CN103259085A - 一种组合天线及手持天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线领域，提供了一种组合天线，包括位于线路板上的多个微带天线，依次包括具有第一辐射片的第一层微带天线，具有第二辐射片的第二层微带天线，具有第三辐射片的第三层微带天线，所述线路板下方设置有馈电网络和屏蔽盒；其中，第一层微带天线采用中心馈针，通过第二层微带天线和第三层微带天线连接馈电网络，第二层微带天线双馈针通过第三层微带天线连接馈电网络，第三层微带天线双馈针连接所述馈电网络。本发明还提供了一种手持天线装置。采用上述技术方案，可以减小损耗，使本组合天线具有良好的顶点增益和低仰角增益。

Description

一种组合天线及手持天线装置
技术领域
本发明涉及天线领域，特别地涉及一种组合天线及手持天线装置。
背景技术
随着卫星导航和测量技术的快速发展，卫星定位系统也得到了广泛的运用。目前，全球已有多个国家建立了自己的卫星定位系统，中国北斗卫星导航系统是继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后，全球第四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统2012年将覆盖亚太区域，2020年将形成由30多颗卫星组网具有覆盖全球的能力。高精度的北斗卫星导航系统实现自主创新，既具备GPS和伽利略系统的功能。
北斗卫星导航系统能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，具有导航和通信相结合的服务特色。通过20年的发展，这一系统在测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益。
目前我国的北斗定位系统分别为北斗一代系统和北斗二代系统，为了提升北斗双模手持终端设备的收发信号，具有体积小、高增益、高灵敏度、高隔离度、高可靠性的一种组合天线及手持天线装置是北斗双模手持终端设备中的一个核心部件。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供了一种组合天线和一种手持天线装置，以满足对体积小、高增益、高灵敏度、高隔离度、以及可靠性高的要求。
为解决上述问题，本发明提供了一种组合天线，包括位于线路板上的多个微带天线，依次包括具有第一辐射片的第一层微带天线，具有第二辐射片的第二层微带天线，具有第三辐射片的第三层微带天线，所述线路板下方设置有馈电网络和屏蔽盒；其中，第一层微带天线采用中心馈针，通过第二层微带天线和第三层微带天线连接馈电网络，第二层微带天线双馈针通过第三层微带天线连接馈电网络，第三层微带天线双馈针连接所述馈电网络。
进一步地，上述的组合天线中，第一层微带天线采用中心馈针，通过第二层微带天线和第三层微带天线的金属化中心过孔连接馈电网络，第二层微带天线双馈针通过第三层微带天线的金属化过孔连接馈电网络，其中，所述第二层微带天线和第三层微带天线的金属化中心过孔和金属化过孔设置有介质套，所述第三层微带天线的通孔设置有介质套。
进一步地，上述的组合天线中，所述第一层微带天线的第一辐射片左下方具有切角。
进一步地，上述的组合天线中，所述第一层微带天线底部有发射板，在中心馈针和反射板之间设置有反射板避空层，以及所述第一层微带天线的下方还设有控深孔。
进一步地，上述的组合天线中，所述第二层微带天线的第二辐射片上四边分别设置有三个凸形。
进一步地，上述的组合天线中，所述第二层微带天线的底部设有反射板，在双馈针和反射板之间设置有反射板避空层，以及在第二层微带天线的下方设有控深孔。
进一步地，上述的组合天线中，第三层微带天线的第三辐射片的四边分别设置有三个凸形。
进一步地，上述的组合天线中，所述第三层微带天线的底部设有反射板，在双馈针和反射板之间设置有反射板避空层。
本发明还提供了一种手持天线装置，包括上述的组合天线，第一层微带天线通过馈电网络输出信号给射频接收模块；第二层微带天线通过馈电网络输出信号给射频发射模块；第三层微带天线通过馈电网络输出信号给射频接收模块。
上述的手持天线装置中，所述第二层微带天线的第二辐射片的两馈电针之间相位差为90度，通过90度移相馈电网络实现左旋圆极化，输出信号给射频发射模块；所述第三层微带天线的第三辐射片的两馈电针之间相位差为90度，通过90度移相馈电网络实现右旋圆极化，输出信号给射频接收模块。
