CN110462929A - 多层贴片天线 - Google Patents

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Abstract

示出一种多层贴片天线，其通过具有在下贴片天线中形成的多个通孔中的、由上贴片天线的馈电引脚穿过的通孔的内壁上形成的金属层来防止寄生谐振的发生。在本文中示出的多层贴片天线包括：上贴片天线，该上贴片天线中形成有第一通孔；下贴片天线，该下贴片天线中形成有彼此分隔开的第二通孔和第三通孔；第一上馈电引脚，其通过穿过第一通孔和第二通孔在下贴片天线之下突出；下馈电引脚，其通过穿过第三通孔在下贴片天线之下突出；以及金属层，其在第二通孔内形成。

Description

多层贴片天线
技术领域
本公开涉及一种用于交通工具鲨鱼天线的贴片天线，更特别地，涉及一种多层贴片天线，其嵌入于安装在交通工具上的鲨鱼天线中以接收从例如GNSS(L1，L2，L5)和卫星数字音频无线电业务(satellite digital audio radio service，SDARS)(天狼星(Sirius)，XM)的频率带中选取的多个频率带信号。
背景技术
安装交通工具鲨鱼天线来提升安装于交通工具中的电子设备的信号接收率。用于交通工具的鲨鱼天线安装在交通工具外面。例如，韩国专利公开文本No.10-2011-0066639(标题：用于交通工具的天线装置)，韩国专利公开文本No.10-2010-0110052(标题：用于交通工具的天线装置)等公开了用于交通工具结构的多种类型的鲨鱼天线。
近年来，随着例如导航、数字多媒体广播(Digital Multimedia Broadcast，DMB)和音频的电子设备的安装，用于接收在例如GNSS(例如GPS(美国)、格洛纳斯(俄罗斯))、SDARS(天狼星(Sirius)，XM)、车载资讯系统(Telematics)、调频(FM)和地面数字多媒体广播(Terrestrial Digital Multimedia Broadcast，T-DMB)的频率带中的信号的许多天线也都嵌入了交通工具鲨鱼天线中。
然而，有一个问题在于，当天线例如GNSS、SDARS、车载资讯系统、FM和T-DMB安装在交通工具鲨鱼天线的有限的安装空间中时，安装空间是不够的。
因此，正在对在其中堆叠了多个贴片天线的多层贴片天线展开研究。
例如，参照图1，多层贴片天线由用于接收第一频率带信号的上贴片天线10和布置在上贴片天线10之下用以接收第二频率带信号的下贴片天线20组成。
多层贴片天线形成为一种结构，在该结构中，用于给上贴片天线10供电的馈电引脚30穿过下贴片天线20。此时，在多层贴片天线中，会因为穿过下贴片天线20的馈电引脚30和下贴片天线20之间的耦合而产生寄生谐振。也就是说，在多层贴片天线中发生寄生谐振，其中第二频率带信号和第一频率带信号一起在上贴片天线10中被接收。
此外，多层贴片天线有一个问题在于，当寄生谐振发生时上贴片天线10和下贴片天线20之间的隔离度会降低。也就是说，因为第一频率带信号和第二频率带信号被上贴片天线10接收，所以上贴片天线10和下贴片天线20之间的隔离度降低了。
此外，多层贴片天线有一个问题在于，随着隔离度的降低天线的效率会降低。
发明内容
【技术问题】
本公开旨在解决以上问题，并且本公开的目的在于提供一种多层贴片天线，其在下贴片天线上形成的多个通孔中的、由上贴片天线的馈电引脚穿过的通孔的内壁上形成金属层，因此防止寄生谐振的发生。
【技术解决方案】
根据本公开的一个实施例，一种用于达到该目的的多层贴片天线可以包括：上贴片天线，在该上贴片天线中形成有第一通孔；下贴片天线，其具有被形成为彼此分隔开的第二通孔和第三通孔；第一上馈电引脚，其通过穿过第一通孔和第二通孔在下贴片天线之下突出；下馈电引脚，其通过穿过第三通孔在下贴片天线之下突出；以及金属层，其形成在第二通孔之内。
上贴片天线还可以形成有与第一通孔分隔开的第四通孔，下贴片天线还可以形成为具有与第二通孔和第三通孔分隔开的第五通孔，多层贴片天线还可以包括穿过第四通孔和第五通孔并从下贴片天线向下突出的第二上馈电引脚。此时，金属层可以形成在第五通孔的内壁表面上。
【有利效果】
