CN115249882A - Gps天线结构及具有该gps天线结构的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种GPS天线结构及具有该GPS天线结构的无线通信装置，所述GPS天线结构包括介质基板、辐射件、导电件及馈入件，所述介质基板的介电系数范围为6～6.5；辐射件包括第一辐射单元和第二辐射单元，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元间隔设于所述介质基板上；导电件设于所述介质基板上且分别与所述第一辐射单元和所述第二辐射单元电连接；馈入件与所述导电件电连接。本申请提供的GPS天线结构中的介质基板的介电系数范围为6～6.5，增强GPS天线结构的场强，从而增大了GPS天线结构的接收功率，以增大GPS天线结构的接收效能。

Description

GPS天线结构及具有该GPS天线结构的无线通信装置

技术领域

本申请涉及GPS天线技术领域，尤其涉及一种GPS天线结构及具有该GPS天线结构的无线通信装置。

背景技术

随着全球卫星定位系统GPS的广泛使用，目前GPS已经成为手机、汽车自动驾驶、智能手表等终端通讯设备的必备功能，但由于终端通讯设备的体积较小，GPS天线的可用空间也相对狭小，如何在有效的空间内设计出高效能的GPS天线成为射频工程师必须面对的重大挑战。

发明内容

为了解决上述问题，有必要提供一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

本申请一方面提供一种天线结构，其包括：

介质基板，所述介质基板的介电系数范围为6～6.5；

辐射件，包括第一辐射单元和第二辐射单元，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元间隔设于所述介质基板上；

导电件，设于所述介质基板上且分别于所述第一辐射单元和所述第二辐射单元电连接；

馈入件，与所述导电件电连接。

本申请一些实施例中，所述第一辐射单元朝向第一方向延伸，所述第二辐射单元朝向第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相反。

本申请一些实施例中，所述第一辐射单元包括依次连接的第一延伸部、第一延长部及第一馈入部，所述第一延伸部朝向第一方向延伸，所述第一延长部沿第三方向延伸，所述第一馈入部与所述导电件电连接；所述第二辐射单元包括依次连接的第二延伸部、第二延长部及第二馈入部，所述第二延伸部朝向第二方向延伸，所述第二延长部朝向所述第三方向延伸，所述第二馈入部与所述导电件电连接。

本申请一些实施例中，所述GPS天线结构还包括：

接地件，包括相连接的延伸部和接地部，所述延伸部设于所述介质基板上，所述接地部至少部分伸出所述介质基板。

本申请一些实施例中，所述导电件与所述延伸部层叠设于所述介质基板上。

本申请一些实施例中，所述导电件与所述延伸部位于所述第一辐射单元和所述第二辐射单元之间。

本申请一些实施例中，所述GPS天线结构还包括匹配电路，所述匹配电路电连接于所述馈入件与所述导电件之间。

所述匹配电路包括并联的第一匹配电路和第二匹配电路。

本申请一些实施例中，所述匹配电路包括串联联的第一匹配电路和第二匹配电路。

本申请一些实施例中，所述GPS天线结构为长方体且尺寸为6.5mm*2mm*3.5mm。

本申请还提供一种无线通信装置，包括如上所述的天线结构。

本申请提供的GPS天线结构，通过介电系数范围为6～6.5的介质基板增强GPS天线结构的场强，从而增大了GPS天线结构的接收功率，以增大GPS天线结构的接收效能。

附图说明

图1为本申请一实施例的GPS天线结构的示意图。

图2为本申请一实施例的GPS天线结构的辐射场型图。

图3为本申请另一实施例的GPS天线结构的辐射场型图。

主要元件符号说明

GPS天线结构 100

介质基板 10

辐射件 20

导电件 30

馈入件 40

第一辐射单元 21

第二辐射单元 22

第一延伸部 211

第一延长部 212

第一馈入部 213

第二延伸部 221

第二延长部 222

第二馈入部 223

接地件 50

延伸部 51

接地部 52

匹配电路 60

第一匹配电路 61

第二匹配电路 62

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，本申请一实施方式提供一种GPS天线结构100，其可设置于无线终端设备、用户前置设备(Customer Premise Equipment，CPE)、路由器及机顶盒(Set Top Box)等无线通信装置(图未示)内，用以发射、接收无线电波以传递、交换GPS信号。

具体地，GPS天线结构100包括介质基板10、辐射件20、导电件30及馈入件40。介质基板10由铁氧体和环氧树脂形成，以使介质基板10的介电系数范围为6～6.5；辐射件20包括第一辐射单元21和第二辐射单元22，第一辐射单元21和第二辐射单元22间隔设于介质基板10上，导电件30设于介质基板10且分别与第一辐射单元21和第二辐射单元22电连接，馈入件40与导电件30电连接。

其中，铁氧体(ferrite magnetic materia)为一种非金属磁性材料，环氧树脂是一种高分子聚合物，通过调整铁氧体与环氧树脂组成，以使介质基板10的介电系数范围为6～6.5。

如此，通过铁氧体和环氧树脂形成的介质基板10的介电系数范围为6～6.5，同时增强GPS天线结构的场强，从而增大了GPS天线结构100的接收功率，以增大GPS天线结构100的接收效能。

其中图2和图3为两种实施例的GPS天线结构的幅射场型图，其中图2为常规GPS天线结构的幅射场型图，而图3为本申请提供的GPS天线结构的幅射场型图，常规的GPS天线结构侧重上半球的天线幅射场型，因为GPS天线结构是藉由接收三个或以上太空中GPS卫星的讯号，并且结合星历图经过计算得出手机用户实际的位置，所以与太空中的GPS卫星进行通讯需要有较好的上半球天线幅射场型，但也往往因为顾及上半球天线幅射场型使的天线的接收角度变小，如图2所示的场型图整体呈圆形，接收角度较小，辐射效率较低，而图3所示的辐射场型图，仅上半球呈圆形，从而增大了天线结构的接收角度，增大了GPS天线结构的辐射效率，从而增大了GPS天线结构的接收效能。

