種工作頻率，5種工作頻率分別是LI頻率、北鬥一代接收L頻率和發射S頻率、北鬥二代BI頻率和B3頻率。
2.如權利要求1所述的小型化多頻北鬥天線，其特徵在於:天線元(2)包括有三層金屬層，分別上表面金屬層(10)、中間金屬層(12)、下表面金屬層(14)，三層金屬層之間夾有兩層介質基板，分別為上層介質基板(11)、下層介質基板(13)。
3.如權利要求2所述的小型化多頻北鬥天線，其特徵在於:上表面金屬層(10)的中心位置偏一側設有饋電板(17 )。
4.如權利要求2所述的小型化多頻北鬥天線，其特徵在於:下表面金屬層(14)接地，下表面金屬層(14)為正方形金屬銅貼片。
5.如權利要求2-4任一權利要求所述的小型化多頻北鬥天線，其特徵在於:中間金屬層(12)的整體輪廓為正方形，正方形的中心位置有垂直交叉的十字交指金屬結構(18)，中間金屬層(12)的正方形的四角位置分別有90度折線型交指金屬結構(19)，90度折線型交指金屬結構(19)延順時針方向末端分別有一個穿過下層介質基板(13)通往下表面金屬層(14)的金屬過孔(15)，所述中間金屬層(12)的中心位置偏一側設有饋電埠(16)。
6.如權利要求5所述的小型化多頻北鬥天線，其特徵在於:十字交指金屬結構(18)採用摺疊線。
7.如權利要求6所述的小型化多頻北鬥天線，其特徵在於:摺疊線間的縫隙(20)大於0.2mm。
【文檔編號】H01Q5/00GK103531903SQ201310532265
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】邢紅兵 申請人:鎮江中安通信科技有限公司