根据本公开，该多层贴片天线可以在下贴片天线上形成的多个通孔中的、由上贴片天线的馈电引脚穿过的通孔的内壁上形成金属层，因此防止寄生谐振的发生。
此外，可以在下贴片天线上形成的多个通孔中的、由上贴片天线的馈电引脚穿过的通孔的内壁上形成金属层以防止寄生谐振的发生，因此防止上贴片天线和下贴片天线之间的隔离度降低。
此外，可以在下贴片天线上形成的多个通孔中的、由上贴片天线的馈电引脚穿过的通孔的内壁上形成金属层以防止贴片天线之间的隔离度降低，因此防止天线的效率降低。
附图说明
图1是用于解释常规多层贴片天线的图。
图2和图3是用于解释根据本公开的一个实施例的多层贴片天线的图。
图4是用于解释图2的上贴片天线的图。
图5是用于解释图2的下贴片天线的图。
图6至图9是用于解释根据本公开的一个实施例和常规多层贴片天线的多层贴片天线的图。
图10是用于解释根据本公开的一个实施例的多层贴片天线的修改示例的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本公开的最优选实施例，使得涉及本公开的所属领域的技术人员可以容易地实践本公开的技术精神。首先，在给每个附图的部件添加附图标记时，应当注意的是，相同的部件即使在不同的附图里示出，仍尽可能具有相同的附图标记。此外，在描述本公开时，当确定相关公知配置或功能的详细描述可能会模糊本公开的主旨时，将会忽略其详细描述。
参照图2和图3，多层贴片天线100被配置成包括上贴片天线110、下贴片天线120、第一馈电引脚130、第二馈电引脚140、第三馈电引脚150和金属层160。这里，第一馈电引脚130对应于权利要求中所述的第一上馈电引脚，第二馈电引脚140对应于权利要求中所述的第二上馈电引脚，第三馈电引脚150对应于权利要求中所述的下馈电引脚。
上贴片天线110接收第一频率带的信号。上贴片天线110形成有由第一馈电引脚130穿过的第一通孔111和由第二馈电引脚140穿过的第四通孔112。此时，连接第一通孔111和贴片天线110的中心点的虚拟线与连接第四通孔112和贴片天线110的中心点的虚拟线形成一设定角。这里，该设定角可以形成在大约70度至100度的范围内。
参照图4，上贴片天线110被配置成包括第一基底113和第一上辐射贴片114。
第一基底113由电介质或磁性材料制成。第一基底113可以由电介质基底形成，该电解质基底由陶瓷材料制成，该陶瓷材料具有例如高介电常数和低热膨胀系数的特征，或者该第一基底113可以是例如铁氧体的磁性材料制成的磁性基底。
第一基底113形成有由第一馈电引脚130穿过的1-1th通孔111a和由第二馈电引脚140穿过的4-1th通孔112a。此时，1-1th通孔111a和4-1th通孔112a可以形成为具有一设定角，并形成为使得连接1-1th通孔111a和第一基底组件113的中心点的虚拟线与连接4-1th通孔112a和第一基底组件113的中心点的虚拟线具有大约70度至110度的设定角。
第一上辐射贴片114布置在第一基底113的一个表面上，具有为导电材料的薄平面，该导电材料具有高电导率，该导电材料例如是铜、铝、金或银。第一上辐射贴片114可以形成为多种形状例如正方形、三角形和八角形。
第一上辐射贴片114形成有由第一馈电引脚130穿过的1-2th通孔111b和由第二馈电引脚140穿过的4-2th通孔112b。此时，1-2th通孔111b和4-2th通孔112b可以形成为具有一设定角，并形成为使得连接1-2th通孔111b和第一上辐射贴片114的中心点的虚拟线与连接4-2th通孔112b和第一上辐射贴片114的中心点的虚拟线具有大约70度至110度的设定角。这里，当第一上辐射贴片114布置在第一基底113之上时，1-2th通孔111b和4-2th通孔112b布置在1-1th通孔111a和4-1th通孔112a之上。
下贴片天线120接收第二频率带的信号。下贴片天线120形成有由已穿过第一通孔111的第一馈电引脚130穿过的第二通孔121和由已穿过第四通孔112的第二馈电引脚140穿过的第五通孔122。此时，连接第二通孔121和下贴片天线120的中心点的虚拟线与连接第五通孔122和下贴片天线120的中心点的虚拟线形成一设定角。这里，该设定角可以形成在大约70度至100度的范围内。
