天線裝置及電子設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種天線裝置及電子設備。該天線裝置包括：上層天線；和下層天線，其中，上層天線位于下層天線的上方，下層天線為縫隙天線，以及上層天線與下層天線中的未開縫區域相對并以所述未開縫區域作為上層天線的反射地板。與現有技術相比，根據本實用新型的雙層天線結構可以實現較好的天線特性。本實用新型的一個用途是用于無線通信的電子設備。
【專利說明】
天線裝置及電子設備
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及天線技術，更具體地，涉及一種天線裝置及電子設備。【背景技術】
[0002]隨著無線通信技術的迅速發展，天線技術也迅速地發展起來。當前，越來越多的設備需要支持多個頻段，例如，GPS(全球定位系統)頻段、ETC(電子收費系統)頻段等。
[0003]為了支持多個頻段，可以在一個電子設備中集成多個天線裝置。但是，這些天線裝置可能會相互干擾。例如，由于微帶貼片天線可以較容易地實現各種極化方式，它被廣泛應用于圓極化天線設計中。但是，當采用雙層微帶貼片天線來實現雙頻圓極化天線時，上層微帶貼片天線的輻射會受到受到下層微帶貼片天線的輻射的影響。此外，對于雙層微帶貼片天線，兩個天線的接地方式的實現也成為了本領域中的一個新的技術問題。
[0004]在現有技術中，縫隙天線是通過在導體平面上產生縫隙而形成的天線。在縫隙天線中，典型的縫隙形狀可以是長條形的。通過在縫隙上激勵射頻電磁場，而向空間輻射電磁波;或者通過縫隙天線接收電磁波。
[0005]因此，需要對現有技術進行改進，以解決現有技術中的至少一個技術問題。【實用新型內容】
[0006]本實用新型的一個目的是提供一種用于天線裝置的新技術方案。
[0007]根據本實用新型的第一方面，提供了一種天線裝置，包括:上層天線;和下層天線， 其中，上層天線位于下層天線的上方，下層天線為縫隙天線，以及上層天線與下層天線中的未開縫區域相對并以所述未開縫區域作為上層天線的反射地板。
[0008]優選地，所述天線裝置還包括:反射地板，其中，該反射地板位于下層天線的下方。
[0009]優選地，所述天線裝置還包括:第一介質基板、第二介質基板和第三介質基板，其中，上層天線位于第一介質基板上，下層天線位于第二介質基板上，以及反射地板位于第三介質基板上。
[0010]優選地，所述天線裝置還包括:饋電網絡，該饋電網絡包括第一分支和第二分支， 第一分支和第二分支分別與下層天線的第一饋電點和第二饋電點連接，以及第一分支和第二分支的長度使得在第一饋電點和第二饋電點的饋電信號產生90°相差。
[0011]優選地，下層天線包括作為第一輻射單元的第一縫隙、作為第二輻射單元的第二縫隙、作為寄生單元的第三縫隙和作為寄生單元的第四縫隙，以及第一饋電點接近第一縫隙，第二饋電點接近第二縫隙。
[0012]優選地，第一、第二、第三、第四縫隙的形狀相同，以及它們按照正方形的四邊被依次排列。[〇〇13] 優選地，第一、第二、第三、第四縫隙呈“U”形，第一、第三縫隙的“U”形底部相對，以及第二、第四縫隙的“U”形底部相對。
[0014]優選地，上層天線是微帶貼片天線。
[0015]優選地，上層天線是ETC天線，以及下層天線是GPS天線。
[0016]根據本實用新型的第二方面，提供了一種電子設備，包括根據本實用新型的天線裝置。
[0017]與現有技術相比，根據本實用新型的雙層天線結構可以實現較好的天線特性。
[0018]通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細描述，本實用新型的其它特征及其優點將會變得清楚。【附圖說明】
[0019]被結合在說明書中并構成說明書的一部分的附圖示出了本實用新型的實施例，并且連同其說明一起用于解釋本實用新型的原理。
[0020]圖1是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置的頂視圖。
[0021]圖2是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置的側視圖。
[0022]圖3是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置中的饋電線路的示意圖。
[0023]圖4是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置中的下層天線的S11特性的示意性曲線圖。
[0024]圖5是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置中的上層天線的S11特性的示意性曲線圖。
[0025]圖6是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置中的下層天線的天線軸比的示意性曲線圖。
