CN108232429A - 堆栈式圆形极化天线结构 - Google Patents

堆栈式圆形极化天线结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种堆栈式圆形极化天线结构，包括：一第一天线、一第二天线及一黏着组件。该第一天线包含一第一基体、一第一电极层、一第一接地层及一第一馈入组件，第一电极层及第一接地层设于第一基体两面呈相对应，第一馈入组件穿过第一基体并与第一电极层电性连接，不与第一接地层电性连接。该第二天线包含一第二基体、一第二电极层及一第二馈入组件，第二电极层设于第二基体的一面上，该第二馈入组件穿过第二基体及第一基体并与第二电极层电性连接，不与第一接地层电性连接。该黏着组件黏于该第一天线及该第二天线之间，以堆栈成堆栈式圆形极化天线结构。利用二个信号馈入端达到圆形极化及增加天线带宽，并将二天线堆栈在一起形成二个共振频率。

Description

堆栈式圆形极化天线结构
技术领域
本发明有关一种天线，尤指一种运用于全球定位系统（Global PositioningSystem，GPS）的堆栈式圆形极化天线结构。
背景技术
近年来 GPS 已大量被应用在许多的电子通讯产品中，从汽车驾驶到户外步行或运动都可见到使用GPS系统进行导航。目前在汽车或电子通讯产品上都将GPS导航定位系统当作基本标准配备附送或提供下载使用，以吸引购买欲望。而GPS导航定位系统在使用时利用卫星同步发射定位用的电波，而使用者的GPS导航定位系统接收电波后，可以依据时间差，算出GPS导航定位系统与该卫星间的距离，加上GPS导航定位系统本身存有这些卫星的运行数据，就足以定出用户的位置了。
目前导航定位用的卫星系统具有两个发射频率，现存的GPS卫星会传送一C/A码(具有1023个位的长度)及每秒50个位(BPS)的导航数据信息，从中可以在1575．42MHZ的L1频道信号中决定时间。该L1频道亦包括一P/Y军用信号。现存的GPS卫星亦会在1227．6MHZ的L2频道信号上传送P/Y军用信号。
因此，现有的GPS导航定位系统为了能接收这两个发射频率时，将两个使用不同材质(如介电常数不相同)的基体制作成的圆极化天线整合在一起使用，共同使用单一信号馈入，才能使该圆极化天线可以接收1575．42MHZ及1227．6MHZ频率。由于使用两种不同的介电常数材质，导致材质的介电常数不易调整，将造成圆形极化天线制作上的困难度增加。
发明内容
本发明的主要目的在于解决传统技术缺点，提供一种堆栈式圆形极化天线结构，本发明将二个天线使用相同介电常数的材料，利用二个信号馈入端达到圆形极化及增加天线带宽，并将二天线上下堆栈在一起形成二个共振频率。
为达上述的目的，本发明提供一种堆栈式圆形极化天线结构，包括：
一第一天线，包含有一第一基体、一第一电极层、一第一接地层及至少一个第一馈入组件；该第一基体上具有一第一正面、一第一背面及至少二个贯穿该第一基体的通孔；该第一电极层设于该第一正面上，该第一接地层设于该第一背面上；该第一馈入组件穿过其中一通孔并与该第一电极层电性连接，该第一馈入组件末端延伸于该第一背面外部，不与该第一接地层电性连接；
一第二天线，包含有一第二基体、一第二电极层及至少一第二馈入组件；该第二基体上具有一第二正面、一第二背面及至少一个贯穿该第二基体的穿孔；该第二电极层设于该第二正面上；该第二馈入组件穿过该穿孔及另一通孔，使该第二馈入组件与该第二电极层电性连接，该第二馈入组件末端延伸于该第一背面外部，不与该第一接地层电性连接；
一黏着组件，黏设于该第一天线及该第二天线之间，该黏着组件使该第一馈入组件不与第二基体的第二背面接触，该黏着组件上具有一通口，使该第二馈入组件穿过该穿孔后再穿入于该另一通孔中。
其中，该第一基体及该第二基体为陶瓷材料，且为介电常数相同的方形基体，该第一基体及第二基体的厚度相同，该第二基体的第二背面的面积小于该第一电极层的面积。
其中，该第一馈入组件及该第二馈入组件均为断面呈T形的针状物，该针状物具有一头部，该头部的底面延伸有一杆体，该第一馈入组件及该第二馈入组件的杆体穿入于该通孔及该穿孔，使该头部分别与该第一电极层及该第二电极层电性连接。
其中，该黏着组件为双面胶。
其中，该第一基体上的通孔包含有一第一通孔及一第三通孔。
其中，该第二基体的该第二背面上设有一第二接地层，该第二接地层不与该第二馈入组件电性连接，及不与该第一馈入组件接触。
其中，该第一基体上的通孔包含有一第一通孔、一第二通孔、一第三通孔及第四通孔。
其中，该第一馈入组件为二个时，二个该第一馈入组件分别穿过该第一通孔及该第二通孔与该第一电极层电性连接，二该第一馈入组件的末端延伸于该第一基体的第一背面外部，不与该第一接地层电性连接。
其中，该第二基体上的穿孔包含有一第一穿孔及一第二穿孔。
