CN104183919A - 组合天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合天线，从上到下依次包括第一层微带天线、第二层微带天线、第三层微带天线以及线路板；上述第一层微带天线、第二层微带天线、第三层微带天线及线路板的中心重合；上述第三层微带天线侧面的每个角上均设置有与其形状吻合的隔离片。本发明提高了组合天线的增益、灵敏度、高隔离以及可靠性。

Description

组合天线

技术领域

本发明涉及天线领域，尤其涉及一种手持的组合天线。

背景技术

北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，用以推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。

目前我国的北斗卫星定位系统分别为北斗一代系统和北斗二代系统，组合天线是北斗双模手持终端设备中的一个核心部件，其性能好坏直接影响北斗双模手持终端设备的信号收发性能。

发明内容

本发明的目的是，提供一种组合天线，以提升现有的北斗双模手持终端设备的组合天线的增益、隔离度及灵敏度。

本发明公开了一种组合天线，从上到下依次包括第一层微带天线、第二层微带天线、第三层微带天线以及线路板；上述第一层微带天线、第二层微带天线、第三层微带天线及线路板的中心重合；上述第三层微带天线侧面的每个角上均设置有与其形状吻合的隔离片。

优选地，上述第二层微带天线的馈针中心到天线中心的距离与馈针半径之和小于上述第三层微带天线的馈针中心到天线中心的距离与馈针半径之差；上述第二层微带天线及上述第三层微带天线上均设置有供上层微带天线的馈针穿过的过孔；

上述第三层微带天线上与供上述第二层微带天线的馈针穿过的金属化过孔关于天线中心对称的位置设置有同样大小的金属化过孔；且

上述第三层微带天线以天线中心为圆心的圆周上还均匀设置有金属化过孔，上述圆周的半径大于上述第二层微带天线的馈针中心到天线中心的距离与其馈针半径之和，且小于上述第三层微带天线的馈针中心到天线中心的距离与其馈针半径之差。

优选地，上述第一层微带天线为正方形中心单馈针微带天线，上述第二层微带天线及第三层微带天线均为正方形双馈针微带天线；

上述第二层微带天线的每个馈针中心到天线中心的连线与本层天线的对角线形成的锐角夹角均为45°，且上述两个馈针中心到天线中心的连线形成的小夹角为90°。

优选地，上述第二层微带天线中心设置有供上述第一层微带天线的馈针穿过的金属化中心过孔；

上述第三层微带天线中心设置有中心过孔，上述中心过孔中镶嵌有一金属柱，上述金属柱上设置有一供上述第一层微带天线的馈针穿过的中心过孔、供上述第二层微带天线的馈针穿过的第一过孔及第二过孔，以及与上述第一、第二过孔关于天线中心对称的第三、第四过孔；上述第三微带天线的两个馈针分别位于成90°夹角的天线对角线上，上述对角线与上述第一或第二过孔中心到天线中心的连线形成的锐角夹角均为45°。

优选地，上述第一层微带天线的辐射片中心设置有凹形镂空，且上述辐射片具有一个切角，上述切角所在的角位于上述凹形镂空的左下角或右上角。

优选地，上述第一层微带天线的介质层及反射板在与上述第二层微带天线的馈针对应的位置以及与上述位置关于天线中心对称的位置均设置有控深孔。

优选地，上述第二层微带天线的辐射片的每个边中心均有一方形突出，上述方形突出与上述辐射片为一体结构。

优选地，上述第二层微带天线的反射板上与其馈针对应的位置设置有圆形镂空；且其介质层及反射板在与上述第三层微带天线的馈针对应的位置设置有控深孔。

优选地，上述第三层微带天线的反射板上与其馈针对应的位置设置有圆形镂空。

优选地，上述第一层微带天线的介质层、第二层微带天线的介质层以及第三层微带天线的介质层均采用介电常数为9-12的介质。

优选地，上述金属柱为铜柱。

本发明通过在第三层的微带天线侧角上设置隔离片的方式，降低第三层微带天线介质层的介电常数，从而展宽了组合天线的增益带宽，同时提高第二层与第三层微带天线间的隔离度和低仰角不圆度；通过在第三层微带天线中心设置具有过孔的金属柱或者通过设置供馈针穿过的金属化过孔，减小了第一层与第二层微带天线的馈针到达馈电网络的损耗，提高了组合天线顶点增益及低仰角增益；通过将第二层微带天线的两个馈针与第三层微带天线的两个馈电针成45度设置，提高了第二层微带天线与第三层微带天线的轴比；通过在第一层微带天线的辐射片上设置切角、在第二层微带天线的辐射片上设置方形突出等手段，以提高天线的低仰角的增益和轴比性能；使得组合天线的增益、灵敏度、高隔离以及可靠性均得到不同程度的提高。

