組合天線的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種組合天線，從上到下依次包括第一層微帶天線、第二層微帶天線、第三層微帶天線以及線路板；上述第一層微帶天線、第二層微帶天線、第三層微帶天線及線路板的中心重合；上述第三層微帶天線側面的每個角上均設置有與其形狀吻合的隔離片。本發明提高了組合天線的增益、靈敏度、高隔離以及可靠性。
【專利說明】組合天線
【技術領域】
[0001]本發明涉及天線領域，尤其涉及一種手持的組合天線。
【背景技術】
[0002]北斗衛星導航系統是中國正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統，用以推動衛星導航在國民經濟社會各行業的廣泛應用。
[0003]目前我國的北斗衛星定位系統分別為北斗一代系統和北斗二代系統，組合天線是北斗雙模手持終端設備中的一個核心部件，其性能好壞直接影響北斗雙模手持終端設備的信號收發性能。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是，提供一種組合天線，以提升現有的北斗雙模手持終端設備的組合天線的增益、隔離度及靈敏度。
[0005]本發明公開了一種組合天線，從上到下依次包括第一層微帶天線、第二層微帶天線、第三層微帶天線以及線路板；上述第一層微帶天線、第二層微帶天線、第三層微帶天線及線路板的中心重合；上述第三層微帶天線側面的每個角上均設置有與其形狀吻合的隔離片。
[0006]優選地，上述第二層微帶天線的饋針中心到天線中心的距離與饋針半徑之和小于上述第三層微帶天線的饋針中心到天線中心的距離與饋針半徑之差；上述第二層微帶天線及上述第三層微帶天線上均設置有供上層微帶天線的饋針穿過的過孔；
[0007]上述第三層微帶天線上與供上述第二層微帶天線的饋針穿過的金屬化過孔關于天線中心對稱的位置設置有同樣大小的金屬化過孔；且
[0008]上述第三層微帶天線以天線中心為圓心的圓周上還均勻設置有金屬化過孔，上述圓周的半徑大于上述第二層微帶天線的饋針中心到天線中心的距離與其饋針半徑之和，且小于上述第三層微帶天線的饋針中心到天線中心的距離與其饋針半徑之差。
[0009]優選地,上述第一層微帶天線為正方形中心單饋針微帶天線，上述第二層微帶天線及第三層微帶天線均為正方形雙饋針微帶天線；
[0010]上述第二層微帶天線的每個饋針中心到天線中心的連線與本層天線的對角線形成的銳角夾角均為45°，且上述兩個饋針中心到天線中心的連線形成的小夾角為90°。
[0011]優選地，上述第二層微帶天線中心設置有供上述第一層微帶天線的饋針穿過的金屬化中心過孔；
[0012]上述第三層微帶天線中心設置有中心過孔，上述中心過孔中鑲嵌有一金屬柱，上述金屬柱上設置有一供上述第一層微帶天線的饋針穿過的中心過孔、供上述第二層微帶天線的饋針穿過的第一過孔及第二過孔，以及與上述第一、第二過孔關于天線中心對稱的第三、第四過孔；上述第三微帶天線的兩個饋針分別位于成90°夾角的天線對角線上，上述對角線與上述第一或第二過孔中心到天線中心的連線形成的銳角夾角均為45°。
[0013]優選地，上述第一層微帶天線的輻射片中心設置有凹形鏤空，且上述輻射片具有一個切角，上述切角所在的角位于上述凹形鏤空的左下角或右上角。
[0014]優選地,上述第一層微帶天線的介質層及反射板在與上述第二層微帶天線的饋針對應的位置以及與上述位置關于天線中心對稱的位置均設置有控深孔。
[0015]優選地，上述第二層微帶天線的輻射片的每個邊中心均有一方形突出，上述方形突出與上述福射片為一體結構。
[0016]優選地，上述第二層微帶天線的反射板上與其饋針對應的位置設置有圓形鏤空；且其介質層及反射板在與上述第三層微帶天線的饋針對應的位置設置有控深孔。
