CN101242026A

CN101242026A - 圆极化平板天线结构

Info

Publication number: CN101242026A
Application number: CNA2007100035551A
Authority: CN
Inventors: 杨才毅; 朱德仪
Original assignee: Cirocomm Technology Corp
Current assignee: Cirocomm Technology Corp
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-08-13

Abstract

一种极小型化的圆极化平板天线结构，包括：基底、辐射金属片、接地金属片及信号馈入体。其中，所述接地金属片的四侧边延伸有多个长条薄片状的降频金属片以达到降频效果。所述降频金属片贴覆于所述基底的侧面上，使单一侧面上的降频金属片与对面的侧面上的降频金属片成斜对角配置。在天线需要降低谐振频率时，可以调整降频金属片的位置与面积，但是降频金属片所增加的面积不得大于所述基底的侧面面积的一半，或者通过增长所述降频金属片的长度来降低谐振频率。

Description

圆极化平板天线结构

技术领域

本发明涉及一种天线，特别涉及一种极小型化的平板天线结构。

背景技术

目前车用卫星导航系统也迅速掀起风潮，而且除了和车内影音系统结合的车载式之外，也发展了如PDA、Notebook、手机型式等的多种GPS产品，其中与车主们息息相关的莫过于可携式车用GPS。对于车辆未配备原厂GPS的车主来说，选择可携式车用GPS的确是个不错的选择，因为除了价格较具亲和力外，其可携式特性除了让使用者可以带下车使用之外，就算日后换车也同样可以使用。

在GPS与PDA、Notebook、手机型式等多种电子产品整合在一起使用时，皆会在电子装置内建GPS信号接收天线结构。参照图1，所述天线包括：基底1A、辐射金属片2A、接地金属片3A及信号馈入体4A。此种天线的基底是以高介电常数(8～150)的陶瓷制成的GPS圆极化平板天线，其谐振频率为1575.42MHZ。

近年来由于PDA与手机的体积愈做愈小，要将GPS系统整合于PDA与手机时，会导致现有的天线(如图1所示)无法安装于PDA与手机内部。而且，此种圆极化平板天线的尺寸也难以再缩小体积。因为在基底1A的体积缩小时，相对于连接在基底1A表面上的辐射金属片2A的面积也缩小，一旦辐射金属片2A的面积缩小，所述天线的谐振频率将升高至1900MHZ。虽然让天线可以安装于小体积的PDA与手机内部，但是却无法接收卫星信号。因此，如何缩小圆极化平板天线的面积与体积，则成为本发明将要解决的课题。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于，在天线的侧面增设降频金属片，使同样介电常数的圆极化平板天线的体积可以缩小10％～50％，并依然保持原有的谐振频率与圆极化特性。

为达到上述目的，本发明的圆极化平板天线结构主要是在接地金属片上延伸有多个降频金属片，所述降频金属片贴覆于所述介电材料基底的侧面上，使单一侧面上的降频金属片与对面的侧面上的降频金属片成斜角配置。天线需要降低谐振频率时，可以调整降频金属片的位置与面积，但是降频金属片所增加的面积不得大于所述基底的侧面面积的一半，或者通过增加所述降频金属片的长度来降低谐振频率。

附图说明

图1是公知的圆极化平板天线结构示意图；

图2是本发明的第一种平板天线的外观立体示意图；

图3是本发明的第一种平板天线结构的分解示意图；

图4是本发明的第一种平板天线的俯视示意图；

图5是本发明的第一种平板天线的侧视示意图；

图6是本发明的第二种平板天线的俯视示意图；

图7是本发明的第二种平板天线的侧视示意图；

图8A-8D是本发明的第三种平板天线的示意图；

图9是本发明的第四种平板天线的示意图；

图10A、10B是本发明的第五种平板天线的示意图；

图11是本发明的第六种平板天线的示意图；以及

图12A、12B是本发明的第七种平板天线的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

基底1A 辐射金属片2A

接地金属片3A 信号馈入体4A

基底1 穿孔11

侧面12、12′ 左侧面121

右侧面122 凹槽13

圆周面14 辐射金属片2

通孔21 截角22

凸块、缺口23 接地金属片3

薄片31 贯穿孔32

降频金属片33、33′ 信号馈入体4

本体41 端头42

具体实施方式

有关本发明的技术内容及详细说明，现配合附图进行如下说明。

图2是本发明的第一种平板天线的外观立体示意图，图3是本发明的第一种平板天线结构的分解示意图。如图所示，图中所揭露的是一种缩小化的圆极化平板天线结构，其包括基底1、辐射金属片2、接地金属片3以及信号馈入体4。将前述的各组件组成极小型、且可内建于手持式GPS卫星导航系统内部使用的天线结构。

