CN203521598U - 一种gps天线及具有该天线的手机 - Google Patents
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Abstract
为了解决现有GPS天线无法实现同时具有较小的体积以及较高的天线性能的技术问题，本实用新型提供了一种GPS天线，包括具有第一表面和第二表面的介质基板，以及形成在介质基板第一表面上的第一天线辐射体和形成在第二表面上的第二天线辐射体，所述第一天线辐射体的两端设有馈电点，第一天线辐射体用于接收信号，所述第二天线辐射体用于与第一天线辐射体进行耦合，所述第二天线辐射体一端连接有电感，另一端连接有电容；所述介质基板为PCB板。本实用新型有效提高了GPS天线性能，同时减小了外部环境对天线性能的负面影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天线，尤其涉及一种GPS天线。
背景技术
GPS（全球定位系统）设备通过接收卫星信号进行定位和导航，而接收信号就必须用到天线，GPS天线的基本作用是把来自于卫星的能量转变为相应的电流，并经过前置放大器进行频率变换，以便对信号进行跟踪、处理和测量。目前，市场上的电子接收机（例如手机或者导航仪等）中所带的GPS天线一般都是易贴装的天线置于设备内部，随着通信行业的发展，个人移动终端设备越来越小型化和轻薄化，设备内部给天线留下的空间越来越小，而随着天线体积的减小，天线就越容易受周边环境的影响，天线的性能就会变差。
实用新型内容
为了解决现有GPS天线无法实现同时具有较小的体积以及较高的天线性能，本实用新型提供了一种GPS天线。
本实用新型的GPS天线，包括具有第一表面和第二表面的介质基板，以及形成在介质基板第一表面上的第一天线辐射体和形成在第二表面上的第二天线辐射体，所述第一天线辐射体的两端设有馈电点，第一天线辐射体用于接收信号，所述第二天线辐射体用于与第一天线辐射体进行耦合，所述第二天线辐射体一端连接有电感，另一端连接有电容；所述介质基板为PCB板。
本实用新型通过在介质基板的两个表面平行设置第一天线辐射体和第二天线辐射体，并在第二天线辐射体的两端连接电容和电感，通过调节辐射体的长度和电容、电感的大小，使得第一天线辐射体和第二天线辐射体各自产生的工作于1575MGz附近的两个谐振信号，并进行线性叠加，有效提高了天线性能，同时减小了外部环境对天线性能的负面影响。本实用新型的GPS天线在体积较小的情况下，仍然能够获得较好的天线性能。
优选情况下，所述介质基板的介电常数为1-10。
优选情况下，所述介质基板的长度大于或等于6mm，宽度大于或等于6mm，厚度为0.5mm-2mm。
优选情况下，所述第一天线辐射体的长度为15mm-50mm，宽度为0.2mm-2mm。
优选情况下，所述第二天线辐射体的长度为4mm-10mm，宽度为0.2mm-3mm。
优选情况下，所述电感的大小为1.0nH-10nH。
优选情况下，所述电容的大小为0.1pF-10pF。
优选情况下，所述第一辐射天线为“U”型，所述第二辐射天线为“一”型。
优选情况下，所述第一辐射天线为“L”型，所述第二辐射天线为方波型。
本实用新型还提供了一种手机，包括如上所述的GPS天线。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的第一天线辐射体的示意图。
图2为本实用新型实施例1的第二天线辐射体的示意图。
图3为本实用新型实施例1的立体图。
图4为本实用新型实施例2的第一天线辐射体的示意图。
图5为本实用新型实施例2的第二天线辐射体的示意图。
图6为本实用新型实施例2的立体图。
图7为本实用新型第一实施例的的史密斯（Smith）图。
图8为本实用新型第一实施例的回波损耗（S11）图。
图9为本实用新型第一实施例的辐射效率（Efficiency）图。
图10为本实用新型第一实施例的电压驻波比（VSWR）图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实用新型的第一实施例，如图1、图2和图3所示，GPS天线包括介质基板100，优选介质基板为PCB板。所述介质基板具有第一表面101和第二表面102，第一表面101上设置有第一天线辐射体200，所述第一天线辐射体200为“U”型，且两端设有馈电点，用于与信号处理模块连接，将天线信号传递给信号处理模块。第二表面102上设置有第二天线辐射体300，所述第二天线辐射体300为“一”字型，且一端连接有电容400，另一端连接有电感500。所述第一和第二天线辐射体可以为铜层，所述铜层可以采用现有技术中的各种方法形成在所述介质基板上，如现有PCB板上形成铜金属线路的方法，本实用新型不做具体限定。可以采用现有的SMT（Surface Mount Technology电子电路表面组装技术）工艺将电容400和电感500形成在第二天线辐射体300的两端，SMT工艺为本领域普通技术人员公知，此处不再赘述。
优选情况下，本实用新型介质基板的介电常数为3-5，介质基板的长度为8mm-12mm，宽度为8mm-12mm，厚度为0.8mm-1mm。第一天线辐射体的长度为30mm-40mm，宽度为0.5mm-2mm。第二天线辐射体的长度为6mm-8mm，宽度为0.5mm-2mm。电感的大小为1nH-3nH，电容的大小为0.3pF-3pF。
本实施例中采用10mm*10mm大小的介质基板，厚度为0.5mm，所述介质基板的介电常数为3。第一天线辐射体200的长度为34mm，宽度为2mm。所述第二天线辐射体300的长度为8mm，宽度为2mm。电容400大小为0.6p F，电感500大小为1n H。
