CN212114011U - 低剖面gnss集成天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低剖面GNSS集成天线，属一种集成天线，包括天线反射板与天线单元，天线反射板上设有电路单元，天线反射板的一侧安装有介质层，天线单元包括第一金属层天线与第二金属层天线，第一金属层天线与第二金属层天线分别贴附在所述介质层的上表面与下表面，第一金属层天线与第二金属层天线纵向重合的部分通过频率合成点相连接。通过将第一金属层天线与第二金属层天线贴附在同一介质层的上表面与下表面上，并通过频率合成点相连接，从而使得天线反射板可通过探针与第一金属层天线相连，即在不降低天线性能的情况下，即采用单层介质实现了双频段的高性能要求，且通过介质层上下表面的电路布局方式，大幅降低了天线的剖面，减轻了天线重量。

Description

低剖面GNSS集成天线

技术领域

本实用新型涉及一种集成天线，更具体的说，本实用新型主要涉及一种低剖面GNSS集成天线。

背景技术

目前，GNSS系统包括美国的全球定位系统（Global Positioning System，GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（Global Navigation Satellite System，Glonass）、欧洲的伽利略卫星导航系统（Galileo Satellite Navigation System，Galileo）和中国的北斗卫星导航系统等，被广泛应用于各类导航终端，而且随着高精度定位的可行性，GNSS系统在军事和特殊民用领域都发挥着越来越重要的作用。GNSS导航与高精度定位设备越来越轻、越来越小，市面上比较常见的GNSS天线包括层叠设置的印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）、第一介质板和第二介质板的双介质结构，同时背面设置有比较大的电路部分，这样GNSS天线的剖面偏高，基本重量大，成本较高。因而有必要针对此类集成天线的结构进行研究和改进。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于针对上述不足，提供一种低剖面GNSS集成天线，以期望解决现有技术中同类天线具有双介质结构，剖面偏高，重量大，制造成本较高等技术问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型所提供的一种低剖面GNSS集成天线，包括天线反射板与天线单元，所述天线反射板上设有电路单元，所述天线反射板的一侧安装有介质层，所述天线单元包括第一金属层天线与第二金属层天线，所述第一金属层天线与第二金属层天线分别贴附在所述介质层的上表面与下表面，所述第一金属层天线与第二金属层天线纵向重合的部分通过频率合成点相连接；所述天线反射板通过馈电探针与所述第一金属层天线进行耦合馈电；所述第一金属层天线与第二金属层天线的周边设有频率调制结构。

作为优选，进一步的技术方案是：所述电路单元中包括多个元器件，且电路单元中的部分元器件，或者全部元器件与天线单元分布于天线反射板的同一侧。

更进一步的技术方案是：所述介质层具有中空部，所述元器件置于所述介质层的中空部内部或者外部的任意位置。

更进一步的技术方案是：所述元器件置于所述天线单元的周围与天线单元的上方。

更进一步的技术方案是：所述电路单元还包含天线移相网络，移相网络用于在天线反射板上实现，或者在天线单元上实现。

更进一步的技术方案是：所述天线单元还包括第三金属层天线、第四金属层天线与第五金属层天线，所述第三金属层天线、第四金属层天线与第五金属层天线分别贴附于同一介质层的表面。

更进一步的技术方案是：所述频率调制结构为多个，且分布于第一金属层天线与第二金属层天线的周边或者底部，多个频率调制结构呈中心对称分布；所述的频率合成点与馈电数量相同，且频率合成点呈中心对称分布在第一金属层天线与第二金属层天线之间。

更进一步的技术方案是：每个频率调制结构与天线反射板相连，并与第二金属层天线进行耦合；或者每个频率调制结构与第二金属层天线相连，并与天线反射板进行耦合。

更进一步的技术方案是：所述频率调制结构直接电镀在介质层上。

更进一步的技术方案是：所述第一金属层天线与第二金属层天线之间的最小距离，小于所述第二金属层天线到天线反射板的最大距离的二分之一。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是：通过将第一金属层天线与第二金属层天线贴附在同一介质层的上表面与下表面上，并通过频率合成点相连接，从而使得天线反射板可通过探针与第一金属层天线相连，即在不降低天线性能的情况下，即采用单层介质实现了双频段的高性能要求，且通过介质层上下表面的电路布局方式，大幅降低了天线的剖面，减轻了天线重量，节约生产成本，同时本实用新型所提供的一种低剖面GNSS集成天线结构简单，适于工业化生产，易于推广。

