CN106972243B - 一种覆盖gnss的多频段双向共面4g微带天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线，包括介质板，介质板上设有第一金属片组、第二金属片组、第三金属片组和第四金属片组，第一金属片组设在介质板的上表面，第二金属片组设在介质板的后侧面及下表面，第一金属片组和第二金属片组相连接且第一金属片组和第二金属片组构成辐射面；第三金属片组设在介质板的上表面和前侧面，第四金属片组设在介质板的下表面，第三金属片组和第四金属片组相连接且第三金属片组和第四金属片组构成接地面。本发明将辐射面和接地面分别往对立方向延伸，翻折增加天线枝节，延伸枝节长度最终达到都覆盖于基板上下两面的结构，充分利用了空间。因此本4G微带天线覆盖了十个频段，覆盖范围较广。
Description
技术领域
本发明涉及通信天线技术领域，尤其是指一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线。
背景技术
微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线，由于其体积小，成本低，低剖面且能同载体共形等特点的优势，因此颇受天线设计者的青睐。微带天线由于其体积小，空间有限的特殊结构，大多用于微波雷达传感器等超高频段的设备，因此设计出覆盖低频段的微带天线是一件较困难的事情。
另一方面，具备多种功能的无线通信设备可能会带来竞争优势，与此同时，在当前4G时代下的移动终端市场上，导航定位成为一个不可或缺的功能。全球四大导航系统美国GPS（全称Global Positioning System，1575.42±5 MHz），中国北斗（英文名COMPASS，1559.052-1591.788 MHz），欧洲伽利略（英文名Galileo，1563-1591MHz），俄罗斯格洛梅兹（英文名GLONASS 1602-1615.5 MHz）都得到了广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中微带天线智能覆盖高频段，覆盖低频段较为困难的缺陷，提供一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线，包括介质板，介质板上设有第一金属片组、第二金属片组、第三金属片组和第四金属片组，第一金属片组设在介质板的上表面，第二金属片组设在介质板的后侧面及下表面，第一金属片组和第二金属片组相连接且第一金属片组和第二金属片组构成辐射面；第三金属片组设在介质板的上表面和前侧面，第四金属片组设在介质板的下表面，第三金属片组和第四金属片组相连接且第三金属片组和第四金属片组构成接地面。
相比现有的4G微带天线，本方案将辐射面和接地面分别往对立方向延伸，翻折增加天线枝节，延伸枝节长度最终达到都覆盖于基板上下两面的结构，充分利用了空间。因此本4G微带天线覆盖了十个频段，分别是COMPASS/GALILEO/GPS/GLONASS/LTE2300/WLAN2400/5200/5800/Bluetooth/WiMax5500，覆盖范围较广。
作为一种优选方案，所述的第一金属片组包括第一竖直矩形金属片、第二竖直矩形金属片、第一矩形金属片，第三竖直矩形金属片，第四竖直矩形金属片，第二矩形金属片，第三矩形金属片，第四矩形金属片，第五矩形金属片和第五竖直矩形金属片，第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称且第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片与介质板长度方向的中心轴平行，第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称且第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片与长度方向的中心轴平行，第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片均与第一矩形金属片连接且设置在第一矩形金属片的一侧，第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片均与第一矩形金属片连接且设置在第一矩形金属片的另一侧，第一矩形金属片还与第五竖直矩形金属片相连接且第五竖直矩形金属片也设置在第一矩形金属片的另一侧，第五竖直矩形金属片上还设有第二矩形金属片、第三矩形金属片、第四矩形金属片和第五矩形金属片，第二矩形金属片和第三矩形金属片于第五竖直矩形金属片中心对称，第四矩形金属片和第五矩形金属片于第五竖直矩形金属片中心对称；第二矩形金属片和第三矩形金属片分别与第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片之间均设有缝隙。
作为一种优选方案，缝隙的长度为为0.5mm~2mm。
作为一种优选方案，所述的第二金属片组包括第六矩形金属片，第七矩形金属片，第六竖直矩形金属片，第七竖直矩形金属片和第八矩形金属片，第六矩形金属片和第七矩形金属片设置在介质板的后侧面且第六矩形金属片的一端和第七矩形金属片的一端分别与第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片相连接，第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片分别与第六矩形金属片的另一端和第七矩形金属片的另一端相连接，第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片之间连接有第八矩形金属片，第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称且第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片与介质板长度方向的中心轴平行。
