CN201188452Y

CN201188452Y - 一种gps天线

Info

Publication number: CN201188452Y
Application number: CNU2007201714358U
Authority: CN
Inventors: 郭榕; 候建平
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2017-12-07

Abstract

本实用新型涉及一种GPS天线，包括介质层(1)，设置在介质层第一表面的天线地板(5)和设置在介质层第一表面相对的第二表面的天线贴片和馈电点(6)，天线贴片包括沿介质层第二表面周边环形布置的环形天线(2)和在环形天线内部临近环形天线一侧间隔设置的耦合馈电贴片(4)，馈电点设置在耦合馈电贴片上，在环形天线临近耦合馈电贴片部分中部设置T形槽(3)，T形槽的脚与环形天线的内边缘连通，T形槽的上横边与环形天线的内边缘平行。本实用新型实现了天线结构进一步小型化，克服了陶瓷介质易碎、产品一致性不好、加工难度大，生产成本高等缺点，可以利用印制板技术，便于与GPS接收链路一体化设计，集成度高，成本低，便于批量生产。

Description

一种GPS天线

技术领域

本实用新型涉及一种天线，具体涉及一种GPS天线，用于通讯、导航、定位等领域。

背景技术

GPS车用导航系统已被汽车厂列为未来拟定导入的标准配备，美国E911法规要求行动电话及其他手持消费产品必须配备GPS导航功能，加上内建GPS功能各系统终端产品价格下滑等市场助力，促使GPS等相关产品的市场占有率快速提升。GPS系统包括GPS、处理核心，嵌入式记忆体芯片及小型电子元件以及高度整合的讯号混合晶片作为RF(射频)前端。在全球产业对于电子产品要求其“轻、薄、短、小”等发展趋势下，使得GPS小型化成为一种趋势，并影响着未来GPS市场即将深入个人使用范围，有朝一日GPS将成为人们的日用必需品。

作为GPS产品的必要部件，GPS天线的小型化对GPS产品的小型化具有重要影响。

因GPS产品严格要求适用特性、易用性及定量其性能标准、准确度，启动性能、定位追踪灵敏度及产品低功耗等特点，对GPS天线设计提出了较高要求，造成GPS天线设计小型化难度加大，而GPS天线的尺寸也成为GPS系统小型化设计的瓶颈问题。

现有的GPS天线大多采用陶瓷基片天线或螺旋天线。其中，陶瓷基片天线因其在辐射元的正交面上有最大增益，即在水平面上的辐射元对从天顶发来的讯号具有最大增益，因此，陶瓷基片天线广泛适用于主要朝上方的终端产品中，例如运用在车载导航设备中。由于陶瓷基片其介电常数高，利用陶瓷基片作为介质的天线体积较小，故GPS天线广泛采用陶瓷基片设计。

但是，现有结构的陶瓷基片GPS天线存在以下缺点而限制了其在工程中的实用性和应用范围：

1、陶瓷基片GPS天线现有结构限制了其尺寸的进一步小型化；

2、介质厚度大、易碎、重量大；

3、不耐高温，加工成本偏高；

4、由于介质具有较高的介电常数，导致加工时天线的一致性不高，影响批量生产成品率，提高了制造成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种GPS天线，克服现有技术陶瓷基片GPS天线存在的上述缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种GPS天线，包括介质层1，设置在该介质层第一表面的天线地板5和设置在该介质层第一表面相对的第二表面的天线贴片和馈电点6，其特征在于，所述天线贴片包括沿所述介质层第二表面周边环形布置的环形天线2和在该环形天线内部并临近该环形天线一侧间隔设置的耦合馈电贴片4，所述馈电点设置在该耦合馈电贴片上；在所述环形天线临近所述耦合馈电贴片部分中部设置一个T形槽3，该T形槽的脚与该环形天线的内边缘连通，该T形槽的上横边与该环形天线的内边缘平行。

在本实用新型所述的GPS天线中，所述介质层为陶瓷介质。

在本实用新型所述的GPS天线中，天线的外形尺寸为17mmx17mmx4mm。

在本实用新型所述的GPS天线中，所述介质层为ε_r＝2.65的低介电常数介质。

在本实用新型所述的GPS天线中，天线的外形尺寸为40mmx40mmx1mm。

实施本实用新型的GPS天线，与现有技术比较，其有益效果是：

1、天线结构进一步小型化。如采用陶瓷基片时，本实用新型的GPS天线尺寸可做到17mmx17mmx4mm，与普通陶瓷基片GPS天线尺寸25mmx25mmx4mm比较，其面积仅为普通陶瓷基片GPS天线的46.2％；采用ε_r＝2.65的低介电常数介质时，本实用新型的GPS天线尺寸可做到40mmx40mmx1mm，与普通ε_r＝2.65介质GPS天线尺寸58mmx58mmx1mm比较，其面积仅为普通ε_r＝2.65介质GPS天线的47.6％；

