專利名稱：圓極化平板天線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線，特別涉及一種極小型化的平板天線結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景目前車用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也迅速掀起風(fēng)潮，而且除了和車內(nèi)影音系統(tǒng)結(jié)合的車栽式之外，也發(fā)展了如PDA、 Notebook、手機(jī)型式等的多 種GPS產(chǎn)品，其中與車主們息息相關(guān)的莫過于可攜式車用GPS。對于 車輛未配備原廠GPS的車主來說，選擇可攜式車用GPS的確是個不 錯的選擇，因?yàn)槌藘r格較具親和力外，其可攜式特性除了讓使用者 可以帶下車使用之外，就算日后換車也同樣可以使用。在GPS與PDA、 Notebook,手機(jī)型式等多種電子產(chǎn)品整合在一起 使用時，皆會在電子裝置內(nèi)建GPS信號接收天線結(jié)構(gòu)。參照圖1，所 述天線包括基底1A、輻射金屬片2A、接地金屬片3A及信號饋入 體4A。此種天線的基底是以高介電常數(shù)(8~150)的陶瓷制成的GPS 圓極化平板天線，其諧振頻率為1575.42 MHZ。近年來由于PDA與手機(jī)的體積愈做愈小，要將GPS系統(tǒng)整合于 PDA與手機(jī)時，會導(dǎo)致現(xiàn)有的天線(如圖1所示)無法安裝于PDA 與手機(jī)內(nèi)部。而且，此種圓極化平板天線的尺寸也難以再縮小體積。 因?yàn)樵诨?A的體積縮小時，相對于連接在基底1A表面上的輻射金 屬片2A的面積也縮小， 一旦輻射金屬片2A的面積縮小，所述天線的 諧振頻率將升高至1900 MHZ。雖然讓天線可以安裝于小體積的PDA 與手機(jī)內(nèi)部，但是卻無法接收衛(wèi)星信號。因此，如何縮小圓極化平板 天線的面積與體積，則成為本發(fā)明將要解決的課題。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的主要目的在于，在天線的側(cè)面增設(shè)降頻金屬片，使同樣介電常數(shù)的圓極化平板天線的體積可以縮小10%~50%，并依 然保持原有的諧振頻率與圓極化特性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的圓極化平板天線結(jié)構(gòu)主要是在接地金 屬片上延伸有多個降頻金屬片，所述降頻金屬片貼覆于所述介電材料 基底的側(cè)面上，使單一側(cè)面上的降頻金屬片與對面的側(cè)面上的降頻金 屬片成斜角配置。天線需要降低諧振頻率時，可以調(diào)整降頻金屬片的 位置與面積，但是降頻金屬片所增加的面積不得大于所述基底的側(cè)面 面積的一半，或者通過增加所述降頻金屬片的長度來降低諧振頻率。


圖1是公知的圓極化平板天線結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的第一種平板天線的外觀立體示意圖； 圖3是本發(fā)明的第一種平板天線結(jié)構(gòu)的分解示意圖； 圖4是本發(fā)明的第一種平板天線的俯視示意圖； 圖5是本發(fā)明的第一種平板天線的側(cè)視示意圖； 圖6是本發(fā)明的第二種平板天線的俯視示意圖； 圖7是本發(fā)明的第二種平板天線的側(cè)視示意圖； 圖8A-8D是本發(fā)明的第三種平板天線的示意圖； 圖9是本發(fā)明的第四種平板天線的示意圖； 圖IOA、 IOB是本發(fā)明的第五種平板天線的示意圖； 圖11是本發(fā)明的第六種平板天線的示意圖；以及 圖12A、 12B是本發(fā)明的第七種平板天線的示意圖。 附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下 基底1A 輻射金屬片2A接地金屬片3A 信號饋入體4A基底1 穿孔ll 側(cè)面12、 12' 左側(cè)面121右側(cè)面122 凹槽13圓周面14 輻射金屬片2通孔21 截角22凸塊、缺口 23 薄片31降頻金屬片33、 33 本體41接地金屬片3 貫穿孔32 信號饋入體4 端頭具體實(shí)施方式