附图说明

图1为用于说明本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2为图1的底面结构示意图；

图3为图1的横向剖面结构示意图；

图4为图3的第一状态局部放大图；

图5为图3的第二状态局部放大图；

图6为图3的第三状态局部放大图；

图中，100为介质层、101为第一金属层天线、102为第二金属层天线、110为馈电探针、111为频率合成点、112为元器件、113为频率调制结构、114为水平部分、115为垂直部分、200为中空部、300为天线反射板、400为屏蔽盖、500为第三金属层天线、600为第四金属层天线、700为第五金属层天线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

参考图1与图2所示，本实用新型的一个实施例是一种低剖面GNSS集成天线，包括天线反射板300与多个天线单元，在天线反射板300上设有电路单元，同时再在该天线反射板300的一侧安装单层的介质层100，前述的电路单元包括第一金属层天线101与第二金属层天线102，值得注意的是，结合图3所示，该介质层100最好设置为中空的结构，即将其内部挖空形成一个中空部200，通过该中空部200即可使介质层100形成上表面与下表面，该下表面置于前述中空部200的内部，从而可在介质层100的上表面贴附前述的第一金属层天线101，在介质层100的下表面贴附第二金属层天线102，呈上下布局的第一金属层天线101与第二金属层天线102在纵向上仍有重合部分，通过频率合成点111使前述的重合部分相连接；同时，前述底层的天线反射板300还通过馈电探针110第一金属层天线101相连接；并且为便于馈电探针耦合馈电激励，可将第一金属层天线101与第二金属层天线102之间的最小距离，设计为小于所述第二金属层天线102到天线反射板300的最小距离的二分之一。

此外，本实施例中的低剖面集成天线还包括多个元器件112，这些元器件112安装在天线反射板300上，并且，值得注意的是，多个可置于介质层100的同侧或异侧，或者一部分置于介质层100同侧，一部分置于介质层100 的异测；同时为便于调制结构，还可在前述第一金属层天线101与第二金属层天线102的周边设有频率调制结构113，并且该频率调制结构113至少包括图3所示的的垂直部分115，该垂直部分115连接第二金属层天线102，亦可直接连接天线反射板300。

在本实施例中，通过将第一金属层天线101与第二金属层天线102贴附在同一介质层100的上表面与下表面上，并通过频率合成点111相连接，从而使得天线反射板300可通过馈电探针110与第一金属层天线101相连，即在不降低天线性能的情况下，即采用单层介质实现了双频段的高性能要求，且通过介质层100上下表面的电路布局方式，大幅降低了天线的剖面，减轻了天线重量，节约生产成本。

优选的是，为便于调节，可将前述频率调制结构113的数量设置为八个，并将八个频率调制结构113呈中心对称的分布在第二金属层天线102的周围。基于同一思路，为便于前述的第一金属层天线101与第二金属层天线102进行连接，亦可将两者之间的频率合成点111也设计为四个，并将四个频率合成点111呈中心对称分布在第一金属层天线101与第二金属层天线102之间。

结合图3所示，在本实用新型用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，为便于频率调制，亦可将上述的频率调制结构113设计为复合结构，其如图1所示的频率调制结构113包括水平部分114与垂直部分115，其中水平部分114连接垂直部分115，垂直部分接入上述的第二金属层天线102，同时可由水平部分114接地；并且该复合结构的频率调制结构113可设计为图4至图6三种形式的结构，从而便于频率调制，频率调节装置可以优选的采用电镀方式集成在介质上。

进一步的，参考图1与图2所示，在本实施例中，为进一步扩展低剖面GNSS集成天线的功能，还可在上述天线单元中再增设第三金属层天线500、第四金属层天600与第五金属层天线700，所述第三金属层天线500、第四金属层天线600与第五金属层天线700均分布于第一金属层天线101的周围，并贴附于介质层100上；前述的第三金属层天线500、第四金属层天线600与第五金属层天线700均接入天线反射板，并且在集成天线使用时，第三金属层天线500用于接收WiFi信号，第四金属层天线600与第五金属层天线700用于接收4G信号和5G主副信号；不仅如此，前述的第三金属层天线500、第四金属层天600与第五金属层天线700可同时集成在同一介质层表面，亦可集成在介质层的上、下表面或者内、外侧面；同时，还可将三金属层天线500、第四金属层天线600与第五金属层天线700布置在另一介质层上，而另一介质层分布于介质层100的周围。