基底1为立方体，且以高介电常数(8～150)的陶瓷制成，其上表面具有凹槽13及贯穿基底1的穿孔11。

辐射金属片2为立方体薄片，其连接于基底1表面的凹槽13上，其上开设有对应穿孔11的通孔21。辐射金属片2具有四个角，通过对任意两个斜对角的截角22进行配置，可以使形成的天线为右旋或左旋的圆极化平板天线。在本图中，辐射金属片2上的截角22为右上方对应左下方，因此属于右旋圆极化平板天线。

请同时参照图4，接地金属片3为立方体薄片，其上具有连接于基底1的底部的薄片31，薄片31上具有内径大于穿孔11的贯穿孔32。在薄片21四个侧边延伸有多个长条薄片状的降频金属片33，降频金属片33贴覆于基底1的侧面12上，使单个侧面12上的降频金属片33与对面的侧面12′上的降频金属片33′成斜对角配置。在本图中，降频金属片33用以降低天线的谐振频率，当天线的基底1体积缩小时，相对辐射金属片2的面积缩小，而导致天线谐振频率升高，因此利用降频金属片33来使天线的谐振频率回复到所需频段。

信号馈入体4为T形，其上具有柱状或管状的本体41，本体41一端具有半圆形端头42。信号馈入体4的本体41穿过穿孔11、通孔21以及贯穿孔32，本体41一端的半圆型端头42与辐射金属片2呈电连接，辐射金属片2在接收信号时，信号馈入体4形成信号馈入点。

由于降频金属片33的设计，使原相同材料天线的体积可以缩小(10～50％)，可以内建于目前轻薄、短小的手持式电子装置内部使用。

图4是本发明的第一种平板天线的俯视示意图，图5是本发明的第一种平板天线的侧视示意图。如图所示，当平板天线的基底1上的辐射金属片2的截角22为右上方对应左下方时，接地金属片3所延伸的降频金属片33将设定于侧面12的左侧面121上，形成接收及发射电波为右旋圆极化波的右旋圆极化平板天线。

当天线需要降低谐振频率时，可以增大降频金属片33的面积，但是降频金属片33所增大的面积不得大于基底1的侧面12面积的一半。如果降频金属片33所增大的面积大于基底1的侧面面积的一半，则将严重影响到天线的辐射增益特性。

图6是本发明的第二种平板天线的俯视示意图，图7是本发明的第二种平板天线的侧视示意图。如图所示，当平板天线的基底1上的辐射金属片2的截角22为左上方对应右下方时，接地金属片3所延伸的降频金属片33将设定于侧面12的右侧面122上，从而形成接收及发射电波为左旋圆极化波的左旋圆极化平板天线。

同样地，当天线需要降低谐振频率时，可以增大降频金属片33的面积，但是降频金属片33所增大的面积不得大于基底1的侧面12面积的一半。如果降频金属片33所增大的面积大于基底1的侧面面积的一半时，将严重影响到天线的辐射增益特性。

图8A-8D是本发明的第三种平板天线的示意图。如图所示，图8A-8D中所揭露的圆极化平板天线的降频金属片33为三角形、斜条、波浪和L形中的任意一种形状。降频金属片33可以利用涂布、或黏贴的方式黏合在基底1的侧面12的左侧面121或右侧面122上，或者由左侧面121延伸至右侧面122，或者由右侧面122延伸至左侧面121，但是降频金属片33的涂布或黏贴面积不得大于侧面12面积的一半。

图9是本发明的第四种平板天线的示意图。如图所示，当天线需要降低谐振频率时，除了可以增大降频金属片33的面积外，还可以加长降频金属片33的长度，可以将降频金属片33的长度延伸至基底1的表面上，但不与辐射金属片2接触。

