CN207165745U - 一种用于移动终端的平面多系统集成天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于移动终端的平面多系统集成天线，由印刷在介质基板(1)正面的自组网天线一(2)、自组网天线二(3)、地板(6)、印刷在介质基板(1)背面的卫星通信天线(4)、导航天线(5)及隔离条(7)构成。本实用新型可用于微波毫米波通信系统中，特别是平面化的移动终端设备上。其优点是适用于系统的多频多系统集成化、平面化、重量轻、低成本、加工周期快。
Description
技术领域
本发明属于微波毫米波无源器件技术领域，尤其涉及微波毫米波无源器件中的多频多模平面集成化天线。
背景技术
随着现代通信系统的快速发展，移动终端的功能越来越复杂、电性能要求越来越高，同时也向着平面化、小型化、轻量化、低成本的方向发展。这种发展趋势是为了适应微波毫米波电路的商业化要求而形成的。而平面多系统集成化天线正是在这种形势下产生的一种适用于移动终端设备的具有平面化、多频多模、低成本的集成化天线，平面集成化天线在满足移动终端设备对多频多模的要求的同时，极大的改善了传统终端设备中多根天线带来的成本及空间浪费的情况。
通常使用宽带天线或多根天线实现终端设备不同模式的需求，如果可以将多个天线融合在一起，可以大大节省天线所占空间，也可以推进终端设备小型化、轻量化的发展。现在有些移动终端提出在具备卫星导航和卫星通信的功能的同时可以实现自组网络。传统设计中，自组网天线使用杆状单极子实现，卫星导航和通信则用四臂螺旋结构实现。这三种天线各自封装，占据很大的空间，不利于终端设备小型化和轻量化。另一方面，天线之间的也不便通过在天线的设计中提高天线之间的隔离度。传统设计方法加工成本高，体积大，重量重，不易集成，亟需改进。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于移动终端的平面多系统集成天线，克服现有终端多天线重量重、体积大、加工成本高、不易集成的缺点。
本发明的技术方案是：一种用于移动终端的平面多系统集成天线，其特征在于印刷在介质基板正面的自组网天线一、自组网天线二、地板、印刷在介质基板背面的卫星通信天线、导航天线及隔离条组成多频段平面集成天线；所述卫星通信天线位于自组网天线一的正背面，所述导航天线位于自组网天线二的正背面；所述隔离条位于自组网天线一和自组网天线二的对称轴上，并与自组网天线一和自组网天线二平行；所述地板与自组网天线一和自组网天线二共面，所述地板与卫星通信天线、导航天线及隔离条异面。
进一步的，自组网天线一由主辐射部分一、串联电感一、馈电端口一构成，自组网天线二由主辐射部分二、串联电感二、馈电端口二构成，主辐射部分一和主辐射部分二均为T形结构。
进一步的，卫星通信天线包括加载在水平激励振子一上的馈电端口三、寄生振子一和寄生金属条，水平激励振子一、寄生振子一和寄生金属条的形状可以根据所需方向图形状进行改变。
进一步的，导航天线包括加载在水平激励振子二上的馈电端口四以及寄生振子二，水平激励振子二和寄生振子二的形状可以根据所需方向图形状进行改变。
进一步的，隔离条由印刷金属条和三个电感构成。
进一步的，所述地板包括刻蚀有两长方形缝隙的长金属条以及对称位于长金属条两端的左枝节和右枝节。
本发明的优点和有益效果：
(1)相比与传统独立多根天线，本发明具有结构紧凑的优点。与传统立体结构相比，在保证天线在各种模式下可以正常工作的情况下，通过将不同模式的天线集成印刷到一块介质板上，集成程度更高，重量更轻，成本更低，加工周期更短；
(2)本发明的平面集成天线由于采用印刷在同一介质板上不同天线实现多模工作，从而可以在介质板上加入去耦合部分而不额外增加天线的尺寸，从而提高各天线之间的隔离度，提升多模同时工作时天线的性能；
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明：如图1所示，一种用于移动终端的平面多系统集成天线，其特征在于印刷在介质基板1正面的自组网天线一2、自组网天线二3、地板6、印刷在介质基板1背面的卫星通信天线4、导航天线5及隔离条7组成多频段平面集成天线；所述卫星通信天线4位于自组网天线一2的正背面，所述导航天线5位于自组网天线二3的正背面；所述隔离条7位于自组网天线一2和自组网天线二3的对称轴上，并与自组网天线一2和自组网天线二3平行；所述地板6与自组网天线一2和自组网天线二3共面，所述地板6与卫星通信天线4、导航天线5及隔离条7异面。
进一步的，自组网天线一2由主辐射部分一21、串联电感一22、馈电端口一23构成，自组网天线二3由主辐射部分二31、串联电感二32、馈电端口二33构成，主辐射部分一21和主辐射部分二31均为T形结构。
进一步的，卫星通信天线4包括加载在水平激励振子一42上的馈电端口三44、寄生振子一41和寄生金属条43，水平激励振子一42、寄生振子一41和寄生金属条43的形状可以根据所需方向图形状进行改变。
进一步的，导航天线5包括加载在水平激励振子二51上的馈电端口四 53以及寄生振子二52，水平激励振子二51和寄生振子二52的形状可以根据所需方向图形状进行改变。
进一步的，隔离条7由印刷金属条71和三个电感72构成。
进一步的，所述地板6包括刻蚀有两长方形缝隙的长金属条61以及对称位于长金属条61两端的左枝节62和右枝节63。