[0017]優選地，上述第三層微帶天線的反射板上與其饋針對應的位置設置有圓形鏤空。
[0018]優選地，上述第一層微帶天線的介質層、第二層微帶天線的介質層以及第三層微帶天線的介質層均采用介電常數為9-12的介質。
[0019]優選地，上述金屬柱為銅柱。
[0020]本發明通過在第三層的微帶天線側角上設置隔離片的方式，降低第三層微帶天線介質層的介電常數，從而展寬了組合天線的增益帶寬，同時提高第二層與第三層微帶天線間的隔離度和低仰角不圓度；通過在第三層微帶天線中心設置具有過孔的金屬柱或者通過設置供饋針穿過的金屬化過孔，減小了第一層與第二層微帶天線的饋針到達饋電網絡的損耗，提高了組合天線頂點增益及低仰角增益；通過將第二層微帶天線的兩個饋針與第三層微帶天線的兩個饋電針成45度設置，提高了第二層微帶天線與第三層微帶天線的軸比；通過在第一層微帶天線的輻射片上設置切角、在第二層微帶天線的輻射片上設置方形突出等手段，以提高天線的低仰角的增益和軸比性能；使得組合天線的增益、靈敏度、高隔離以及可靠性均得到不同程度的提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1是本發明所述組合天線第一實施例的透視圖；
[0023]圖2是本發明所述組合天線第二實施例的第一層微帶天線的俯視圖；
[0024]圖3是圖2所述第一層微帶天線的仰視圖；
[0025]圖4是本發明所述組合天線第二實施例的第二層微帶天線的俯視圖；
[0026]圖5是圖4所述第二層微帶天線的仰視圖；
[0027]圖6是本發明所述組合天線第二實施例的第三層微帶天線的俯視圖；
[0028]圖7是圖6所述第二層微帶天線的仰視圖。
[0029]圖8是本發明所述組合天線的第三實施例的第三層微帶天線的俯視圖。
【具體實施方式】
[0030]為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0031]如圖1所示，是本發明所述組合天線第一實施例的透視圖；從上到下依次包括第一層微帶天線10、第二層微帶天線20、第三層微帶天線30以及線路板40 ;第一層微帶天線
10、第二層微帶天線20、第三層微帶天線30及線路板40的中心重合；第一層微帶天線10為正方形中心單饋針微帶天線；第二層微帶天線20及第三層微帶天線30均為正方形雙饋針微帶天線；每層微帶天線均包括輻射板、介質層和反射板；圖中，101、102分別為第一層微帶天線10的介質層及饋針，201、202分別為第二層微帶天線20的介質層及饋針，301、303分別為第三層微帶天線30的介質層及饋針，302為第三層微帶天線30的隔離片，隔離片30位于第三層微帶天線30側面的四個角上，其形狀與第三層微帶天線30的每個角形狀吻合；隔離片302的設置降低了同體積組合天線的介電常數，從而展寬天線增益帶寬，同時提高了第二層微帶天線與第三層微帶天線之間的隔離度及低仰角的不圓度；
[0032]第二層微帶天線20、第三層微帶天線30上均設置有供上一層微帶天線的饋針穿過的金屬化過孔；各層微帶天線的饋針穿過對應的過孔到達線路板40上的移相饋電網絡。
[0033]如圖2所示，是本發明所述組合天線的第二實施例的第一層微帶天線的俯視圖，圖中，103為第一層微帶天線10的輻射片，104為凹形鏤空，105為切角，本實施例中，切角105位于凹形鏤空104左下角的，其他實施例中，切角還可以是位于凹形鏤空的右上角的角；本發明中，在輻射片103上設置凹形鏤空104是為了使天線的饋電方式為中心饋電，方便三個微帶天線的組合；設置切角105是為了使天線的極化輻射方向為圓極化。
[0034]如圖3所示，是圖2中第一層微帶天線的仰視圖，圖中，106為第一層微帶天線10的反射板，107為位于介質層及反射板上的控深孔，共4個，其中2個與第二層微帶天線20的饋針202位置對應，4個控深孔位置關于天線中心對稱。