作为一种优选方案，所述的第三金属片组包括第八竖直矩形金属片，第九竖直矩形金属片，第九矩形金属片，第十矩形金属片和第十一矩形金属片，第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片设置在介质板的上表面的两个角落且第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称，第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片分别和第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片之间设有间隙，第九矩形金属片，第十矩形金属片和第十一矩形金属片均设置在介质板的前侧面且第九矩形金属片，第十矩形金属片分别与第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片相连接，第十一矩形金属片设置在介质板的前侧面中心，第十一矩形金属片直接馈电。
作为一种优选方案，间隙为0.8mm~1.2mm。
作为一种优选方案，所述的第四金属片组包括第十二矩形金属片，第十三矩形金属片，第十四矩形金属片，第十竖直矩形金属片，第十一竖直矩形金属片和第十二竖直矩形金属片，第十二矩形金属片和第十三矩形金属片设置在介质板的下表面的两个角落且第十二矩形金属片和第十三矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称，第十二矩形金属片和第十三矩形金属片中间设有第十四矩形金属片，第十四矩形金属片还连接有第十竖直矩形金属片，第十竖直矩形金属片上还设有第十一竖直矩形金属片和第十二竖直矩形金属片，第十一竖直矩形金属片和第十二竖直矩形金属片于第十竖直矩形金属片中心对称，第十竖直矩形金属片与第八矩形金属片之间设有间隙，间隙的长度为0.8mm~1.2mm，第十二矩形金属片和第十三矩形金属片分别与第六竖直矩形金属片，第七竖直矩形金属片之间有间隙，间隙长度为3.5mm~4.5mm。
作为一种优选方案，介质板为FR4介质板。
本发明的有益效果是，本发明将辐射面和接地面分别往对立方向延伸，翻折增加天线枝节，延伸枝节长度最终达到都覆盖于基板上下两面的结构，充分利用了空间。因此本4G微带天线覆盖了十个频段，覆盖范围较广。同时本发明不包含任何集总元件与特殊基板材料，质量轻，尺寸小，适用于当前4G移动通信设备。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的仰视图；
图4是图1的后视图；
图5是图1的前视图；
图6是本发明的性能S11参数图。
其中：第一金属片组1，第二金属片组2，第三金属片组3，第四金属片组4，介质板5，第一竖直矩形金属片11，第二竖直矩形金属片12，第一矩形金属片13，第三竖直矩形金属片14，第四竖直矩形金属片15，第二矩形金属片16，第三矩形金属片17，第四矩形金属片18，第五矩形金属片19，第五竖直矩形金属片10，第六矩形金属片21，第七矩形金属片22，第六竖直矩形金属片23，第七竖直矩形金属片24，第八矩形金属片25，第八竖直矩形金属片31，第九竖直矩形金属片32，第九矩形金属片33，第十矩形金属片34，第十一矩形金属片35，第十二矩形金属片41，第十三矩形金属片42，第十四矩形金属片43，第十竖直矩形金属片44，第十一竖直矩形金属片45，第十二竖直矩形金属片46。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例：一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线，如图1至图5所示，包括介质板5，介质板为FR4介质板，介质板上设有第一金属片组1、第二金属片组2、第三金属片组3和第四金属片组4，第一金属片组设在介质板的上表面，第二金属片组设在介质板的后侧面及下表面，第一金属片组和第二金属片组相连接且第一金属片组和第二金属片组构成辐射面；第三金属片组设在介质板的上表面和前侧面，第四金属片组设在介质板的下表面，第三金属片组和第四金属片组相连接且第三金属片组和第四金属片组构成接地面。
第一金属片组包括第一竖直矩形金属片11、第二竖直矩形金属片12、第一矩形金属片13，第三竖直矩形金属片14，第四竖直矩形金属片15，第二矩形金属片16，第三矩形金属片17，第四矩形金属片18，第五矩形金属片19和第五竖直矩形金属片10，第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称且第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片与介质板长度方向的中心轴平行，第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称且第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片与长度方向的中心轴平行，第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片均与第一矩形金属片连接且设置在第一矩形金属片的一侧，第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片均与第一矩形金属片连接且设置在第一矩形金属片的另一侧，第一矩形金属片还与第五竖直矩形金属片相连接且第五竖直矩形金属片也设置在第一矩形金属片的另一侧，第五竖直矩形金属片上还设有第二矩形金属片、第三矩形金属片、第四矩形金属片和第五矩形金属片，第二矩形金属片和第三矩形金属片于第五竖直矩形金属片中心对称，第四矩形金属片和第五矩形金属片于第五竖直矩形金属片中心对称；第二矩形金属片和第三矩形金属片分别与第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片之间均设有缝隙。缝隙的长度为为0.5mm~2mm。