通过上述技术方案，采用了三层微带天线组合，这三层微带天线都是采用直接馈电方式，在第二层微带天线和第三层微带天线中心都设计有金属化过孔，第一层中心馈电针穿过上述第二层微带天线和上述第三层微带天线中心通孔到达线路板时可以减小损耗，使本组合天线具有良好的顶点增益和低仰角增益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明第一实施例结构图；
图2是本发明第一实施例中第一层微带天线正面结构示意图；
图3是本发明第一实施例中第一层微带天线背面结构示意图；
图4是本发明第一实施例第二层微带天线正面结构示意图；
图5是本发明第一实施例第二层微带天线背面结构示意图；
图6是本发明第一实施例第三层微带天线正面结构示意图；
图7是本发明第一实施例第三层微带天线背面结构示意图；
图8是本发明第二实施例手持天线装置中组合天线射频馈电网络原理图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的实施中，其中“上”“下”是表示两者的相对位置关系，如果绝对位置发生变化，其相对位置也会相应变化；“连接”表示可能是直接连接，也可能是间接连接，并不构成对本发明实施例的绝对限定。
如图1、图2、图4、图6所示，是本发明第一实施例结构图，提供了一种组合天线，包括位于线路板01上的多个微带天线，所述多个微带天线为三个微带天线，从上到下其频率依次从高到低，具体包括具有第一辐射片15的第一层微带天线13，具有第二辐射片18的第二层微带天线12，具有第三辐射片16的第三层微带天线11，在线路板01下方设计有馈电网络41和屏蔽盒42，所述屏蔽盒42焊接在线路板01上；所述多个微带天线设计为正方形。
其中，第一层微带天线13采用中心馈针23，穿过第二层微带天线12的金属化中心过孔31和第三层微带天线11的金属化中心过孔32到达线路板01馈电网络41，第二层微带天线12双馈针22（分别为A、B）穿过第三层微带天线11的金属化过孔33到达线路板01馈电网络41。第三层微带天线11双馈针21（分别为C、D）穿过线路板01到达移相馈电网络41，在第二层微带天线12的金属化中心过孔31和第三层微带天线11的的金属化中心过孔32设置有介质套71，第三层微带天线11金属化过孔33设置介质套71；射频接头43穿过屏蔽盒42焊接在线路板01上。
如图2所示，是本发明第一实施例中第一层微带天线正面结构示意图，第一层微带天线13的第一辐射片15左下方有切角53，切角53是为了将原本是线极化辐射的方向转化成圆极化辐射方向。
如图1、图3所示，是本发明第一实施例中第一层微带天线背面结构示意图：第一层微带天线13底部有反射板14，在中心馈针23和反射板14之间还设置有反射板避空层34，所述反射板避空层的数量为1个，微带天线13的下方设有控深孔61，所述控深孔61的数量可以为四个，该控深孔61是为了避空第二层微带天线12的双馈针22位置，使第一层微带天线13在实际操作中可以成0度，90度，180度和270度摆放。
如图4所示，是本发明第一实施例第二层微带天线正面结构示意图：第二层微带天线12正面的第二辐射片18上四边分别设置有三个凸形52，根据手持设备的外型，通过调整凸形的长度来匹配北斗手持天线频率，保证天线的低仰角的增益和轴比性能；该第二辐射片上设置有两个馈电针A、B，并且该辐射片上还设置金属化中心过孔31。
如图5所示，是本发明第一实施例第二层微带天线背面结构示意图：第二层微带天线12底部有反射板19，在双馈针22和反射板19之间还设置有反射板避空层35，所述反射板避空层的数量为2个，在第二层微带天线的中心位置设置有金属化中心过孔31，可以更好的使三个天线的地相连在一起，减小各天线之间的谐振，提高各天线的低仰角的增益和轴比性能。
在微带天线12的下方设有控深孔62，所述控深孔的数量为2个，该控深孔62是为了避空第三层微带天线11的双馈针21位置，使上中下层微带天线可以紧密相连。
如图6所示，是本发明第一实施例第三层微带天线正面结构示意图：第三层微带天线11的第三辐射片16四边分别设置有三个凸形51，根据手持设备的外型，通过调整凸形的长度来匹配北斗手持天线频率，保证天线的低仰角的增益和轴比性能；第三层微带天线11的第三辐射片16设置有各两个馈电针C、D，以及两个金属化过孔33和金属化中心过孔32。
