CN210404044U - 一种顶馈WiFi蓝牙天线及集成有顶馈WiFi蓝牙天线的GNSS天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种顶馈WiFi蓝牙天线及集成有顶馈WiFi蓝牙天线的GNSS天线，该顶馈WiFi蓝牙天线包括：WiFi蓝牙天线辐射单元、馈电网络单元、馈电探针及WiFi蓝牙天线馈电线缆，馈电网络单元设置在WiFi蓝牙天线辐射单元上；WiFi蓝牙天线辐射单元包括WiFi蓝牙天线辐射贴片单元、介质基板及参考地层；馈电探针的一端焊接在馈电点上，另一端焊接在参考地层上，WiFi蓝牙天线辐射贴片单元上设置有过孔以使馈电探针可无接触地穿过WiFi蓝牙天线辐射贴片单元而直接与参考地层连接；WiFi蓝牙天线馈电线缆的一端与馈电网络单元连接，另一端用于与WiFi蓝牙模块连接。该顶馈WiFi蓝牙天线能设置在GNSS天线上，使其辐射效率无需受到接收机结构以及外壳的影响，提高辐射效率，增加通信距离。

Description

一种顶馈WiFi蓝牙天线及集成有顶馈WiFi蓝牙天线的GNSS 天线

技术领域

本实用新型涉及用于GNSS接收机的WiFi蓝牙天线领域，尤其涉及一种顶馈WiFi蓝牙天线及集成有顶馈WiFi蓝牙天线的GNSS天线。

背景技术

高精度GNSS接收机作为当前最主流的卫星导航技术测量应用产品，在现代测绘、交通、公共安全、救援、现代农业等领域应用日益广泛。除了GNSS卫星天线必不可少以外，还有一类天线也是必不可少，那就是WIFI蓝牙天线。因为通常需要通过一个手簿来操作仪器进行参数设置或者数据交互等，此时就需要运用WIFI或者蓝牙连接接收机进行操作了。

GNSS接收机传统的WIFI蓝牙天线设计为一种使用高介电常数的贴片天线或者一种使用净空区要求较大的微带天线。这两种天线形式均将WIFI蓝牙通信天线装置内嵌于主机内部，目前GNSS接收机多采用铝镁合金的金属外壳，天线的环境要求周围金属尽量避空，才能有效辐射电磁波，但是由于主机结构需要考虑防水防摔等可靠性，不可能预留给WIFI蓝牙天线过多的空间，必然造成其辐射效率受限。由于受到结构设计和金属化外壳影响，天线效率较低，通信距离受限。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种顶馈WiFi蓝牙天线，其能设置在GNSS天线上，使得WiFi蓝牙天线的辐射效率无需受到接收机结构以及外壳的影响，提高WiFi蓝牙天线的辐射效率，增加通信距离。

本实用新型的目的之二在于提供一种集成有顶馈WiFi蓝牙天线的GNSS天线，其将贴片型结构的WiFi蓝牙天线贴合焊接在GNSS天线上方，利用GNSS天线上方的空间，节省空间，使得WiFi蓝牙天线的有效辐射面积更大，增加通信距离。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种顶馈WiFi蓝牙天线，包括：WiFi蓝牙天线辐射单元、馈电网络单元、馈电探针以及WiFi蓝牙天线馈电线缆，所述馈电网络单元设置在所述WiFi蓝牙天线辐射单元上；所述WiFi蓝牙天线辐射单元包括WiFi蓝牙天线辐射贴片单元、介质基板以及参考地层，所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元设置在所述介质基板的上表面，所述参考地层设置在所述介质基板的下表面；所述馈电探针的一端焊接在所述馈电网络单元的馈电点上，所述馈电探针的另一端焊接在所述WiFi蓝牙天线辐射单元的参考地层上，所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元上设置有过孔以使所述馈电探针可无接触地穿过所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元而直接与所述参考地层连接；所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的一端与所述馈电网络单元连接，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的另一端用于与WiFi蓝牙模块连接。

进一步地，所述馈电网络单元包括威尔金森功分器和两个馈电点，所述威尔金森功分器与所述馈电点连接，所述威尔金森功分器到达两个馈电点的走线相差四分之一波长。

进一步地，所述介质基板采用高频介质材料制作。

进一步地，所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元通过印刷电路板工艺印制在所述介质基板上。

进一步地，所述参考地层通过在所述介质基板的底部涂覆一层铜所制得。

进一步地，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的一端与所述馈电网络单元连接具体为：所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的信号线焊接在所述馈电网络单元的电路输入端，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的地线焊接在所述馈电网络单元的参考地层。