第二金属片组包括第六矩形金属片21，第七矩形金属片22，第六竖直矩形金属片23，第七竖直矩形金属片24和第八矩形金属片25，第六矩形金属片和第七矩形金属片设置在介质板的后侧面且第六矩形金属片的一端和第七矩形金属片的一端分别与第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片相连接，第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片分别与第六矩形金属片的另一端和第七矩形金属片的另一端相连接，第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片之间连接有第八矩形金属片，第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称且第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片与介质板长度方向的中心轴平行。
第三金属片组包括第八竖直矩形金属片31，第九竖直矩形金属片32，第九矩形金属片33，第十矩形金属片34和第十一矩形金属片35，第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片设置在介质板的上表面的两个角落且第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称，第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片分别和第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片之间设有间隙，间隙为0.8mm~1.2mm，第九矩形金属片，第十矩形金属片和第十一矩形金属片均设置在介质板的前侧面且第九矩形金属片，第十矩形金属片分别与第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片相连接，第十一矩形金属片设置在介质板的前侧面中心，第十一矩形金属片直接馈电。
第四金属片组包括第十二矩形金属片41，第十三矩形金属片42，第十四矩形金属片43，第十竖直矩形金属片44，第十一竖直矩形金属片45和第十二竖直矩形金属片46，第十二矩形金属片和第十三矩形金属片设置在介质板的下表面的两个角落且第十二矩形金属片和第十三矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称，第十二矩形金属片和第十三矩形金属片中间设有第十四矩形金属片，第十四矩形金属片还连接有第十竖直矩形金属片，第十竖直矩形金属片上还设有第十一竖直矩形金属片和第十二竖直矩形金属片，第十一竖直矩形金属片和第十二竖直矩形金属片于第十竖直矩形金属片中心对称，第十竖直矩形金属片与第八矩形金属片之间设有间隙，间隙的长度为0.8mm~1.2mm，第十二矩形金属片和第十三矩形金属片分别与第六竖直矩形金属片，第七竖直矩形金属片之间有间隙，间隙长度为3.5mm~4.5mm。
如图6所示，通信频段的覆盖要求是S11<-6dB而导航频段的覆盖要求是S11<-10dB，按照此标准，本发明覆盖频段为1548MHz-1643MHz，2293MHz-2505MHz和4916MHz-5954MHz。因此覆盖了十个频段，分别为COMPASS/GALILEO/GPS/GLONASS/LTE2300/WLAN2400/5200/5800/Bluetooth/WiMax5500。
本发明将辐射面和接地面分别往对立方向延伸，翻折增加天线枝节，延伸枝节长度最终达到都覆盖于基板上下两面的结构，充分利用了空间。同时本发明不包含任何集总元件与特殊基板材料，质量轻，尺寸小，适用于当前4G移动通信设备。
Claims (6)
1.一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线，其特征是，包括介质板，介质板上设有第一金属片组、第二金属片组、第三金属片组和第四金属片组，第一金属片组设在介质板的上表面，第二金属片组设在介质板的后侧面及下表面，第一金属片组和第二金属片组相连接且第一金属片组和第二金属片组构成辐射面；第三金属片组设在介质板的上表面和前侧面，第四金属片组设在介质板的下表面，第三金属片组和第四金属片组相连接且第三金属片组和第四金属片组构成接地面；所述的第一金属片组包括第一竖直矩形金属片、第二竖直矩形金属片、第一矩形金属片，第三竖直矩形金属片，第四竖直矩形金属片，第二矩形金属片，第三矩形金属片，第四矩形金属片，第五矩形金属片和第五竖直矩形金属片，第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称且第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片与介质板长度方向的中心轴平行，第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称且第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