下贴片天线120形成有由第三馈电引脚150穿过的第三通孔123。此时，第三通孔123布置成与第二通孔121和第五通孔122间隔开。这里，为了描述的简便，尽管图2和图3已经示出了本发明包括用于给上贴片天线110供电的第一馈电引脚130和第二馈电引脚140，以及用于给下贴片天线120供电的第三馈电引脚150，但本公开并不限于此，而还可以包括用于给下贴片天线120供电的另一个馈电引脚(未示出)。此时，下贴片天线可以进一步形成有另一个通孔(未示出)。
参照图5，下贴片天线120被配置成包括第二基底124和第二上辐射贴片125和下贴片126。
第二基底124由电介质或磁性材料制成。第二基底124可以由陶瓷材料的电介质基底形成，该陶瓷材料具有例如高介电常数和低热膨胀系数的特征，或者第二基底124可以是例如铁氧体的磁性材料制成的磁性基底。
第一基底124形成有由第一馈电引脚130穿过的2-1th通孔121a和由第二馈电引脚140穿过的5-1th通孔122a。此时，2-1th通孔121a和5-1th通孔122a可以形成为具有一设定角，并形成为使得连接2-1th通孔121a和第二基底124的中心点的虚拟线与连接5-1th通孔122a和第二基底124的中心点的虚拟线具有在大约70度至110度的设定角。
该第二基底124形成为具有由第三馈电引脚150穿过的3-1th通孔123a。此时，3-1th通孔123a形成为与2-1th通孔121a和5-1th通孔122a分隔开。
第二上辐射贴片125是为导电材料的薄平面，该导电材料具有高电导率，该导电材料例如为铜、铝、金或银，并且第二上辐射贴片125布置在第二基底124的一个表面上。第二上辐射贴片125可以形成为多种形状例如方形、三角形和八角形。
第二上辐射贴片125形成有由第一馈电引脚130穿过的2-2th通孔121b和由第二馈电引脚140穿过的5-2th通孔122b。此时，2-2th通孔121b和5-2th通孔122b可以形成为具有一设定角，并形成为使得连接2-2th通孔121b和第二上辐射贴片125的中心点的虚拟线与连接5-2th通孔122b和第二上辐射贴片125的中心点的虚拟线具有大约70度至110度的设定角。这里，当第二上辐射贴片125布置在第二基底124之上时，2-2th通孔121b和5-2th通孔122b形成在2-1th通孔121a和5-1th通孔122a之上。
第二上辐射贴片125形成有由第三馈电引脚150穿过的3-2th通孔123b。此时，3-2th通孔123b形成为与2-2th通孔121b和5-2th通孔122b分隔开。当第二上辐射贴片125布置在第二基底124上时，3-2th通孔123b布置在3-1th通孔123a之上。
下贴片126是为导电材料的薄平面，该导电材料具有高电导率，该导电材料例如为铜、铝、金或银，并布置在第二基底124的另一个表面上。此时，例如下贴片126是用于接地(GND)的贴片。
下贴片126形成有2-3th通孔121c和5-3th通孔122c。也就是说，下贴片126形成为具有由第一馈电引脚130穿过的2-3th通孔121c和由第二馈电引脚140穿过的5-3th通孔122c。此时，2-3th通孔121c和5-3th通孔122c可以形成为具有一设定角，并形成为使得连接2-3th通孔121c和下贴片126的中心点的虚拟线与连接5-3th通孔122c和下贴片126的中心点的虚拟线具有大约70度至110度的设定角度。这里，当下贴片126布置在第二基底124上时，2-3th通孔121c和5-3th通孔122c布置在2-1th通孔121a和5-1th通孔122a之下。
该下贴片126形成有由第三馈电引脚150穿过的3-3th通孔123c。此时，3-3th通孔123c形成为与2-3th通孔121c和5-3th通孔122c分隔开。当下贴片126布置在第二基底124上时，3-3th通孔123c布置在3-1th通孔123a之下。
金属层160形成在下贴片天线120的第二通孔121和第五通孔122中。也就是说，金属层160形成在第二通孔121和第五通孔122的内壁表面上。
金属层160由选自以下中的一种材料制成：铜、铝、金和银。当然，金属层160也可以由包含选自以下中的一种材料的合金制成：铜、铝、金和银。