有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及詳細(xì)說明，現(xiàn)配合附圖進(jìn)行如下說明。圖2是本發(fā)明的第一種平板天線的外觀立體示意圖，圖3是本發(fā) 明的第一種平板天線結(jié)構(gòu)的分解示意圖。如圖所示，圖中所揭露的是 一種縮小化的圓極化平板天線結(jié)構(gòu)，其包括基底1、輻射金屬片2、接 地金屬片3以及信號饋入體4。將前述的各組件組成極小型、且可內(nèi) 建于手持式GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)部使用的天線結(jié)構(gòu)?；?為立方體，且以高介電常數(shù)(8~ 150)的陶資制成，其上 表面具有凹槽13及貫穿基底1的穿孔11。輻射金屬片2為立方體薄片，其連接于基底l表面的凹槽13上， 其上開設(shè)有對應(yīng)穿孔11的通孔21。輻射金屬片2具有四個角，通過 對任意兩個斜對角的截角22進(jìn)行配置，可以使形成的天線為右旋或左 旋的圓極化平板天線。在本圖中，輻射金屬片2上的截角22為右上方 對應(yīng)左下方，因此屬于右旋圓極化平板天線。請同時參照圖4,接地金屬片3為立方體薄片，其上具有連接于 基底1的底部的薄片31,薄片31上具有內(nèi)徑大于穿孔11的貫穿孔32。 在薄片21四個側(cè)邊延伸有多個長條薄片狀的降頻金屬片33，降頻金 屬片33貼覆于基底1的側(cè)面12上，使單個側(cè)面12上的降頻金屬片 33與對面的側(cè)面12'上的降頻金屬片33'成斜對角配置。在本圖中， 降頻金屬片33用以降低天線的諧振頻率，當(dāng)天線的基底1體積縮小時， 相對輻射金屬片2的面積縮小，而導(dǎo)致天線諧振頻率升高，因此利用 降頻金屬片33來使天線的諧振頻率回復(fù)到所需頻段。信號饋入體4為T形，其上具有柱狀或管狀的本體41，本體41 一端具有半圓形端頭42。信號々赍入體4的本體41穿過穿孔11、通孔 21以及貫穿孔32，本體41一端的半圓型端頭42與輻射金屬片2呈電連接，輻射金屬片2在接收信號時，信號饋入體4形成信號饋入點(diǎn)。由于降頻金屬片33的設(shè)計，使原相同材料天線的體積可以縮小 (10-50%)，可以內(nèi)建于目前輕薄、短小的手持式電子裝置內(nèi)部使 用。圖4是本發(fā)明的第一種平板天線的俯視示意圖，圖5是本發(fā)明的 第一種平板天線的側(cè)視示意圖。如圖所示，當(dāng)平板天線的基底l上的 輻射金屬片2的截角22為右上方對應(yīng)左下方時，接地金屬片3所延伸 的降頻金屬片33將設(shè)定于側(cè)面12的左側(cè)面121上，形成接收及發(fā)射 電波為右旋圓極化波的右旋圓極化平板天線。當(dāng)天線需要降低諧振頻率時，可以增大降頻金屬片33的面積，但 是降頻金屬片33所增大的面積不得大于基底1的側(cè)面12面積的一半。 如果降頻金屬片33所增大的面積大于基底1的側(cè)面面積的一半，則將 嚴(yán)重影響到天線的輻射增益特性。圖6是本發(fā)明的第二種平板天線的俯視示意圖，圖7是本發(fā)明的 第二種平板天線的側(cè)視示意圖。如圖所示，當(dāng)平板天線的基底l上的 輻射金屬片2的截角22為左上方對應(yīng)右下方時，接地金屬片3所延伸 的降頻金屬片33將設(shè)定于側(cè)面12的右側(cè)面122上，從而形成接收及 發(fā)射電波為左旋圓極化波的左旋圓極化平板天線。同樣地，當(dāng)天線需要降低諧振頻率時，可以增大降頻金屬片33 的面積，但是降頻金屬片33所增大的面積不得大于基底1的側(cè)面12 面積的一半。如果降頻金屬片33所增大的面積大于基底1的側(cè)面面積 的一半時，將嚴(yán)重影響到天線的輻射增益特性。圖8A-8D是本發(fā)明的第三種平板天線的示意圖。如圖所示，圖 8A-8D中所揭露的圓極化平板天線的降頻金屬片33為三角形、斜條、 波浪和L形中的任意一種形狀。降頻金屬片33可以利用涂布、或黏 貼的方式黏合在基底1的側(cè)面12的左側(cè)面121或右側(cè)面122上，或者 由左側(cè)面121延伸至右側(cè)面122,或者由右側(cè)面122延伸至左側(cè)面121, 但是降頻金屬片33的涂布或凝貼面積不得大于側(cè)面12面積的一半。圖9是本發(fā)明的第四種平板天線的示意圖。如圖所示，當(dāng)天線需 要降低諧振頻率時，除了可以增大降頻金屬片33的面積外，還可以加長降頻金屬片33的長度，可以將降頻金屬片33的長度延伸至基底1 的表面上，但不與輻射金屬片2接觸。圖IOA、 10B是本發(fā)明的第五種平板天線的示意圖。如圖所示， 輻射金屬片2呈圓形，在輻射金屬片2的圓周上開設(shè)有左上方對應(yīng)右 下方的凸塊或缺口 23,接地金屬片3所延伸的降頻金屬片33將設(shè)定 于側(cè)面12的右側(cè)面122上，從而形成接收及發(fā)射電波為左旋圓極化波 的左旋圓極化平板天線。圖ll是本發(fā)明的第六種平板天線的示意圖。如圖所示，平板天線 的基底1與接地金屬片3皆為圓形，并且表面的輻射金屬片2的截角 22為右上方對應(yīng)左下方，接地金屬片3所延伸的降頻金屬片33將設(shè) 定于圓周面14上，從而形成接收及發(fā)射電波為右旋圓極化波的右旋圓 極化平板天線。圖12A、 12B是本發(fā)明的第七種平板天線的示意圖。如圖所示， 平板天線的基底1、輻射金屬片2以及接地金屬片3皆為圓形，輻射 金屬片2的圓周上開設(shè)有左上方對應(yīng)右下方的凸塊或缺口 23,接地金 屬片3所延伸的降頻金屬片33將設(shè)定于圓周面14上，從而形成接收 及發(fā)射電波為左旋圓極化波的左旋圓極化平板天線。