其中，该第二馈入组件为二个时，二个该第二馈入组件分别穿过该第一穿孔及该第二穿孔与该第二电极层电性连接，且二个该第二馈入组件也穿过该第一基体的该第三通孔及该第四通孔，二个该第二馈入组件的末端延伸于该第一基体的第一背面外部，不与该第一接地层电性连接。
其中，二个该第一馈入组件及二个该第二馈入组件均为断面呈T形的针状物，各针状物上分别各具有一头部，多个该头部的底面各延伸有一杆体，二个该第一馈入组件及二个该第二馈入组件的多个该杆体分别穿入于该第一通孔、该第二通孔及该第一穿孔及该第二穿孔，使多个该头部分别与该第一电极层及该第二电极层电性连接。
其中，该第一基体及该第二基体为陶瓷材料，且为介电常数相同的方形基体，该第一基体及该第二基体的厚度相同，该第二基体的第二背面的面积小于该第一电极层的面积。
其中，该黏着组件为双面胶。
其中，该第二基体的该第二背面上设有一第二接地层，该第二接地层不与该二第二馈入组件及该二第一馈入组件电性接触。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的堆栈式圆形极化天线结构外观立体示意图；
图2为本发明的第一实施例的堆栈式圆形极化天线结构分解示意图；
图3为本发明的第一实施例的堆栈式圆形极化天线结构与电路板电性固接的侧剖视示意图；
图4为本发明的第二实施例的堆栈式圆形极化天线结构分解示意图；
图5为本发明的第三实施例的堆栈式圆形极化天线结构分解示意图；
图6为本发明的第四实施例的堆栈式圆形极化天线结构分解示意图；
图7为本发明的第四实施例的堆栈式圆形极化天线结构运用状态示意图；
图8为本发明的整合电路的线路示意图；
图9为本发明的第四实施例的堆栈式圆形极化天线结构与整合电路连接电路方块示意图；
图10为本发明的第五实施例的另一运用状态示意图。
图中：
堆栈式圆形极化天线结构10；
第一天线1；
第一基体11；
第一正面111；
第一背面112；
第一通孔113；
第二通孔115；
第三通孔114；
第四通孔116；
第一电极层12；
第一接地层13；
第一馈入组件14、14’；
头部141；
杆体142；
第二天线2；
第二基体21；
第二正面211；
第二背面212；
第一穿孔213；
第二穿孔214；
第二电极层22；
第二接地层23；
第二馈入组件24、24’；
头部241；
杆体242；
黏着组件3、4；
电路板5；
整合电路6、6a、6b、6c；
第1接脚61、61a、61b、61c；
第二接脚62、62a、62b、62c；
第三接脚63、63a、63b、63c；
第四接脚64、64a、64b、64c。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
请参阅图1、2，为本发明的第一实施例的堆栈式圆形极化天线结构外观立体及分解示意图。如图所示：本发明的堆栈式圆形极化天线结构10，包括：一第一天线1、一第二天线2及二黏着组件3、4。其中，以该第二天线2堆栈黏着于该第一天线1上，以形成堆栈式的堆栈式圆形极化天线结构10。
该第一天线1，包含一第一基体11、一第一电极层12、一第一接地层13及一第一馈入组件14。该第一基体11为陶瓷材料的方形基体，其上具有一第一正面111、一第一背面112以及至少二个贯穿该第一基体1的通孔，该通孔分别为一第一通孔113及一第三通孔114。该第一电极层12设于该第一正面111上，该第一接地层13设于该第一背面112上。另，该第一馈入组件14为断面呈T形的针状物，其上具有一头部141，该头部141底面延伸有一杆体142，以该杆体142穿设于该第一通孔113中，使该头部141与该第一电极层12电性连接，而穿出该第一通孔113的杆体142末端不与该第一接地层13电性连接，而与外部的电路板电性连接(图中未示)。该第一天线1借由该第一电极层12与该第一接地层13耦合共振出第一个频段。
该第二天线2，包含一第二基体21、一第二电极层22及一第二馈入组件24。该第二基体21同样为陶瓷材料且介电常数相同的方形基体，且其厚度与该第一基体11相同，该第二基体21的底面(第二背面212)的面积小于该第一电极层12的面积，其上具有一第二正面211、一第二背面212以及至少一个贯穿该第二基体21的穿孔，该穿孔为第一穿孔213。该第二电极层22设于该第二正面211上。另，该第二馈入组件24为断面呈T形的针状物，其上具有一头部241，该头部241底面延伸有一杆体242，在该第二馈入组件24的杆体242穿入于该第一穿孔213，使该头部241与该第二电极层12电性连接，由于该第二馈入组件24的杆体242比该第一馈入组件14的杆体142长，在该杆体242穿设于该第一穿孔213后，同时也穿过该第三通孔114并延伸于该第一基体1的第一背面112外部，该杆体242的末端不与该第一接地层13电性连接，同样是与外部的电路板电性连接(图中未示)。该第二天线2借由该第二电极层22与该第一接地层13耦合共振出第二个频段。