[0026]圖7是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置中的上層天線的天線軸比的示意性曲線圖。
[0027]圖8是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置中的下層天線的天線增益的示意性曲線圖。
[0028]圖9是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置中的上層天線的天線增益的示意性曲線圖。
[0029]圖10是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置中的下層天線的天線電流分布的示意圖。
[0030]圖11是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置中的上層天線的天線電流分布的示意圖。【具體實施方式】
[0031]現在將參照附圖來詳細描述本實用新型的各種示例性實施例。應注意到:除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本實用新型的范圍。
[0032]以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應用或使用的任何限制。
[0033]對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為說明書的一部分。
[0034]在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。
[0035]應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。
[0036]下面，參照【附圖說明】根據本實用新型的各個實施例和例子。
[0037]圖1是根據本實用新型的一個實施例的天線裝置的頂視圖。圖2是所述天線裝置的側視圖。
[0038]如圖1和圖2所示，天線裝置包括:上層天線1和下層天線3。上層天線1位于下層天線3的上方。本領域技術人員應當理解，這里的“上方”指的是當天線裝置水平放置時上層天線和下層天線的相對位置。使用這種術語是為了在說明書中進行描述的需要，在實際使用時，可以根據需要以任何姿態放置所述天線裝置。下層天線3為縫隙天線。上層天線1與下層天線3中的未開縫區域相對并以所述未開縫區域作為上層天線的反射地板。
[0039]在這個實施例中，下層天線3為縫隙天線，它能夠提供較大的導體面積。因此，下層天線3既作為天線的輻射體使用，又作為上層天線1的地板。這種天線結構可以很好地解決如何實現雙層天線的參考地的技術問題。
[0040]此外，與現有技術相比，這種雙層天線結構可以實現較好的天線特性。[0041 ]此外，與現有技術相比，所述天線裝置中的上層天線和下層天線之間具有較好的隔離度。
[0042]上層天線1可以是任意合適的天線，例如，偶極子天線、螺旋天線等。優選地，如圖1 所示，上層天線1是微帶貼片天線。例如，微帶貼片天線1可以是經過切角處理的導體片，以產生圓極化波。可以通過調整導體片的尺寸來調節所述上層天線的諧振頻率。可通過調整微帶貼片天線的切角的大小來調節其圓極化特性。通過這種方式實現的雙層天線可以具有較好的雙頻圓極化特性。此外，該天線裝置可以實現較高的增益特性。在圖1中，由同軸線經由下層天線3通過饋電點11向上層天線1進行饋電。
[0043]如圖2所示，天線裝置還包括反射地板5。該反射地板5位于下層天線的下方。通過使用反射地板5,可以使得天線裝置(尤其是下層天線3)的輻射具有較好的方向性。
[0044]如圖2所示，天線裝置還包括第一介質基板2、第二介質基板4和第三介質基板6。上層天線1位于第一介質基板2上。下層天線3位于第二介質基板4上。反射地板5位于第三介質基板6上。通過使用介質基板，可以增加天線基板的介電常數，從而減小天線的尺寸。
[0045]例如，在這個本實施例中使用的介質基板是介電常數為20的陶瓷材料。此外，也可以根據需要使用FR4材料等的介質基板。[〇〇46]如圖2所示，天線裝置還包括饋電網絡40。饋電網絡40位于第三介質基板6的背面。 圖3示出了該饋電網絡的示意圖。如圖3所示，該饋電網絡40包括第一分支43和第二分支44。 如圖1所示，第一分支43和第二分支44分別與下層天線的第一饋電點36和第二饋電點35連接。第一分支43的端點41通過探針連接到第一饋電點36,第二分支44的端點42通過探針連接到第一饋電點35。例如，以及第一分支43和第二分支44的長度使得在第一饋電點36和第二饋電點35的饋電信號產生90°相差。[〇〇47]這種饋電網絡具有簡單的結構，降低了饋電網絡的設計難度。[〇〇48]此外，通過采用90°相差的饋電信號，使得天線更容易產生圓極化頻譜。
[0049]如圖1所示，下層天線3包括作為第一輻射單元的第一縫隙31、作為第二輻射單元的第二縫隙32、作為寄生單元的第三縫隙33和作為寄生單元的第四縫隙34。第一饋電點36 接近第一縫隙31，第二饋電點35接近第二縫隙32。可通過調節所述縫隙的長度和寬度來調節縫隙天線3的諧振頻率。