金属层160组成具有第一馈电引脚130和第二馈电引脚140的同轴电缆。因此，金属层160去除了由第一馈电引脚130和第二馈电引脚140和下贴片天线120之间的耦合而发生的寄生谐振。结果是，该多层贴片天线100可以防止隔离度被寄生谐振降低。
为此目的，金属层160可以包括在下贴片天线120的第二通孔121的内壁表面上形成的第一金属层162和在第五通孔122的内壁表面上形成的第二金属层164。
第一金属层162在2-1th通孔121a的内壁表面上形成。此时，第一金属层162与穿过第二通孔121的第一馈电引脚130的外圆周隔开预定的间隔。
第二金属层164在5-1th通孔122a的内壁表面上形成。此时，该第二金属层164与穿过第五通孔122的第二馈电引脚140的外圆周隔开预定的间隔。
同时，金属层160可以连接至第二上辐射贴片125和下贴片126。也就是说，当金属层160形成为与第二上辐射贴片125和下贴片126分隔开时，由于第一馈电引脚和第二馈电引脚130、140与下贴片天线120之间在间隔空间中的耦合，可能会发生寄生谐振。
第一金属层162在第二通孔121的内壁表面上形成。也就是说，第一金属层162形成为沿着下贴片天线120的2-1th通孔121a至2-3th通孔121c的内壁表面具有预定的厚度。第一金属层162形成为具有孔的圆柱形，在其中形成的该孔由第一馈电引脚穿过。此时，第一金属层162被布置成与穿过第二通孔121的第一馈电引脚130的外圆周隔开预定的间隔。因此，金属层162的厚度可以根据第二通孔121的横截面直径和第一馈电引脚130的横截面的直径而不同地形成。
第一金属层162也可以形成在2-1th通孔121a的内圆周表面上，使得第一金属层的两个末端都可以分别连接至2-2th通孔121b和2-3th通孔121c。
第二金属层164在第五通孔122的内壁表面上形成。也就是说，第二金属层164形成为沿着下贴片天线120的5-1th通孔122a至5-3th通孔122c的内壁表面具有预定的厚度。第二金属层164形成为具有孔的圆柱形，在其中形成的该孔由第二馈电引脚穿过。此时，该第二金属层164被布置成与穿过第五通孔122的第二馈电引脚140的外圆周隔开预定的间隔。因此，第二金属层164的厚度可以根据第五通孔122的横截面直径和第二馈电引脚140的横截面的直径而不同地形成。
第二金属层164也可以在5-1th通孔122a的内圆周表面上形成，使得第二金属层的两个末端都可以分别连接至5-2th通孔122b和5-3th通孔122c。
因此，第一金属层162在第二通孔121的内壁表面上形成，其一个末端连接至第二上辐射贴片125，其另一个末端连接至下贴片126。第二金属层164在第五通孔122的内壁表面上形成，其一个末端连接至第二上辐射贴片125，其另一个末端连接至下贴片126。此时，金属层160可以通过使用选自化学镀工艺、电镀工艺和铜箔键合工艺中的一种工艺采用金属材料形成在第二通孔121和第五通孔122的内壁表面上。
结果是，多层贴片天线100可以防止寄生谐振发生，因此防止隔离度和天线效率降低。
也就是说，参照图6和图7，常规的多层贴片天线通过下贴片天线20和馈电引脚30之间的耦合在上贴片天线10处引起在第一频率带和第二频率带中谐振的寄生谐振(A)。
因此，由于第二频率带信号和第一频率带信号一起从上贴片天线10被接收，所以常规多层贴片天线形成大约3.04dB@1225MHz(峰值)(B)的隔离度。
参照图8和图9，根据本公开的一个实施例的多层贴片天线100可以在形成在下贴片天线120中的通孔中形成金属层160以构成具有馈电引脚的同轴电缆，因此防止寄生谐振发生(C)。
因此，根据本公开的一个实施例的多层贴片天线100防止寄生谐振发生，因此形成了大约11.51dB@1225MHz(峰值)(D)的隔离度。
结果是，根据本公开的一个实施例，多层贴片天线100相较于常规的多层贴片天线100隔离度提高了8.47dB，并且随着隔离度的提高天线效率也提升了。
同时，参照图10，多层贴片天线200被配置成包括上贴片天线210、下贴片天线220、上馈电引脚230、下馈电引脚240(即，第三馈电引脚150)和金属层250。这里，上馈电引脚230是选自上述的第一馈电引脚130和第二馈电引脚140中的一个，下馈电引脚240对应于上述的第三馈电引脚150。