2、本实用新型的GPS天线采用低介电常数介质后，温度效应好、不易碎，解决了常用的GPS天线温度效应差，易碎等缺点；

3、本实用新型的GPS天线采用低介电常数的普通印制板，在降低成本和加工难度的同时，提高了天线批量加工的一致性；

4、本实用新型的GPS天线解决了陶瓷基片GPS天线不易与电路板集成的缺点，利用印制板技术，便于与GPS接收链路一体化设计。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有普通陶瓷GPS天线的主视图。

图2是现有普通陶瓷GPS天线的左视图。

图3是现有普通陶瓷GPS天线的底视图。

图4是本实用新型GPS天线的主视图。

图5是本实用新型GPS天线的仰视图。

图6是本实用新型GPS天线的立体图。

图7是本实用新型GPS天线频带内的电压驻波比测试曲线图。

图8是本实用新型GPS天线在1575MHz频点的实测方向图。

具体实施方式

如图4、图5、图6所示，本实用新型GPS天线在介质层1的下表面设置天线地板5，在介质层1的上表面设置沿介质层1上表面周边环形布置的环形天线2，在环形天线2内部临近该环形天线2的一侧并间隔设置耦合馈电贴片4，馈电点6设置在耦合馈电贴片4上。耦合馈电贴片4与环形天线2的耦合馈电结构很好地解决了环天线带来的阻抗失配问题。

为了实现天线的圆极化特性，在环形天线2临近耦合馈电贴片4部分的中部设置一个T形槽3，该T形槽3的脚与环形天线2的内边缘连通，T形槽3的上横边与环形天线2的内边缘平行。

如图7所示，本实用新型GPS天线电压驻波比测试结果表明，天线在1575MHz频带内电压驻波比均小于1.5。

如图8所示，本实用新型GPS天线辐射方向图测试结果表明，天线在频带内满足了方向图覆盖要求。

本实用新型GPS天线的介质层1可以采用陶瓷介质或低介电常数的介质如ε_r＝2.65的低介电常数介质。当采用陶瓷介质时，本实用新型GPS天线的外形尺寸可以做到17mmx17mmx4mm，面积仅为如图1至图3所示的现有普通陶瓷基片GPS天线外形尺寸25mmx25mmx4mm的46.2％。当采用ε_r＝2.65的低介电常数介质时，本实用新型GPS天线的外形尺寸可以做到40mmx40mmx1mm，面积仅为现有普通2.65介质GPS天线外形尺寸58mmx58mmx1mm的47.6％。面积和体积的缩小时极显著的。

采用低介电常数介质后，消除了天线采用陶瓷介质易碎、因陶瓷介质介电常数高谐振频率对天线尺寸相对敏感所带来的产品一致性差等缺点，简化了天线加工工艺，提高了产品的一致性，大大降低了产品制造成本。

此外，本实用新型GPS天线可以利用印制板技术实现天线贴片的制造，便于与GPS接收链路一体化设计，克服了陶瓷基片GPS天线不易与电路板集成的缺点，设计难度小，集成度高，成本低，便于批量生产。

本实用新型GPS天线在保证其他电性能不变的前提下，减小了天线的体积和重量，降低天线的加工难度和加工成本。

Claims

1、一种GPS天线，包括介质层(1)，设置在该介质层第一表面的天线地板(5)和设置在该介质层第一表面相对的第二表面的天线贴片和馈电点(6)，其特征在于，所述天线贴片包括沿所述介质层第二表面周边环形布置的环形天线(2)和在该环形天线内部并临近该环形天线一侧间隔设置的耦合馈电贴片(4)，所述馈电点设置在该耦合馈电贴片上；在所述环形天线临近所述耦合馈电贴片部分中部设置一个T形槽(3)，该T形槽的脚与该环形天线的内边缘连通，该T形槽的上横边与该环形天线的内边缘平行。

2、如权利要求1所述的GPS天线，其特征在于，所述介质层为陶瓷介质。

3、如权利要求2所述的GPS天线，其特征在于，该天线的外形尺寸为17mm×17mm×4mm。

4、如权利要求1所述的GPS天线，其特征在于，所述介质层为ε_r＝2.65的低介电常数介质。

5、如权利要求4所述的GPS天线，其特征在于，该天线的外形尺寸为40mm×40mm×1mm。