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是本发明所述组合天线第一实施例的透视图；

图2是本发明所述组合天线第二实施例的第一层微带天线的俯视图；

图3是图2所述第一层微带天线的仰视图；

图4是本发明所述组合天线第二实施例的第二层微带天线的俯视图；

图5是图4所述第二层微带天线的仰视图；

图6是本发明所述组合天线第二实施例的第三层微带天线的俯视图；

图7是图6所述第二层微带天线的仰视图。

图8是本发明所述组合天线的第三实施例的第三层微带天线的俯视图。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明所述组合天线第一实施例的透视图；从上到下依次包括第一层微带天线10、第二层微带天线20、第三层微带天线30以及线路板40；第一层微带天线10、第二层微带天线20、第三层微带天线30及线路板40的中心重合；第一层微带天线10为正方形中心单馈针微带天线；第二层微带天线20及第三层微带天线30均为正方形双馈针微带天线；每层微带天线均包括辐射板、介质层和反射板；图中，101、102分别为第一层微带天线10的介质层及馈针，201、202分别为第二层微带天线20的介质层及馈针，301、303分别为第三层微带天线30的介质层及馈针，302为第三层微带天线30的隔离片，隔离片30位于第三层微带天线30侧面的四个角上，其形状与第三层微带天线30的每个角形状吻合；隔离片302的设置降低了同体积组合天线的介电常数，从而展宽天线增益带宽，同时提高了第二层微带天线与第三层微带天线之间的隔离度及低仰角的不圆度；

第二层微带天线20、第三层微带天线30上均设置有供上一层微带天线的馈针穿过的金属化过孔；各层微带天线的馈针穿过对应的过孔到达线路板40上的移相馈电网络。

如图2所示，是本发明所述组合天线的第二实施例的第一层微带天线的俯视图，图中，103为第一层微带天线10的辐射片，104为凹形镂空，105为切角，本实施例中，切角105位于凹形镂空104左下角的，其他实施例中，切角还可以是位于凹形镂空的右上角的角；本发明中，在辐射片103上设置凹形镂空104是为了使天线的馈电方式为中心馈电，方便三个微带天线的组合；设置切角105是为了使天线的极化辐射方向为圆极化。

如图3所示，是图2中第一层微带天线的仰视图，图中，106为第一层微带天线10的反射板，107为位于介质层及反射板上的控深孔，共4个，其中2个与第二层微带天线20的馈针202位置对应，4个控深孔位置关于天线中心对称。

本发明中，控深孔为位于微带天线的介质层及反射板上的过孔，位置与下层天线的馈针位置对应，用以避空下层天线的馈针。

如图4所示，是本发明所述组合天线的第二实施例的第二层微带天线的俯视图，图中，203为第二层微带天线20的辐射片，204为金属化中心过孔，205为方形突出；方形突出205的大小可根据实际需要的天线频率来设置，以保证天线的低仰角的增益和轴比性能；

每个馈针202中心到天线中心的连线与本层天线的对角线形成的锐角夹角为45°，且两个馈针202中心到天线中心的连线形成的小夹角为90°。

如图5所示，是图4中第二层微带天线的仰视图，图中，206为第二层微带天线20的反射板，207为控深孔，其位置与第三层微带天线30的馈针303位置对应；208为反射板206上的圆形镂空，馈针202穿过镂空208，镂空208的中心与馈针202的中心重合。

如图6所示，是本发明所述组合天线的第二实施例的第三层微带天线的俯视图，图中，304为第三层微带天线的辐射片，305为铜柱，306为铜柱305的中心过孔，307、308、309、310分别为位于铜柱305上的第一过孔、第二过孔、第三过孔及第四过孔；

铜柱305的半径小于馈针303的中心到第三层微带天线30中心的距离，但大于馈针202的中心到第二层微带天线20中心的距离与馈针204半径之和；

中心过孔306的直径与第二层微带天线20的中心过孔204直径相等，第一过孔307、第二过孔308、第三过孔309及第四过孔310均匀分布在以铜柱305中心为圆心的圆周上，且圆周的半径与第二层微带天线20的馈针202到其中心的距离相等，第一过孔307、第二过孔308、第三过孔309及第四过孔310的中心到本层天线中心的连线与本层天线对角线形成的锐角夹角为45°；本实施例中，第二层微带天线的馈针202穿过第一过孔307和第二过孔308到达线路板40上的移相馈电网络；

两个馈针303分别位于成90°夹角的本层天线对角线上，对角线与第一过孔307或第二过孔308中心到天线中心的连线形成的锐角夹角均为45°。

如图7所示，是图6中第三层微带天线的仰视图，图中，311为第三微带天线30的反射板，312为反射板311上的圆形镂空，馈针303穿过镂空312到达线路板40上的移相馈电网络，镂空312的中心与馈针303的中心重合。