如图7所示，是本发明第一实施例第三层微带天线背面结构示意图：设有反射板17，在反射板17上，设置有两个金属化过孔33和金属化中心过孔32；在双馈针21和反射板17之间还设置有反射板避空层36，所述反射板避空层的数量为2个。
上述微带天线中，最上层微带天线频率最高，最下层微带天线频率最低，如图1所示：最小体积的天线在最上层，最下层的天线的体积最大。如图4-7，第二个微带天线12正面的第二辐射片18同时也是第一层微带天线13的参考地，第三层微带天线11正面的第三辐射片16同时也是第二层微带天线12的参考地。
较佳地，如图4，6所示:第二层微带天线12的第二辐射片18和第三层微带天线11的第三辐射片16设置有各两个馈电针，分别为A、B、C、D，A、B、C、D四个馈电针成90度摆放，如图8，是本发明第二实施例手持天线装置中组合天线射频馈电网络原理图，这样第二层微带天线12的两馈电针A、B之间相位差为90度，通过90度移相馈电网络41最终实现左旋圆极化，通过射频接头43输出信号给射频发射模块，同理第三层微带天线11的馈电针C、D之间相位为90度，通过90度移相馈电网络41最终实现右旋圆极化，通过射频接头43输出信号给射频接收模块。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种组合天线，其特征在于，包括位于线路板上的多个微带天线，依次包括具有第一辐射片的第一层微带天线，具有第二辐射片的第二层微带天线，具有第三辐射片的第三层微带天线，所述线路板下方设置有馈电网络和屏蔽盒；其中，第一层微带天线采用中心馈针，通过第二层微带天线和第三层微带天线连接馈电网络，第二层微带天线双馈针通过第三层微带天线连接馈电网络，第三层微带天线双馈针连接所述馈电网络。
2.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，第一层微带天线采用中心馈针，通过第二层微带天线和第三层微带天线的金属化中心过孔连接馈电网络，第二层微带天线双馈针通过第三层微带天线的金属化过孔连接馈电网络，其中，所述第二层微带天线和第三层微带天线的金属化中心过孔和金属化过孔设置有介质套，所述第三层微带天线的通孔设置有介质套。
3.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述第一层微带天线的第一辐射片左下方具有切角。
4.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述第一层微带天线底部有发射板，在中心馈针和反射板之间设置有反射板避空层，以及所述第一层微带天线的下方还设有控深孔。
5.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述第二层微带天线的第二辐射片上四边分别设置有三个凸形。
6.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述第二层微带天线的底部设有反射板，在双馈针和反射板之间设置有反射板避空层，以及在第二层微带天线的下方设有控深孔。
7.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，第三层微带天线的第三辐射片的四边分别设置有三个凸形。
8.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述第三层微带天线的底部设有反射板，在双馈针和反射板之间设置有反射板避空层。
9.一种手持天线装置，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的组合天线，第一层微带天线通过馈电网络输出信号给射频接收模块；第二层微带天线通过馈电网络输出信号给射频发射模块；第三层微带天线通过馈电网络输出信号给射频接收模块。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二层微带天线的第二辐射片的两馈电针之间相位差为90度，通过90度移相馈电网络实现左旋圆极化，输出信号给射频发射模块；所述第三层微带天线的第三辐射片的两馈电针之间相位差为90度，通过90度移相馈电网络实现右旋圆极化，输出信号给射频接收模块。
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