本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：

一种集成有顶馈WiFi蓝牙天线的GNSS天线，包括GNSS信号辐射单元以及如上所述的顶馈WiFi蓝牙天线，所述介质基板的底部焊接在所述GNSS信号辐射单元上，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆穿过所述GNSS信号辐射单元的中心。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

该顶馈WiFi蓝牙天线通过在WiFi蓝牙天线辐射贴片单元上设置过孔，使得馈电探针不与WiFi蓝牙天线辐射贴片单元产生接触而直接连接至WiFi蓝牙天线辐射单元的参考地层上，通过间接的电磁场耦合馈电的方式来对WiFi蓝牙辐射贴片单元进行馈电激励；并且采用贴片型的结构，使得其能设置在GNSS天线上，使得WiFi蓝牙天线的辐射效率无需受到接收机结构以及外壳的影响，提高WiFi蓝牙天线的辐射效率，增加通信距离。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种顶馈WiFi蓝牙天线的WiFi蓝牙天线辐射单元的结构示意图，图a为WiFi蓝牙天线辐射单元的正视图，图b为WiFi蓝牙天线辐射单元的侧视图；图c为WiFi蓝牙天线辐射单元的后视图；

图2为本实用新型提供的一种顶馈WiFi蓝牙天线的馈电网络单元以及馈电探针的结构示意图，图a为馈电网络单元以及馈电探针的正视图，图b为馈电网络单元以及馈电探针的侧视图，图c为馈电网络单元以及馈电探针的后视图；

图3为本实用新型提供的一种集成有顶馈WiFi蓝牙天线的GNSS天线的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种集成有顶馈WiFi蓝牙天线的GNSS天线的剖面示意图；

图中：100、顶馈WiFi蓝牙天线；1、WiFi蓝牙天线辐射贴片单元；2、介质基板；3、过孔；4、馈电网络单元；5、馈电点；6、馈电探针；7、WiFi蓝牙天线馈电线缆；200、GNSS信号辐射单元。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参阅图1至图4，一种顶馈WiFi蓝牙天线100，包括：WiFi蓝牙天线辐射单元、馈电网络单元4、馈电探针6以及WiFi蓝牙天线馈电线缆7，所述馈电网络单元4通过焊接工艺设置在所述WiFi蓝牙天线辐射单元上；所述WiFi蓝牙天线辐射单元包括WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1、介质基板2以及参考地层，所述介质基板2采用高频介质材料制作，所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1设置在所述介质基板2的上表面，所述参考地层设置在所述介质基板2的下表面；所述馈电探针6的一端焊接在所述馈电网络单元4的馈电点5上，所述馈电探针6的另一端焊接在所述WiFi蓝牙天线辐射单元的参考地层上，所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1上设置有过孔3以使所述馈电探针6可无接触地穿过所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1而直接与所述参考地层连接；所述WiFi蓝牙天线馈电线缆7的一端与所述馈电网络单元4连接，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆7的另一端用于与WiFi蓝牙模块连接。

该顶馈WiFi蓝牙天线100通过在WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1上设置过孔3，使得馈电探针6不与WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1产生接触而直接连接至WiFi蓝牙天线辐射单元的参考地层上，通过间接的电磁场耦合馈电的方式来对WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1进行馈电，从而实现了顶馈的方式，使得该WiFi蓝牙天线安装在GNSS天线上方时，馈电网络单元4能够有效地对WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1进行馈电；并且采用贴片型的结构，使得其能设置在GNSS天线上方，使得WiFi蓝牙天线的辐射效率无需受到接收机结构以及外壳的影响，提高WiFi蓝牙天线的辐射效率，增加通信距离。

作为一种优选的实施方式，所述馈电网络单元4包括威尔金森功分器和两个馈电点5，所述威尔金森功分器与所述馈电点5连接，所述威尔金森功分器到达两个馈电点5的走线相差四分之一波长。馈电网络单元4即为一个PCB板结构，通过PCB制作工艺制作，上层为馈电电路结构(采用微带线结构)，下层为参考地。

通过威尔金森功分器结构给两路馈电点5提供等幅信号，到达馈电点5前的走线相差四分之一波长，产生90度相位差，最终实现等幅正交馈电，实现圆极化信号的发射与接收。采用圆极化设计使得该顶馈WiFi蓝牙天线100具有更好的抗干扰性能。由于右旋圆极化多径信号经过反射后会极化反转变成左旋圆极化波，采用右旋圆极化天线接收不到左旋圆极化信号，从而降低多径信号的影响；同时圆极化也可以接收线极化波，对于手簿发出的线极化信号，采用本发明所提供的顶馈WiFi蓝牙天线100的GNSS接收机也能接收到。该顶馈WiFi蓝牙天线100解决了传统的线极化模式的WIFI蓝牙天线抗干扰以及抗多径效应能力不足的问题。