该二黏着组件3、4，分别设于该第一天线1及该第二天线2之间及该第一天线1的第一接地层13的底面，以该黏着组件3将该第二天线2黏着于该第一天线1上方形成堆栈状，使该第一馈入组件14的头部141不会与该第二天线2的第二背面212接触，同时该黏着组件3上开设有一通口31，该通孔31使该第二馈入组件24的杆体242通过穿入于该第三通孔114并延伸于该第一基体1的第一背面112外部。在本图式中，该黏着组件3、4为双面胶。
请参阅图3，为本发明的第一实施例的堆栈式圆形极化天线结构与电路板电性固接的侧剖视示意图。如图所示：本发明在该第一天线1及该第二天线2借由黏着组件3黏着形成堆栈式圆形极化天线结构10，于该第一天线1的第一接地层13上黏着有另一黏着组件4，使该堆栈式的堆栈式圆形极化天线结构10可以黏着于该电路板5上，且该电路板5上电性固接有二个电缆线接头51、52，该二电缆线接头51、52分别与该第一天线1的第一馈入组件14及该第二天线2的第二馈入组件24电性连接。
请参阅图4，为本发明的第二实施例的堆栈式圆形极化天线结构分解示意图。如图所示：本第二实施例与第一实施例大致相同，所不同处在于该第二天线2的第二背面212上增设有一第二接地层23，在该第二馈入组件24的杆体242穿过该第一穿孔213时也不该第二接地层23电性连接，使该第二电极层22与该第二接地层23耦合共振出第二个频段。
请参阅图5，为本发明的第三实施例的堆栈式圆形极化天线结构分解示意图。如图所示：本第三实施例与第一实施例大致相同，所不同处在于该第一天线1及该第二天线2均为二个第一馈入组件14、14’及二个第二馈入组件24、24’。且于该第一基体11上更增设二个通孔，该通孔别为一第二通孔115及一第四通孔116，该二第一馈入组件14、14’分别穿入于该第一通孔113及该第二通孔115，该第二基体21上增设另一穿孔，该穿孔为一第二穿孔214，以该二第二馈入组件24、24’分别穿入该第一穿孔213及该第二穿孔214，再穿过该第三通孔114及该第四通孔116，以该黏着组件3将该第二天线2黏着于该第一天线1上形成堆栈式圆形极化天线结构10。将该第二天线2堆栈于该第一天线1上形成堆栈式圆形极化天线结构10外，同时该第一天线1及该第二天线2均是以二第一馈入组件14、14’ 及二第二馈入组件24、24’可以来增加天线带宽。
请参阅图6，为本发明的第四实施例的堆栈式圆形极化天线结构分解示意图。如图所示：本第四实施例与第三实施例大致相同，所不同处在于该第二天线2的第二背面212上增设有一第二接地层23，在该第二馈入组件24的杆体242穿过该第一穿孔213时也不该第二接地层23电性连接，使该第二电极层22与该第二接地层23耦合共振出第二个频段。
请参阅图7-图9，为本发明的第四实施例的堆栈式圆形极化天线结构的运用状态、整合电路的线路及电路方块示意图。如图所示：本发明特举第四实施例说明，以便了解本发明的功效，在本发明的第一天线1及第二天线2堆栈成堆栈式圆形极化天线结构10，于该第一天线1的第一接地层13上黏着有该黏着组件4，使该堆栈式的堆栈式圆形极化天线结构10可以黏着于该电路板5上，同时分将该二第一馈入组件14、14’与该电路板5上的整合电路(Hybrid)6的第1接脚61电性连接，以形成GPS使用的第一频段(1575.42MHZ)，以及将该二第二馈入组件24、24’与该电路板5上的整合电路(Hybrid)6的第二接脚62电性连接，以形成GPS使用的第二频段(1227.6MHZ)，因需求的不同可以变更整合电路6的第三接脚63及第四接脚64为二个信号源(第一频段及第二频段)整合为一个信号源后的输出，可以选择其中一支脚位(第三接脚63 或 第四接脚64)输出，用来控制堆栈式圆形极化天线结构10的左旋极化或右旋极化，而另一个脚位就需要接50 ohm下。
请参阅图10，为本发明的第四实施例的另一个运用状态示意图。如图所示：在第一天线1及第二天线2堆栈成堆栈式圆形极化天线结构10，分别将该二第一馈入组件14、14’与第一整合电路(Hybrid)6a的第1接脚61a及第二接脚62a电性连接，以形成GPS使用的第一频段(1575.42MHZ)，以及将该二第二馈入组件24、24’分别与第二整合电路(Hybrid)6b的第一接脚61b及第二接脚62b电性连接，以形成GPS使用的第二频段(1227.6MHZ)，将第一整合电路6a、第二整合电路6b的第三接脚63a(或第四接脚64a)及第三接脚63b(第四接脚64b)的二个信号源分别输入于第三整合电路6c的第一接脚61c及第二接脚62c，再将第三整合电路6c的第三接脚63c及第四接脚64c为二个信号源整合为一个信号源后的输出，可以选择其中一支脚位(第三接脚63c或第四接脚64c)输出。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (14)

1.一种堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，包括：