本发明的技术方案的原理是：自组网天线一2为单极子天线，通过加载串联电感一22以及地板上生出的左枝节62在实现很好的宽带匹配。底部地板6为天线提供反射地板，使得单极子天线依然有水平全向的辐射方向图。自组网天线二3与自组网天线一2完全相同。由于自组网天线一2 和自组网天线二3距离比较近，两者间耦合较大，调整印刷金属条71的长度及加载的三个电感72的值可以调节两个自组网之间的隔离度。导航天线 5为水平极化的偶极子，与自组网天线二3极化交叉，两者之间有很高的隔离度。由于地板6的反射，使偶极子变为单向辐射，可以覆盖整个上半空间。通过调节水平激励振子二51和寄生振子二52的长度、宽度及两者间距，可以使天线实现宽带辐射，同时覆盖卫星导航的几个频段。由于采用线极化接收圆极化，天线的增益要减小3dB，通过合理设计天线增益，依然可以保证该天线可以有效接收卫星信号，实现高精度的导航。卫星通信天线4同样为水平极化的偶极子。与自组网天线一2极化交叉，即使放置在自组网天线背面，两者之间也有很高的隔离度。由于寄生金属条43和地板 6的反射，使卫星通信天线4具有单向辐射的功能，可以覆盖整个上半空间。通过调节寄生振子一41、水平激励振子一42和寄生金属条43的尺寸及间距，可以使天线工作在较宽频带。同样，通过合理调整天线增益，减掉极化损失的3dB之后，天线依然可以实现正常的卫星通信功能。
为进一步说明上述技术方案的可实施性，下面给出一个具体设计实例，一种用于移动终端的平面多系统集成天线，设计的自组网天线工作在 400MHz～678MHz，导航天线四个频段为1268MHz±10.23MHz， 1561MHz±2.04MHz，1575MHz±1.02MHz，1602MHz±4MHz，卫星通信天线工作频段为1995MHz±15MHz和2185MHz±15MHz。介质基片使用厚度为0.8mm，介电常数为4.5的FR4基片。整个介质基板1的尺寸为：218.5mm×133.5mm ×0.8mm，地板6的高度为40mm，对称位于长金属条61两端的左枝节62和右枝节63长度均为20mm；自组网天线一和自组网天线二的长度均为 124.7mm，两根自组网之间的距离为95.5mm，自组网之间的隔离条7长度为 120mm；导航天线5的水平激励振子二51的单臂长45mm，寄生振子二52的单臂长39mm；卫星通信天线4水平激励振子一42单臂长27mm，寄生振子一41单臂长25mm，寄生金属条43长100mm。测试结果表明，自组网天线在310MHz～740MHz频带内驻波小于3，最大增益范围为2.5dB～3.38dB，两个自组网之间全频带内隔离度大于12dB。导航天线频段为1190MHz～1690MHz，驻波小于2，±70°角度范围内增益为-4dB～2dB。卫星通信天线工作频段为1870MHz～2240MHz，驻波小于2，±60°角度范围内增益为0dB～2.2dB。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种用于移动终端的平面多系统集成天线，其特征在于印刷在介质基板(1)正面的自组网天线一(2)、自组网天线二(3)、地板(6)、印刷在介质基板(1)背面的卫星通信天线(4)、导航天线(5)及隔离条(7)组成多频段平面集成天线；所述卫星通信天线(4)位于自组网天线一(2)的正背面，所述导航天线(5)位于自组网天线二(3)的正背面；所述隔离条(7)位于自组网天线一(2)和自组网天线二(3)的对称轴上，并与自组网天线一(2)和自组网天线二(3)平行；所述地板(6)与自组网天线一(2)和自组网天线二(3)共面，所述地板(6)与卫星通信天线(4)、导航天线(5)及隔离条(7)异面。
2.根据权利要求1所述的用于移动终端的平面多系统集成天线，其特征在于：自组网天线一(2)由主辐射部分一(21)、串联电感一(22)、馈电端口一(23)构成，自组网天线二(3)由主辐射部分二(31)、串联电感二(32)、馈电端口二(33)构成，主辐射部分一(21)和主辐射部分二(31)均为T形结构。
3.根据权利要求1所述的用于移动终端的平面多系统集成天线，其特征在于：卫星通信天线(4)包括加载在水平激励振子一(42)上的馈电端口三(44)、寄生振子一(41)和寄生金属条(43)，水平激励振子一(42)、寄生振子一(41)和寄生金属条(43)的形状可以根据所需方向图形状进行改变。
4.根据权利要求1所述的用于移动终端的平面多系统集成天线，其特征在于：导航天线(5)包括加载在水平激励振子二(51)上的馈电端口四(53)以及寄生振子二(52)，水平激励振子二(51)和寄生振子二(52)的形状可以根据所需方向图形状进行改变。
5.根据权利要求1所述的用于移动终端的平面多系统集成天线，其特征在于：隔离条(7)由印刷金属条(71)和三个电感(72)构成。
6.根据权利要求1所述的用于移动终端的平面多系统集成天线，其特征在于：所述地板(6)包括刻蚀有两长方形缝隙的长金属条(61)以及对称位于长金属条(61)两端的左枝节(62)和右枝节(63)。
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| CN201720469451.9U CN207165745U (zh) | 2017-04-30 | 2017-04-30 | 一种用于移动终端的平面多系统集成天线 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106972238A (zh) * | 2017-04-30 | 2017-07-21 | 电子科技大学 | 一种用于移动终端的平面多系统集成天线 |
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2017
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