片与长度方向的中心轴平行，第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片均与第一矩形金属片连接且设置在第一矩形金属片的一侧，第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片均与第一矩形金属片连接且设置在第一矩形金属片的另一侧，第一矩形金属片还与第五竖直矩形金属片相连接且第五竖直矩形金属片也设置在第一矩形金属片的另一侧，第五竖直矩形金属片上还设有第二矩形金属片、第三矩形金属片、第四矩形金属片和第五矩形金属片，第二矩形金属片和第三矩形金属片于第五竖直矩形金属片中心对称，第四矩形金属片和第五矩形金属片于第五竖直矩形金属片中心对称；第二矩形金属片和第三矩形金属片分别与第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片之间均设有缝隙；所述的介质板为FR4介质板。
2.根据权利要求1所述的一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线，其特征是，所述的缝隙的长度为0.5mm~2mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线，其特征是，所述的第二金属片组包括第六矩形金属片，第七矩形金属片，第六竖直矩形金属片，第七竖直矩形金属片和第八矩形金属片，第六矩形金属片和第七矩形金属片设置在介质板的后侧面且第六矩形金属片的一端和第七矩形金属片的一端分别与第一竖直矩形金属片和第二竖直矩形金属片相连接，第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片分别与第六矩形金属片的另一端和第七矩形金属片的另一端相连接，第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片之间连接有第八矩形金属片，第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称且第六竖直矩形金属片和第七竖直矩形金属片与介质板长度方向的中心轴平行。
4.根据权利要求3所述的一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线，其特征是，所述的第三金属片组包括第八竖直矩形金属片，第九竖直矩形金属片，第九矩形金属片，第十矩形金属片和第十一矩形金属片，第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片设置在介质板的上表面的两个角落且第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称，第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片分别和第三竖直矩形金属片和第四竖直矩形金属片之间设有间隙，第九矩形金属片，第十矩形金属片和第十一矩形金属片均设置在介质板的前侧面且第九矩形金属片，第十矩形金属片分别与第八竖直矩形金属片和第九竖直矩形金属片相连接，第十一矩形金属片设置在介质板的前侧面中心，第十一矩形金属片直接馈电。
5.根据权利要求4所述的一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线，其特征是，所述的间隙为0.8mm~1.2mm。
6.根据权利要求4所述的一种覆盖GNSS的多频段双向共面4G微带天线，其特征是，所述的第四金属片组包括第十二矩形金属片，第十三矩形金属片，第十四矩形金属片，第十竖直矩形金属片，第十一竖直矩形金属片和第十二竖直矩形金属片，第十二矩形金属片和第十三矩形金属片设置在介质板的下表面的两个角落且第十二矩形金属片和第十三矩形金属片于介质板长度方向的中心轴对称，第十二矩形金属片和第十三矩形金属片中间设有第十四矩形金属片，第十四矩形金属片还连接有第十竖直矩形金属片，第十竖直矩形金属片上还设有第十一竖直矩形金属片和第十二竖直矩形金属片，第十一竖直矩形金属片和第十二竖直矩形金属片于第十竖直矩形金属片中心对称，第十竖直矩形金属片与第八矩形金属片之间设有间隙，间隙的长度为0.8mm~1.2mm，第十二矩形金属片和第十三矩形金属片分别与第六竖直矩形金属片，第七竖直矩形金属片之间有间隙，间隙长度为3.5mm~4.5mm。
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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Application publication date: 20170721 Assignee: Xinchang China Metrology University Enterprise Innovation Research Institute Co.,Ltd. Assignor: China Jiliang University Contract record no.: X2021330000071 Denomination of invention: A multi band bidirectional coplanar 4G microstrip antenna covering GNSS Granted publication date: 20190521 License type: Common License Record date: 20210816 |
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