[0035]本發明中，控深孔為位于微帶天線的介質層及反射板上的過孔，位置與下層天線的饋針位置對應，用以避空下層天線的饋針。
[0036]如圖4所示，是本發明所述組合天線的第二實施例的第二層微帶天線的俯視圖，圖中，203為第二層微帶天線20的輻射片，204為金屬化中心過孔，205為方形突出；方形突出205的大小可根據實際需要的天線頻率來設置，以保證天線的低仰角的增益和軸比性倉泛;
[0037]每個饋針202中心到天線中心的連線與本層天線的對角線形成的銳角夾角為45°，且兩個饋針202中心到天線中心的連線形成的小夾角為90°。
[0038]如圖5所示，是圖4中第二層微帶天線的仰視圖，圖中，206為第二層微帶天線20的反射板，207為控深孔，其位置與第三層微帶天線30的饋針303位置對應；208為反射板206上的圓形鏤空，饋針202穿過鏤空208，鏤空208的中心與饋針202的中心重合。
[0039]如圖6所示，是本發明所述組合天線的第二實施例的第三層微帶天線的俯視圖，圖中，304為第三層微帶天線的輻射片，305為銅柱，306為銅柱305的中心過孔，307、308、309,310分別為位于銅柱305上的第一過孔、第二過孔、第三過孔及第四過孔；
[0040]銅柱305的半徑小于饋針303的中心到第三層微帶天線30中心的距離，但大于饋針202的中心到第二層微帶天線20中心的距離與饋針204半徑之和；
[0041]中心過孔306的直徑與第二層微帶天線20的中心過孔204直徑相等，第一過孔307、第二過孔308、第三過孔309及第四過孔310均勻分布在以銅柱305中心為圓心的圓周上，且圓周的半徑與第二層微帶天線20的饋針202到其中心的距離相等，第一過孔307、第二過孔308、第三過孔309及第四過孔310的中心到本層天線中心的連線與本層天線對角線形成的銳角夾角為45° ;本實施例中，第二層微帶天線的饋針202穿過第一過孔307和第二過孔308到達線路板40上的移相饋電網絡；
[0042]兩個饋針303分別位于成90°夾角的本層天線對角線上，對角線與第一過孔307或第二過孔308中心到天線中心的連線形成的銳角夾角均為45°。
[0043]如圖7所示，是圖6中第三層微帶天線的仰視圖，圖中，311為第三微帶天線30的反射板，312為反射板311上的圓形鏤空，饋針303穿過鏤空312到達線路板40上的移相饋電網絡,鏤空312的中心與饋針303的中心重合。
[0044]本實施例中，第一層微帶天線10的饋針102依次穿過第二層微帶天線20的金屬化中心過孔204、銅柱305的中心過孔306到達線路板40上的移相饋電網絡；
[0045]第二層微帶天線20的饋針202分別第一過孔307、第二過孔308到達線路板40上的移相饋電網絡；
[0046]第三層微帶天線30的饋針303直接到達線路板40上的移相饋電網絡。
[0047]另外本實施例中，第三層微帶天線30側面的四個角上也設置有與每個角形狀吻合的隔離。
[0048]如圖8所示，是本發明所述組合天線的第三實施例的第三層微帶天線的俯視圖，本實施例中，第一層微帶天線10及第二層微帶天線20的結構與上述第二實施例中的相同，此處不復述，本實施例與第二實施例的區別在于第三層微帶天線的結構，312為金屬化中心過孔，313、314為供第二層微帶天線20的饋針穿過的第一金屬化過孔及第二金屬化過孔，315,316為與第一、第二金屬化過孔313、314關于天線中心對稱的第三及第四金屬化過孔；317為位于以天線中心為圓心，半徑大于第二層微帶天線20的饋針中心到天線中心的距離與其饋針半徑之和，小于第三層微帶天線30的饋針中心到天線中心的距離與其饋針半徑之差的圓周上，且均勻分布的金屬化過孔，金屬化過孔317至少需要8個，本實施例設置有12個金屬化過孔317，其他實施例中，還可以選擇其他數量。