一第一天线，包含有一第一基体、一第一电极层、一第一接地层及至少一个第一馈入组件；该第一基体上具有一第一正面、一第一背面及至少二个贯穿该第一基体的通孔；该第一电极层设于该第一正面上，该第一接地层设于该第一背面上；该第一馈入组件穿过其中一通孔并与该第一电极层电性连接，该第一馈入组件末端延伸于该第一背面外部，不与该第一接地层电性连接；
一第二天线，包含有一第二基体、一第二电极层及至少一第二馈入组件；该第二基体上具有一第二正面、一第二背面及至少一个贯穿该第二基体的穿孔；该第二电极层设于该第二正面上；该第二馈入组件穿过该穿孔及另一通孔，使该第二馈入组件与该第二电极层电性连接，该第二馈入组件末端延伸于该第一背面外部，不与该第一接地层电性连接；
一黏着组件，黏设于该第一天线及该第二天线之间，该黏着组件使该第一馈入组件不与第二基体的第二背面接触，该黏着组件上具有一通口，使该第二馈入组件穿过该穿孔后再穿入于该另一通孔中。
2.根据权利要求1所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第一基体及该第二基体为陶瓷材料，且为介电常数相同的方形基体，该第一基体及第二基体的厚度相同，该第二基体的第二背面的面积小于该第一电极层的面积。
3.根据权利要求2所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第一馈入组件及该第二馈入组件均为断面呈T形的针状物，该针状物具有一头部，该头部的底面延伸有一杆体，该第一馈入组件及该第二馈入组件的杆体穿入于该通孔及该穿孔，使该头部分别与该第一电极层及该第二电极层电性连接。
4.根据权利要求3所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该黏着组件为双面胶。
5.根据权利要求4所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第一基体上的通孔包含有一第一通孔及一第三通孔。
6.根据权利要求3所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第二基体的该第二背面上设有一第二接地层，该第二接地层不与该第二馈入组件电性连接，及不与该第一馈入组件接触。
7.根据权利要求1所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第一基体上的通孔包含有一第一通孔、一第二通孔、一第三通孔及第四通孔。
8.根据权利要求7所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第一馈入组件为二个时，二个该第一馈入组件分别穿过该第一通孔及该第二通孔与该第一电极层电性连接，二该第一馈入组件的末端延伸于该第一基体的第一背面外部，不与该第一接地层电性连接。
9.根据权利要求8所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第二基体上的穿孔包含有一第一穿孔及一第二穿孔。
10.根据权利要求9所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第二馈入组件为二个时，二个该第二馈入组件分别穿过该第一穿孔及该第二穿孔与该第二电极层电性连接，且二个该第二馈入组件也穿过该第一基体的该第三通孔及该第四通孔，二个该第二馈入组件的末端延伸于该第一基体的第一背面外部，不与该第一接地层电性连接。
11.根据权利要求10所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，二个该第一馈入组件及二个该第二馈入组件均为断面呈T形的针状物，各针状物上分别各具有一头部，多个该头部的底面各延伸有一杆体，二个该第一馈入组件及二个该第二馈入组件的多个该杆体分别穿入于该第一通孔、该第二通孔及该第一穿孔及该第二穿孔，使多个该头部分别与该第一电极层及该第二电极层电性连接。
12.根据权利要求11所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第一基体及该第二基体为陶瓷材料，且为介电常数相同的方形基体，该第一基体及该第二基体的厚度相同，该第二基体的第二背面的面积小于该第一电极层的面积。
13.根据权利要求12所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该黏着组件为双面胶。
14.根据权利要求12所述的堆栈式圆形极化天线结构，其特征在于，其中，该第二基体的该第二背面上设有一第二接地层，该第二接地层不与该二第二馈入组件及该二第一馈入组件电性接触。
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