上贴片天线210被配置成包括第一基底211和布置在第一基底211之上的第一上辐射贴片212。此时，上贴片天线210通过穿过第一基底211和第一上辐射贴片212而形成，并形成有由上馈电引脚230穿过的第一通孔213。
下贴片天线220被配置成包括第二基底221、布置在第二基底221之上的第二上辐射贴片222和布置在第二基底221之下的下贴片223。
下贴片天线220形成有由上馈电引脚230穿过的第二通孔224和由下馈电引脚240穿过的第三通孔225。第二通孔224通过穿过第二基底221、第二上辐射贴片222和下贴片223而形成。第三通孔225通过穿过第二基底221、第二上辐射贴片222和下贴片223而形成，并形成为与第二通孔224分隔开。
金属层250形成在下贴片天线220的第二通孔224中。也就是说，金属层250形成在第二通孔224的内壁表面上。此时，该金属层250与穿过第二通孔224的上馈电引脚230的外圆周隔开预定的间隔。
金属层250由选自以下中的一种材料制成：铜、铝、金和银。当然，金属层250也可以由包含选自以下中的一种材料的合金制成：铜、铝、金和银。
金属层250构成具有上馈电引脚230的同轴电缆。结果是，金属层250去除了由上馈电引脚230和下贴片天线220之间的耦合而发生的寄生谐振。因此,多层贴片天线200可以防止隔离度被寄生谐振降低。
如上所述，尽管已描述了根据本公开的优选的实施例，应当理解的是可以以不同的形式对其进行修改，并且本领域的技术人员可以在不偏离本公开的权利要求的范围的情况下实施各种改变和修改。

Claims (12)

1.一种多层贴片天线，所述多层贴片天线包括：
上贴片天线，所述上贴片天线中形成有第一通孔；
下贴片天线，所述下贴片天线具有被形成为彼此分隔开的第二通孔和第三通孔；
第一上馈电引脚，所述第一上馈电引脚通过穿过所述第一通孔和所述第二通孔在所述下贴片天线之下突出；
下馈电引脚，所述下馈电引脚通过穿过所述第三通孔在所述下贴片天线之下突出；以及
金属层，所述金属层形成在所述第二通孔内。
2.根据权利要求1所述的多层贴片天线，
其中，所述金属层包括形成在所述第二通孔的内壁表面上的第一金属层。
3.根据权利要求2所述的多层贴片天线，
其中，所述第二通孔穿过所述下贴片天线的上辐射贴片、基底和下辐射贴片，以及
其中，所述第一金属层形成在所述第二通孔的内壁表面上，所述第二通孔形成在所述基底中。
4.根据权利要求3所述的多层贴片天线，
其中，所述第一金属层连接至所述上辐射贴片和所述下辐射贴片。
5.根据权利要求2所述的多层贴片天线，
其中，所述第二通孔穿过所述下贴片天线的上辐射贴片、基底和下辐射贴片，以及
其中，所述第一金属层形成在所述第二通孔的内壁表面上，所述第二通孔形成在所述基底、所述上辐射贴片和所述下辐射贴片中。
6.根据权利要求2所述的多层贴片天线，
其中，所述第一金属层被布置成与穿过所述第二通孔的所述第一上馈电引脚的外圆周分隔开。
7.根据权利要求1所述的多层贴片天线，
其中，所述上贴片天线还形成有与所述第一通孔分隔开的第四通孔，
其中，所述下贴片天线还形成有与所述第二通孔和所述第三通孔分隔开的第五通孔，以及
所述多层贴片天线还包括第二上馈电引脚，所述第二上馈电引脚穿过所述第四通孔和所述第五通孔并从所述下贴片天线向下突出。
8.根据权利要求7所述的多层贴片天线，
其中，所述金属层包括形成在所述第五通孔的内壁表面上的第二金属层。
9.根据权利要求8所述的多层贴片天线，
其中，所述第五通孔穿过所述下贴片天线的上辐射贴片、基底和下辐射贴片，以及
其中，所述第二金属层形成在所述第五通孔的内壁表面上，所述第五通孔形成在所述基底中。
10.根据权利要求9所述的多层贴片天线，
其中，所述第二金属层连接至所述上辐射贴片和所述下辐射贴片。
11.根据权利要求8所述的多层贴片天线，
其中，所述第五通孔穿过所述下贴片天线的上辐射贴片、基底和下辐射贴片，以及
其中，所述第二金属层形成在所述第五通孔的内壁表面上，所述第五通孔形成在所述基底、所述上辐射贴片和所述下辐射贴片中。
12.根据权利要求8所述的多层贴片天线，
其中，所述第二金属层被布置成与穿过所述第五通孔的所述第二上馈电引脚的外圆周分隔开。
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