图10A、10B是本发明的第五种平板天线的示意图。如图所示，辐射金属片2呈圆形，在辐射金属片2的圆周上开设有左上方对应右下方的凸块或缺口23，接地金属片3所延伸的降频金属片33将设定于侧面12的右侧面122上，从而形成接收及发射电波为左旋圆极化波的左旋圆极化平板天线。

图11是本发明的第六种平板天线的示意图。如图所示，平板天线的基底1与接地金属片3皆为圆形，并且表面的辐射金属片2的截角22为右上方对应左下方，接地金属片3所延伸的降频金属片33将设定于圆周面14上，从而形成接收及发射电波为右旋圆极化波的右旋圆极化平板天线。

图12A、12B是本发明的第七种平板天线的示意图。如图所示，平板天线的基底1、辐射金属片2以及接地金属片3皆为圆形，辐射金属片2的圆周上开设有左上方对应右下方的凸块或缺口23，接地金属片3所延伸的降频金属片33将设定于圆周面14上，从而形成接收及发射电波为左旋圆极化波的左旋圆极化平板天线。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利范围，凡是在本发明特征范围内所作的其它等效变化或修饰，均应包括在本发明的专利范围内。

Claims

1. 一种圆极化平板天线结构，包括：

基底，其上具有贯穿所述基底的穿孔；

辐射金属片，其连接于所述基底的表面上，其上开设有对应所述穿孔的通孔，所述辐射金属片上具有四个角，在任意两个斜对角上具有两个相对称的截角；

接地金属片，其连接于所述基底的底部，其上具有薄片，所述薄片上具有内径大于所述穿孔的贯穿孔，在所述薄片的四个侧边延伸有多个降频金属片，所述降频金属片贴覆于所述基底的侧面上，所述单一侧面上的降频金属片与对面侧面上的降频金属片成斜角配置；以及

信号馈入体，其穿过所述穿孔、所述通孔以及所述贯穿孔，并与所述辐射金属片呈电连接，从而形成信号馈入点。

2. 如权利要求1所述的结构，其中所述降频金属片为长条薄片、三角形、斜条、波浪、L形中的任一种形状。

3. 如权利要求1所述的结构，其中，增大所述降频金属片的面积以降低谐振频率时，所述面积可由左侧面延伸至右侧面，或者由右侧面延伸至左侧面，并且所述面积不大于所述基底侧面面积的一半。

4. 如权利要求1所述的结构，其中，所述降频金属片降低谐振频率时，可将所述降频金属片的长度延伸至所述基底的表面上，但不与所述辐射金属片连接。

5. 如权利要求1所述的结构，其中，所述辐射金属片上的两个相对称的截角为右上方对应左下方，所述接地金属片所延伸的降频金属片设定于侧面的左侧面上，从而形成接收及发射电波为右旋圆极化波的右旋圆极化平板天线。

6. 如权利要求1所述的结构，其中，所述辐射金属片上的两个相对称的截角为左上方对应右下方，所述接地金属片所延伸的降频金属片将设定于侧面的右侧面上，从而形成接收及发射电波为左旋圆极化波的左旋圆极化平板天线。

7. 如权利要求1所述的结构，其中，所述信号馈入体为T形，其上具有柱状或管状的本体，所述本体一端具有半圆形端头。

8. 如权利要求1所述的结构，其中所述基底为立方体或圆形。

9. 如权利要求1所述的结构，其中所述辐射金属片为立方体薄片或圆形薄片。

10. 如权利要求1所述的结构，其中所述接地金属片为立方体薄片或圆形薄片。

11. 如权利要求1所述的结构，其中，当所述辐射金属片为圆形时，所述辐射金属片的圆周上开设有左上方对应右下方的凸块或缺口。

12. 如权利要求1所述的结构，其中，当所述辐射金属片为圆形时，所述辐射金属片的圆周上开设有右上方对应左下方的凸块或缺口。

13. 如权利要求1所述的结构，其中，当所述基底为圆形时，所述接地金属片所延伸的降频金属片将设定于圆周面上。