本实用新型的第二实施例，如图4、图5和图6所示，所述第一天线辐射体200为“L”型，设置在介质基板100的第一表面101上；第二天线辐射体300为方波形状，设置在介质基板的第二表面102上；第二天线辐射体300一端与电容400连接，另一端与电感500连接。本实施例中，选用12mm*12mm大小的介质基板，厚度为0.5mm，介质基板为PCB板，介电常数为3。第一天线辐射体200的长度为16mm，宽度为2mm。第二天线辐射体300的长度为25mm，宽度为2mm。电容400的大小为0.8pF，电感500的大小为1.2nH。
本实用新型中所述第一天线辐射体200的长度为1/4 λ，λ=c/（f* 
），其中c为光速，f为天线中心频率（即1570MHz和1580MHz之间），ε为介质基板的介电常数；第二天线辐射体300的长度可以自由选择。本实用新型中电容400和电感500的大小需满足公式f = 1/(2π)，其中，f为天线中心频率大小（即1570MHz和1580MHz之间），L为电感值的大小，C为电容的大小。本领域技术人员在设计天线时，在满足上述条件下可根据实际情况自行选择第一天线辐射体200和第二天线辐射体300的长度、宽度，基板100的体积和介电常数大小以及电感和电容的大小，只要使第一天线辐射体和第二天线辐射体的工作频率在1570MHz和1580MHz之间即可。
发明人对本实用新型第一实施例的GPS天线进行了效果测试，如图7所示，在本实用新型的Smith图中可以看出，第一实施例的输入阻抗为97Ω，Smith图是用来调整天线与馈线匹配的一个工具，通常情况要求天线的输入阻抗测试值在100Ω以内，可以看出本实施例的GPS天线易于与馈线匹配，即天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗相近，降低信号的衰减。如图8所示是回波损耗图，通常情况数值在-∞至0dB之间，且测试结果越小越好，一般要求数值在-6dB以下，如图所示本实用新型的测试数据为-9.3dB。图9为第一实施例中天线的辐射效率图，一般测试值在0-0.99之间，要求辐射效率越高越好，如图所示本实施例中天线的辐射效率为0.75。图10为第一实施例天线的电压驻波比测试图，一般测试结果在1至∞之间，数值越小越好，如图所示本实施例的电压驻波比为2.4。以上测试为本技术领域对天线性能的常规测试，本领域普通技术人员从上述测试结果可以看出，本实用新型的GPS天线在体积较小的情况下，仍然具有较好的天线性能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的特征和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种GPS天线，其特征在于，包括具有第一表面和第二表面的介质基板，以及形成在介质基板第一表面上的第一天线辐射体和形成在第二表面上的第二天线辐射体，所述第一天线辐射体的两端设有馈电点，第一天线辐射体用于接收信号，所述第二天线辐射体用于与第一天线辐射体进行耦合，所述第二天线辐射体一端连接有电感，另一端连接有电容；所述介质基板为PCB板。
2.根据权利要求1所述的GPS天线，其特征在于，所述介质基板的介电常数为1-10。
3.根据权利要求2所述的GPS天线，其特征在于，所述介质基板的长度大于或等于6mm，宽度大于或等于6mm，厚度为0.5mm-2mm。
4.根据权利要求1所述的GPS天线，其特征在于，所述第一天线辐射体的长度为15mm-50mm，宽度为0.2mm-2mm。
5.根据权利要求1所述的GPS天线，其特征在于，所述第二天线辐射体的长度为4mm-10mm，宽度为0.2mm-3mm。
6.根据权利要求1所述的GPS天线，其特征在于，所述电感的大小为1.0nH-10nH。
7.根据权利要求1所述的GPS天线，其特征在于，所述电容的大小为0.1pF-10pF。
8.根据权利要求1所述的GPS天线，其特征在于，所述第一辐射天线为“U”型，所述第二辐射天线为“一”型。
9.根据权利要求1所述的GPS天线，其特征在于，所述第一辐射天线为“L”型，所述第二辐射天线为方波型。
10.一种手机，其特征在于，所述手机包括如权利要求1-10中任意一项所述的GPS天线。
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| CN201320373876.1U CN203521598U (zh) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | 一种gps天线及具有该天线的手机 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2017224900A (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置、通信システムおよび半導体装置の製造方法。 |
| CN111755813A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 东友精细化工有限公司 | 一种天线结构 |
| CN113285209A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-20 | 宁波大学 | 一种支持双模共存的小型化移动终端天线 |
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