进一步地，图2中的天线结构的辐射效率最大可为7.4dB，图3的GPS天线结构100的辐射效率最大可为8.1dB，如此，通过增大介质基板10的介质系数，在满足预设需求的前提下可减小所需天线的长度，进而减小GPS天线结构100的体积。

在一实施例中，该介质基板10为PCB板，即介质基板10与无线通信装置的PCB板一体设置，如此，GPS天线结构100可通过印刷的方式设置在无线通信装置的PCB板上，结构简单，且节省空间。

在一实施例中，第一辐射单元21朝向第一方向延伸，第二辐射单元22朝向第二方向延伸，第一方向与第二方向相反。

其中，第一方向为X轴负方向，第二方向为X轴正方向。

如此，通过延伸方向相反的第一辐射单元21和第二辐射单元22，以双场型的天线架构，以增大GPS天线结构100的接收角度。

进一步地，第一辐射单元21包括依次连接的第一延伸部211、第一延长部212及第一馈入部213，第一延伸部211沿第一方向延伸，第一延长部212沿第三方向延伸，导电件30与第一馈入部213电连接。

第二辐射单元22包括依次连接的第二延伸部221、第二延长部222及第二馈入部223，第二延伸部221沿第二方向延伸，第二延长部222沿第三方向延伸，第二馈入部223与导电件30连接。

本实施例中，第三方向为Y轴负方向且第一方向、第二方向均与第三方向相垂直。可以理解，在其他实施例中，第一方向或第二方向与第三方向的夹角可为锐角或钝角。

如此，通过设定第一辐射单元21，以使第一延伸部211与第一延长部212围设形成的第一区域，与第二延伸部221与第二延长部222围设形成第二区域的开口方向不同，以扩大GPS天线结构的接收角度。

在一实施例中，GPS天线结构100还包括接地件50，接地件50包括相连接的延伸部51和接地部52，延伸部51设于介质基板10上，接地部52至少部分延伸出介质基板10。

在一实施例中，接地件50的延伸部51与导电件30层叠设置。

本实施例中，延伸部51设于导电件30与介质基板10之间。可以理解，在其他实施例中，导电件30可设于延伸部51与介质基板10之间。

在一实施例中，延伸部51和导电件30位于第一辐射单元21和第二辐射单元22之间，以减少GPS天线结构100的整体体积。

在一实施例中，GPS天线结构100还包括匹配电路60，匹配电路60电连接于馈入件40和导电件30之间。

在一实施例中，匹配电路60包括串联的第一匹配电路61和第二匹配电路62，其中第一匹配电路61与第一辐射单元21对应，第二匹配电路62与第二辐射单元22对应。

在一实施例中，GPS天线结构100通过介质基板10将辐射件20、导电件30及馈入件40封装在一起，以减少GPS天线结构100占用的体积。

在一实施例中，GPS天线结构100为长方体，且尺寸为6.5mm*2mm*3.5mm如此，该体积可满足GPS天线结构100的性能需求，也可满足承载GPS天线结构100的移动终端的小型化需求。

本申请还提供一种无线通信装置(图未示)，该无线通信装置包括以上实施例所述的GPS天线结构。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化等用在本申请的设计，只要其不偏离本申请的技术效果均可。这些依据本申请精神所做的变化，都应包含在本申请所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种GPS天线结构，其特征在于，所述GPS天线结构包括：

介质基板，所述介质基板的介电系数范围为6～6.5；

辐射件，包括第一辐射单元和第二辐射单元，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元间隔设于所述介质基板上；

导电件，设于所述介质基板上且分别与所述第一辐射单元和所述第二辐射单元电连接；

馈入件，与所述导电件电连接。

2.如权利要求1所述的GPS天线结构，其特征在于，所述第一辐射单元朝向第一方向延伸，所述第二辐射单元朝向第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相反。

3.如权利要求2所述的GPS天线结构，其特征在于，所述第一辐射单元包括依次连接的第一延伸部、第一延长部及第一馈入部，所述第一延伸部朝向第一方向延伸，所述第一延长部沿第三方向延伸，所述第一馈入部与所述导电件电连接；所述第二辐射单元包括依次连接的第二延伸部、第二延长部及第二馈入部，所述第二延伸部朝向第二方向延伸，所述第二延长部朝向所述第三方向延伸，所述第二馈入部与所述导电件电连接。

4.如权利要求1所述的GPS天线结构，其特征在于，所述GPS天线结构还包括：

接地件，包括相连接的延伸部和接地部，所述延伸部设于所述介质基板上，所述接地部至少部分伸出所述介质基板。

5.如权利要求4所述的GPS天线结构，其特征在于，所述导电件与所述延伸部层叠设于所述介质基板上。

6.如权利要求5所述的GPS天线结构，其特征在于，所述导电件与所述延伸部位于所述第一辐射单元和所述第二辐射单元之间。

7.如权利要求3所述的GPS天线结构，其特征在于，所述GPS天线结构还包括匹配电路，所述匹配电路电连接于所述馈入件与所述导电件之间。

8.如权利要求7所述的GPS天线结构，其特征在于：所述匹配电路包括串联的第一匹配电路和第二匹配电路。

9.如权利要求1所述的GPS天线结构，其特征在于：所述GPS天线结构为长方体且尺寸为6.5mm*2mm*3.5mm。

10.一种无线通信装置，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的GPS天线结构。

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