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此即限制本發(fā)明的專利 范圍，凡是在本發(fā)明特征范圍內(nèi)所作的其它等效變化或修飾，均應(yīng)包括 在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種圓極化平板天線結(jié)構(gòu)，包括基底，其上具有貫穿所述基底的穿孔；輻射金屬片，其連接于所述基底的表面上，其上開設(shè)有對應(yīng)所述穿孔的通孔，所述輻射金屬片上具有四個角，在任意兩個斜對角上具有兩個相對稱的截角；接地金屬片，其連接于所述基底的底部，其上具有薄片，所述薄片上具有內(nèi)徑大于所述穿孔的貫穿孔，在所述薄片的四個側(cè)邊延伸有多個降頻金屬片，所述降頻金屬片貼覆于所述基底的側(cè)面上，所述單一側(cè)面上的降頻金屬片與對面?zhèn)让嫔系慕殿l金屬片成斜角配置；以及信號饋入體，其穿過所述穿孔、所述通孔以及所述貫穿孔，并與所述輻射金屬片呈電連接，從而形成信號饋入點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的結(jié)構(gòu)，其中所述降頻金屬片為長條薄片、 三角形、斜條、波浪、L形中的任一種形狀。
3. 如權(quán)利要求l所述的結(jié)構(gòu)，其中，增大所述降頻金屬片的面積 以降低諧振頻率時，所述面積可由左側(cè)面延伸至右側(cè)面，或者由右側(cè) 面延伸至左側(cè)面，并且所述面積不大于所述基底側(cè)面面積的一半。
4. 如權(quán)利要求l所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述降頻金屬片降低諧振頻 率時，可將所述降頻金屬片的長度延伸至所述基底的表面上，但不與 所述輻射金屬片連接。
5. 如權(quán)利要求l所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述輻射金屬片上的兩個相 對稱的截角為右上方對應(yīng)左下方，所述接地金屬片所延伸的降頻金屬 片設(shè)定于側(cè)面的左側(cè)面上，從而形成接收及發(fā)射電波為右旋圓極化波 的右旋圓極化平板天線。
6. 如權(quán)利要求l所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述輻射金屬片上的兩個相 對稱的截角為左上方對應(yīng)右下方，所述接地金屬片所延伸的降頻金屬 片將設(shè)定于側(cè)面的右側(cè)面上，從而形成接收及發(fā)射電波為左旋圓極化 波的左旋圓極化平板天線。
7. 如權(quán)利要求l所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述信號饋入體為T形，其 上具有柱狀或管狀的本體，所述本體一端具有半圓形端頭。
8. 如權(quán)利要求l所述的結(jié)構(gòu)，其中所述基底為立方體或圓形。
9. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述輻射金屬片為立方體薄片 或圓形薄片。
10. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述接地金屬片為立方體薄 片或圓形薄片。
11. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，當(dāng)所述輻射金屬片為圓形 時，所述輻射金屬片的圓周上開設(shè)有左上方對應(yīng)右下方的凸塊或缺口。
12. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，當(dāng)所述輻射金屬片為圓形 時，所述輻射金屬片的圓周上開設(shè)有右上方對應(yīng)左下方的凸塊或缺口。
13. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，當(dāng)所述基底為圓形時，所 述接地金屬片所延伸的降頻金屬片將設(shè)定于圓周面上。
全文摘要
一種極小型化的圓極化平板天線結(jié)構(gòu)，包括基底、輻射金屬片、接地金屬片及信號饋入體。其中，所述接地金屬片的四側(cè)邊延伸有多個長條薄片狀的降頻金屬片以達(dá)到降頻效果。所述降頻金屬片貼覆于所述基底的側(cè)面上，使單一側(cè)面上的降頻金屬片與對面的側(cè)面上的降頻金屬片成斜對角配置。在天線需要降低諧振頻率時，可以調(diào)整降頻金屬片的位置與面積，但是降頻金屬片所增加的面積不得大于所述基底的側(cè)面面積的一半，或者通過增長所述降頻金屬片的長度來降低諧振頻率。
文檔編號H01Q13/00GK101242026SQ20071000355
公開日2008年8月13日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者朱德儀, 楊才毅 申請人:太盟光電科技股份有限公司