基于同样的思路，还可在集成天线的结构中增设第六金属层天线及第七金属层天线，用以接受其它通讯信号，同时多个金属层天线分别贴附于同一介质层100的上、下表面。

基于本实用新型上述的实施例，集成天线电路单元的全部电子元器件或者部分元器件与天线单元分布于天线反射板的同一侧，也可分布于天线反射板的另一侧；元器件可以分布于介质层100中空部的内部，也可以分布于中空部的外部，如天线单元周围和天线单元上方；优选地，电路单元体积较大或尺寸较高的元器件可以充分中空部的空间进行布置，以缩小天线整体高度和体积。也可以将电路所有原件都布置在天线单元侧，以进一步缩小天线整体高度和体积。

当电路单元的部分电路和电子元器件在天线单元另一侧时，可以利用PCB接地和客户机壳构成屏蔽；当电路单元与天线单元布置在同一侧时，电路或电子元器件可以不用单独的屏蔽盖屏蔽，或局部屏蔽，亦或用介质层接地电镀做屏蔽；天线反射板上的电路单元包含了天线移相网络，移相网络可以在天线单元上实现，以进一步缩小电路体积，降低天线整体高度和体积。通过改变天线馈电形式为顶馈，移相网络的电路和元器件可以布置在天线单元上，可以大幅缩小电路单元的面积。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种低剖面GNSS集成天线，包括天线反射板（300）与天线单元，所述天线反射板（300）上设有电路单元，所述天线反射板（300）的一侧安装有介质层（100），其特征在于：所述天线单元包括第一金属层天线（101）与第二金属层天线（102），所述第一金属层天线（101）与第二金属层天线（102）分别贴附在所述介质层（100）的上表面与下表面，所述第一金属层天线（101）与第二金属层天线（102）纵向重合的部分通过频率合成点（111）相连接；所述天线反射板（300）通过馈电探针（110）与所述第一金属层天线（101）进行耦合馈电；所述第一金属层天线（101）与第二金属层天线（102）的周边设有频率调制结构（113）。

2.根据权利要求1所述的低剖面GNSS集成天线，其特征在于：所述电路单元中包括多个元器件，且所述电路单元中的部分元器件，或者全部元器件与天线单元分布于天线反射板的同一侧。

3.根据权利要求2所述的低剖面GNSS集成天线，其特征在于：所述介质层（100）具有中空部（200），所述元器件（112）置于所述介质层（100）的中空部（200）内部或者外部的任意位置。

4.根据权利要求3所述的低剖面GNSS集成天线，其特征在于：所述元器件置于所述天线单元的周围与天线单元的上方。

5.根据权利要求1所述的一种低剖面GNSS集成天线，其特征在于：所述电路单元还包含天线移相网络，移相网络用于在PCB上实现，或者在天线单元上实现。

6.根据权利要求1或2所述的低剖面GNSS集成天线，其特征在于：所述天线单元还包括第三金属层天线（500）、第四金属层天线（600）与第五金属层天线（700），所述第三金属层天线（500）、第四金属层天线（600）与第五金属层天线（700）分别贴附于同一介质层（100）的表面。

7.根据权利要求1所述的低剖面GNSS集成天线，其特征在于：所述频率调制结构（113）为多个，且分布于第一金属层天线（101）与第二金属层天线（102）的周边或者底部，多个频率调制结构呈中心对称分布；

所述的频率合成点（111）与馈电数量相同，且频率合成点（111）呈中心对称分布在第一金属层天线（101）与第二金属层天线（102）之间。

8.根据权利要求7所述的低剖面GNSS集成天线，其特征在于：每个所述频率调制结构（113）与天线反射板（300）相连，并与第二金属层天线（102）进行耦合；或者每个频率调制结构与第二金属层天线（102）相连，并与天线反射板（300）进行耦合。

9.根据权利要求1或8所述的低剖面GNSS集成天线，其特征在于：所述频率调制结构（113）直接电镀在介质层（100）上。

10.根据权利要求1所述的低剖面GNSS集成天线，其特征在于：所述第一金属层天线（101）与第二金属层天线（102）之间的最小距离，小于所述第二金属层天线（102）到天线反射板（300）的最大距离的二分之一。

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