本实施例中，第一层微带天线10的馈针102依次穿过第二层微带天线20的金属化中心过孔204、铜柱305的中心过孔306到达线路板40上的移相馈电网络；

第二层微带天线20的馈针202分别第一过孔307、第二过孔308到达线路板40上的移相馈电网络；

第三层微带天线30的馈针303直接到达线路板40上的移相馈电网络。

另外本实施例中，第三层微带天线30侧面的四个角上也设置有与每个角形状吻合的隔离。

如图8所示，是本发明所述组合天线的第三实施例的第三层微带天线的俯视图，本实施例中，第一层微带天线10及第二层微带天线20的结构与上述第二实施例中的相同，此处不复述，本实施例与第二实施例的区别在于第三层微带天线的结构，312为金属化中心过孔，313、314为供第二层微带天线20的馈针穿过的第一金属化过孔及第二金属化过孔，315、316为与第一、第二金属化过孔313、314关于天线中心对称的第三及第四金属化过孔；317为位于以天线中心为圆心，半径大于第二层微带天线20的馈针中心到天线中心的距离与其馈针半径之和，小于第三层微带天线30的馈针中心到天线中心的距离与其馈针半径之差的圆周上，且均匀分布的金属化过孔，金属化过孔317至少需要8个，本实施例设置有12个金属化过孔317，其他实施例中，还可以选择其他数量。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，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 (11)

1.一种组合天线，从上到下依次包括第一层微带天线、第二层微带天线、第三层微带天线以及线路板；所述第一层微带天线、第二层微带天线、第三层微带天线及线路板的中心重合；其特征在于，所述第三层微带天线侧面的每个角上均设置有与其形状吻合的隔离片。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二层微带天线的馈针中心到天线中心的距离与馈针半径之和小于所述第三层微带天线的馈针中心到天线中心的距离与馈针半径之差；所述第二层微带天线及所述第三层微带天线上均设置有供上层微带天线的馈针穿过的过孔；

所述第三层微带天线上与供所述第二层微带天线的馈针穿过的金属化过孔关于天线中心对称的位置设置有同样大小的金属化过孔；且

所述第三层微带天线以天线中心为圆心的圆周上还均匀设置有金属化过孔，所述圆周的半径大于所述第二层微带天线的馈针中心到天线中心的距离与其馈针半径之和，且小于所述第三层微带天线的馈针中心到天线中心的距离与其馈针半径之差。

3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，

所述第一层微带天线为正方形中心单馈针微带天线，所述第二层微带天线及第三层微带天线均为正方形双馈针微带天线；

所述第二层微带天线的每个馈针中心到天线中心的连线与本层天线的对角线形成的锐角夹角均为45°，且所述两个馈针中心到天线中心的连线形成的小夹角为90°。

4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第二层微带天线中心设置有供所述第一层微带天线的馈针穿过的金属化中心过孔；

所述第三层微带天线中心设置有中心过孔，所述中心过孔中镶嵌有一金属柱，所述金属柱上设置有一供所述第一层微带天线的馈针穿过的中心过孔、供所述第二层微带天线的馈针穿过的第一过孔及第二过孔，以及与所述第一、第二过孔关于天线中心对称的第三、第四过孔；所述第三微带天线的两个馈针分别位于成90°夹角的天线对角线上，所述对角线与所述第一或第二过孔中心到天线中心的连线形成的锐角夹角均为45°。

5.如权利要求1-4任一所述的天线，其特征在于，所述第一层微带天线的辐射片中心设置有凹形镂空，且所述辐射片具有一个切角，所述切角所在的角位于所述凹形镂空的左下角或右上角。

6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述第一层微带天线的介质层及反射板在与所述第二层微带天线的馈针对应的位置以及与所述位置关于天线中心对称的位置均设置有控深孔。

7.如权利要求1-4任一所述的天线，其特征在于，所述第二层微带天线的辐射片的每个边中心均有一方形突出，所述方形突出与所述辐射片为一体结构。

8.如权利要求7所述的天线，其特征在于，所述第二层微带天线的反射板上与其馈针对应的位置设置有圆形镂空；且其介质层及反射板在与所述第三层微带天线的馈针对应的位置设置有控深孔。

9.如权利要求1-4任一所述的天线，其特征在于，所述第三层微带天线的反射板上与其馈针对应的位置设置有圆形镂空。

10.如权利要求1-4任一所述的天线，其特征在于，

所述第一层微带天线的介质层、第二层微带天线的介质层以及第三层微带天线的介质层均采用介电常数为9-12的介质。

11.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述金属柱为铜柱。