[0050]在這個實施例中，使用作為寄生單元的第三縫隙33和作為寄生單元的第四縫隙 34,從而提高天線增益并降低天線軸比。[〇〇511 例如，如圖1所示，第一、第二、第三、第四縫隙31、32、33、34的形狀相同，以及它們按照正方形的四邊被依次排列。在圖1中，第一、第二、第三、第四縫隙31、32、33、34呈“1]”形。 第一、第三縫隙31、33的“U”形底部相對，以及第二、第四縫隙32、34的“U”形底部相對。[〇〇52] 在一個實施例中，上層天線1是ETC天線，以及下層天線3是GPS天線。GPS天線3的諧振頻率是1.575GHz頻段。ETC天線的諧振頻率在5.775GHZ-5.845GHz范圍內。
[0053]可以將根據本實用新型的天線裝置(例如具有圖1-3所示的結構的天線裝置)包括在電子設備中，從而實現較好的無線通信特性。所述電子設備例如可以是手機、集成了電子收費系統的車載GPS設備等。[〇〇54]圖4-11示出了參照圖1-3的實施例所制造的一個天線裝置的各個特性的示意圖。 在所述天線裝置中，上層天線是ETC天線，下層天線是GPS天線。
[0055]圖4是所述天線裝置中的下層天線的S11特性的示意性曲線圖。圖5是所述天線裝置中的上層天線的S11特性的示意性曲線圖。從圖4和圖5中可以看出，該天線裝置實現了較好的雙頻特性。
[0056]圖6是所述天線裝置中的下層天線的天線軸比的示意性曲線圖。圖7是所述天線裝置中的上層天線的天線軸比的示意性曲線圖。從圖6和圖7中可以看出，該天線裝置實現了較好的圓極化特性，例如，0 = 〇°，①=0°時天線軸比可以小于3dB。
[0057]圖8是所述天線裝置中的下層天線的天線增益的示意性曲線圖。圖9是所述天線裝置中的上層天線的天線增益的示意性曲線圖。從圖8和圖9中可以看出，該天線裝置實現了較好的定向性。例如，GPS天線在福射方向(Z方向)的最大增益可以達到8.4dB,以及ETC天線在輻射方向(Z方向)的最大增益可以達到10dB。
[0058]圖10是所述天線裝置中的下層天線的天線電流分布的示意圖。圖11是所述天線裝置中的上層天線的天線電流分布的示意圖。ETC天線通過微帶貼片1進行輻射，而GPS天線則是通過縫隙31、32、33和34進行輻射。如圖10所示，U形縫隙31、32、33和34的拐角兩兩相對， 在所述縫隙末端電流分布較強。因此，通過采用這種U形的縫隙可以較容易調整天線的輻射特性和/或獲得較好的天線特性。[〇〇59] 雖然已經通過例子對本實用新型的一些特定實施例進行了詳細說明，但是本領域的技術人員應該理解，以上例子僅是為了進行說明，而不是為了限制本實用新型的范圍。本領域的技術人員應該理解，可在不脫離本實用新型的范圍和精神的情況下，對以上實施例進行修改。本實用新型的范圍由所附權利要求來限定。
【主權項】
1.一種天線裝置，包括:上層天線(1);和下層天線(3)，其中，上層天線位于下層天線的上方，下層天線為縫隙天線，以及上層天線與下層天線 中的未開縫區域相對并以所述未開縫區域作為上層天線的反射地板。2.根據權利要求1所述的天線裝置，還包括:反射地板(5)，其中，該反射地板位于下層 天線的下方。3.根據權利要求2所述的天線裝置，還包括:第一介質基板(2)、第二介質基板(4)和第 三介質基板(6)，其中，上層天線位于第一介質基板上，下層天線位于第二介質基板上，以及 反射地板位于第三介質基板上。4.根據權利要求1所述的天線裝置，還包括:饋電網絡(40)，該饋電網絡包括第一分支 (43)和第二分支(44)，第一分支和第二分支分別與下層天線的第一饋電點(36)和第二饋電 點(35)連接，以及第一分支和第二分支的長度使得在第一饋電點和第二饋電點的饋電信號產生90°相差。5.根據權利要求4所述的天線裝置，其中，下層天線包括作為第一輻射單元的第一縫隙 (31)、作為第二輻射單元的第二縫隙(32)、作為寄生單元的第三縫隙(33)和作為寄生單元 的第四縫隙(34)，以及第一饋電點接近第一縫隙，第二饋電點接近第二縫隙。6.根據權利要求5所述的天線裝置，其中，第一、第二、第三、第四縫隙的形狀相同，以及 它們按照正方形的四邊被依次排列。7.根據權利要求6所述的天線裝置，其中，第一、第二、第三、第四縫隙呈“U”形，第一、第 三縫隙的“U”形底部相對，以及第二、第四縫隙的“U”形底部相對。8.根據權利要求1所述的天線裝置，其中，上層天線是微帶貼片天線。9.根據權利要求1所述的天線裝置，其中，上層天線是ETC天線，以及下層天線是GPS天線。10.—種電子設備，包括根據權利要求1所述的天線裝置。
【文檔編號】H01Q5/328GK205609757SQ201620167992
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月4日
【發明人】孫勁, 趙青, 何其娟
【申請人】歌爾股份有限公司