该WiFi蓝牙天线进行信号发射的流程为：

WiFi蓝牙模块通过WiFi蓝牙天线馈电线缆7将所需要发送的信号传输给馈电网络单元4，所述馈电网络单元4将信号转化为圆极化信号，并通过馈电探针6传输给WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1，WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1将圆极化信号辐射出去。

该WiFi蓝牙天线进行信号接收的流程为：

WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1接收到圆极化信号后传输给馈电网络单元4，以使馈电网络单元4对圆极化信号进行处理然后通过WiFi蓝牙天线馈电线缆7传输给WiFi蓝牙模块。

作为一种优选的实施方式，所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元1为WIFI蓝牙天线的辐射主体，为带寄生枝节的圆形金属片，采用PCB印制工艺印制在所述介质基板2上，使其与介质基板2成为一个整体，介质基板2的底部全部铺铜以作为参考地层。通过该结构设计，使得该顶馈WiFi蓝牙天线100呈平面板形状，可以贴合GNSS天线安装，节省了GNSS接收机整机空间。介质基板2采用高频介质材料制作，射频电磁波频率高于30MHz就可以称为高频，高频介质材料就是在高频频段还能保持损耗较小的材料，WIFI蓝牙频段是2.45GHz，采用高频介质材料制作介质基板2可以保证WiFi蓝牙信号的损耗较小。

作为一种优选的实施方式，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆7的一端与所述馈电网络单元4连接具体为：所述WiFi蓝牙天线馈电线缆7的信号线(即内芯)焊接在所述馈电网络单元4的电路输入端，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆7的地线(即外芯)焊接在所述馈电网络单元4的参考地上。

请参阅图3和图4，一种集成有顶馈WiFi蓝牙天线100的GNSS天线，包括GNSS信号辐射单元(即GNSS L1信号天线单元)200以及如上所述的顶馈WiFi蓝牙天线100，所述介质基板2的底部焊接在所述GNSS L1信号天线单元上，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆7穿过所述GNSS L1信号天线单元的中心，即位于GNSS天线的零相位中心处，最大限度减小对GNSS天线相位中心稳定性的影响。

GNSS全球卫星导航系统使用的信号有L1和L2，L1单元即GNSS天线的L1天线单元，用于接收L1信号。GNSS天线分为L1信号和L2信号两部分辐射单元，在本实施例中，该顶馈WiFi蓝牙天线100集成在L1信号的GNSS天线上，即焊接在GNSS L1信号天线单元上。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种顶馈WiFi蓝牙天线，其特征在于，包括：WiFi蓝牙天线辐射单元、馈电网络单元、馈电探针以及WiFi蓝牙天线馈电线缆，所述馈电网络单元设置在所述WiFi蓝牙天线辐射单元上；所述WiFi蓝牙天线辐射单元包括WiFi蓝牙天线辐射贴片单元、介质基板以及参考地层，所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元设置在所述介质基板的上表面，所述参考地层设置在所述介质基板的下表面；所述馈电探针的一端焊接在所述馈电网络单元的馈电点上，所述馈电探针的另一端焊接在所述WiFi蓝牙天线辐射单元的参考地层上，所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元上设置有过孔以使所述馈电探针可无接触地穿过所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元而直接与所述参考地层连接；所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的一端与所述馈电网络单元连接，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的另一端用于与WiFi蓝牙模块连接。

2.如权利要求1所述的顶馈WiFi蓝牙天线，其特征在于，所述馈电网络单元包括威尔金森功分器和两个馈电点，所述威尔金森功分器与所述馈电点连接，所述威尔金森功分器到达两个馈电点的走线相差四分之一波长。

3.如权利要求2所述的顶馈WiFi蓝牙天线，其特征在于，所述介质基板采用高频介质材料制作。

4.如权利要求1所述的顶馈WiFi蓝牙天线，其特征在于，所述WiFi蓝牙天线辐射贴片单元通过印刷电路板工艺印制在所述介质基板上。

5.如权利要求1所述的顶馈WiFi蓝牙天线，其特征在于，所述参考地层通过在所述介质基板的底部涂覆一层铜所制得。

6.如权利要求1所述的顶馈WiFi蓝牙天线，其特征在于，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的一端与所述馈电网络单元连接具体为：所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的信号线焊接在所述馈电网络单元的电路输入端，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆的地线焊接在所述馈电网络单元的参考地层。

7.一种集成有顶馈WiFi蓝牙天线的GNSS天线，其特征在于，包括GNSS信号辐射单元以及如权利要求1至6任一项所述的顶馈WiFi蓝牙天线，所述介质基板的底部焊接在所述GNSS信号辐射单元上，所述WiFi蓝牙天线馈电线缆穿过所述GNSS信号辐射单元中心。

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