[0049]上述說明示出并描述了本發明的優選實施例，但如前所述，應當理解本發明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述發明構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和范圍，則都應在本發明所附權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種組合天線，從上到下依次包括第一層微帶天線、第二層微帶天線、第三層微帶天線以及線路板；所述第一層微帶天線、第二層微帶天線、第三層微帶天線及線路板的中心重合；其特征在于，所述第三層微帶天線側面的每個角上均設置有與其形狀吻合的隔離片。
2.如權利要求1所述的天線，其特征在于，所述第二層微帶天線的饋針中心到天線中心的距離與饋針半徑之和小于所述第三層微帶天線的饋針中心到天線中心的距離與饋針半徑之差；所述第二層微帶天線及所述第三層微帶天線上均設置有供上層微帶天線的饋針穿過的過孔； 所述第三層微帶天線上與供所述第二層微帶天線的饋針穿過的金屬化過孔關于天線中心對稱的位置設置有同樣大小的金屬化過孔；且 所述第三層微帶天線以天線中心為圓心的圓周上還均勻設置有金屬化過孔，所述圓周的半徑大于所述第二層微帶天線的饋針中心到天線中心的距離與其饋針半徑之和，且小于所述第三層微帶天線的饋針中心到天線中心的距離與其饋針半徑之差。
3.如權利要求1所述的天線，其特征在于， 所述第一層微帶天線為正方形中心單饋針微帶天線，所述第二層微帶天線及第三層微帶天線均為正方形雙饋針微帶天線； 所述第二層微帶天線的每個饋針中心到天線中心的連線與本層天線的對角線形成的銳角夾角均為45°，且所述兩個饋針中心到天線中心的連線形成的小夾角為90°。
4.如權利要求3所述的天線，其特征在于，所述第二層微帶天線中心設置有供所述第一層微帶天線的饋針穿過的金屬化中心過孔； 所述第三層微帶天線中心設置有中心過孔，所述中心過孔中鑲嵌有一金屬柱，所述金屬柱上設置有一供所述第一層微帶天線的饋針穿過的中心過孔、供所述第二層微帶天線的饋針穿過的第一過孔及第二過孔，以及與所述第一、第二過孔關于天線中心對稱的第三、第四過孔；所述第三微帶天線的兩個饋針分別位于成90°夾角的天線對角線上，所述對角線與所述第一或第二過孔中心到天線中心的連線形成的銳角夾角均為45°。
5.如權利要求1-4任一所述的天線,其特征在于,所述第一層微帶天線的福射片中心設置有凹形鏤空，且所述輻射片具有一個切角，所述切角所在的角位于所述凹形鏤空的左下角或右上角。
6.如權利要求5所述的天線，其特征在于，所述第一層微帶天線的介質層及反射板在與所述第二層微帶天線的饋針對應的位置以及與所述位置關于天線中心對稱的位置均設置有控深孔。
7.如權利要求1-4任一所述的天線，其特征在于，所述第二層微帶天線的輻射片的每個邊中心均有一方形突出，所述方形突出與所述輻射片為一體結構。
8.如權利要求7所述的天線，其特征在于，所述第二層微帶天線的反射板上與其饋針對應的位置設置有圓形鏤空；且其介質層及反射板在與所述第三層微帶天線的饋針對應的位置設置有控深孔。
9.如權利要求1-4任一所述的天線，其特征在于，所述第三層微帶天線的反射板上與其饋針對應的位置設置有圓形鏤空。
10.如權利要求1-4任一所述的天線，其特征在于， 所述第一層微帶天線的介質層、第二層微帶天線的介質層以及第三層微帶天線的介質層均采用介電常數為9-12的介質。
11.如權利要求4所述的天線，其特征在于，所述金屬柱為銅柱。
【文檔編號】H01Q1/50GK104183919SQ201410330821
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】王春華, 郭奇松 申請人:深圳市華信天線技術有限公司