一種gps天線(xiàn)及具有該天線(xiàn)的手的制造方法
【專(zhuān)利摘要】為了解決現(xiàn)有GPS天線(xiàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)同時(shí)具有較小的體積以及較高的天線(xiàn)性能的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種GPS天線(xiàn)，包括具有第一表面和第二表面的介質(zhì)基板，以及形成在介質(zhì)基板第一表面上的第一天線(xiàn)輻射體和形成在第二表面上的第二天線(xiàn)輻射體，所述第一天線(xiàn)輻射體的兩端設(shè)有饋電點(diǎn)，第一天線(xiàn)輻射體用于接收信號(hào)，所述第二天線(xiàn)輻射體用于與第一天線(xiàn)輻射體進(jìn)行耦合，所述第二天線(xiàn)輻射體一端連接有電感，另一端連接有電容；所述介質(zhì)基板為PCB板。本實(shí)用新型有效提高了GPS天線(xiàn)性能，同時(shí)減小了外部環(huán)境對(duì)天線(xiàn)性能的負(fù)面影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種GPS天線(xiàn)及具有該天線(xiàn)的手機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種天線(xiàn)，尤其涉及一種GPS天線(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]GPS (全球定位系統(tǒng))設(shè)備通過(guò)接收衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位和導(dǎo)航，而接收信號(hào)就必須用到天線(xiàn)，GPS天線(xiàn)的基本作用是把來(lái)自于衛(wèi)星的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電流，并經(jīng)過(guò)前置放大器進(jìn)行頻率變換，以便對(duì)信號(hào)進(jìn)行跟蹤、處理和測(cè)量。目前，市場(chǎng)上的電子接收機(jī)(例如手機(jī)或者導(dǎo)航儀等)中所帶的GPS天線(xiàn)一般都是易貼裝的天線(xiàn)置于設(shè)備內(nèi)部，隨著通信行業(yè)的發(fā)展，個(gè)人移動(dòng)終端設(shè)備越來(lái)越小型化和輕薄化，設(shè)備內(nèi)部給天線(xiàn)留下的空間越來(lái)越小，而隨著天線(xiàn)體積的減小，天線(xiàn)就越容易受周邊環(huán)境的影響，天線(xiàn)的性能就會(huì)變差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決現(xiàn)有GPS天線(xiàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)同時(shí)具有較小的體積以及較高的天線(xiàn)性能，本實(shí)用新型提供了一種GPS天線(xiàn)。
[0004]本實(shí)用新型的GPS天線(xiàn)，包括具有第一表面和第二表面的介質(zhì)基板，以及形成在介質(zhì)基板第一表面上的第一天線(xiàn)輻射體和形成在第二表面上的第二天線(xiàn)輻射體，所述第一天線(xiàn)輻射體的兩端設(shè)有饋電點(diǎn)，第一天線(xiàn)輻射體用于接收信號(hào)，所述第二天線(xiàn)輻射體用于與第一天線(xiàn)輻射體進(jìn)行耦合，所述第二天線(xiàn)輻射體一端連接有電感，另一端連接有電容；所述介質(zhì)基板為PCB板。
[0005]本實(shí)用新型通過(guò)在介質(zhì)基板的兩個(gè)表面平行設(shè)置第一天線(xiàn)輻射體和第二天線(xiàn)輻射體，并在第二天線(xiàn)輻射體的兩端連接電容和電感，通過(guò)調(diào)節(jié)輻射體的長(zhǎng)度和電容、電感的大小，使得第一天線(xiàn)輻射體和第二天線(xiàn)輻射體各自產(chǎn)生的工作于1575MGZ附近的兩個(gè)諧振信號(hào)，并進(jìn)行線(xiàn)性疊加，有效提高了天線(xiàn)性能，同時(shí)減小了外部環(huán)境對(duì)天線(xiàn)性能的負(fù)面影響。本實(shí)用新型的GPS天線(xiàn)在體積較小的情況下，仍然能夠獲得較好的天線(xiàn)性能。
[0006]優(yōu)選情況下，所述介質(zhì)基板的介電常數(shù)為1-10。
[0007]優(yōu)選情況下，所述介質(zhì)基板的長(zhǎng)度大于或等于6mm，寬度大于或等于6mm，厚度為
0.5mm-2mm0
[0008]優(yōu)選情況下，所述第一天線(xiàn)福射體的長(zhǎng)度為15mm-50mm,寬度為0.2mm-2mm。
[0009]優(yōu)選情況下，所述第二天線(xiàn)輻射體的長(zhǎng)度為4mm-10mm，寬度為0.2mm-3mm。
[0010]優(yōu)選情況下，所述電感的大小為Ι.ΟηΗ-ΙΟηΗ。
[0011]優(yōu)選情況下，所述電容的大小為0.lpF-10pF。
[0012]優(yōu)選情況下，所述第一輻射天線(xiàn)為“U”型，所述第二輻射天線(xiàn)為“一”型。
[0013]優(yōu)選情況下，所述第一輻射天線(xiàn)為“L”型，所述第二輻射天線(xiàn)為方波型。
[0014]本實(shí)用新型還提供了一種手機(jī)，包括如上所述的GPS天線(xiàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的第一天線(xiàn)輻射體的示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的第二天線(xiàn)輻射體的示意圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1的立體圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2的第一天線(xiàn)輻射體的示意圖。
[0019]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2的第二天線(xiàn)輻射體的示意圖。
[0020]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例2的立體圖。
[0021]圖7為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的的史密斯(Smith)圖。
[0022]圖8為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的回波損耗(S11)圖。
[0023]圖9為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的輻射效率(Efficiency)圖。
[0024]圖10為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電壓駐波比(VSWR)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0026]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0027]本實(shí)用新型的第一實(shí)施例，如圖1、圖2和圖3所示，GPS天線(xiàn)包括介質(zhì)基板100，優(yōu)選介質(zhì)基板為PCB板。所述介質(zhì)基板具有第一表面101和第二表面102,第一表面101上設(shè)置有第一天線(xiàn)輻射體200，所述第一天線(xiàn)輻射體200為“U”型，且兩端設(shè)有饋電點(diǎn)，用于與信號(hào)處理模塊連接，將天線(xiàn)信號(hào)傳遞給信號(hào)處理模塊。第二表面102上設(shè)置有第二天線(xiàn)輻射體300，所述第二天線(xiàn)輻射體300為“一”字型，且一端連接有電容400，另一端連接有電感500。所述第一和第二天線(xiàn)輻射體可以為銅層，所述銅層可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種方法形成在所述介質(zhì)基板上，如現(xiàn)有PCB板上形成銅金屬線(xiàn)路的方法，本實(shí)用新型不做具體限定?？梢圆捎矛F(xiàn)有的SMT(Surface Mount Technology電子電路表面組裝技術(shù))工藝將電容400和電感500形成在第二天線(xiàn)輻射體300的兩端，SMT工藝為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知，此處不再贅述。
[0028]優(yōu)選情況下，本實(shí)用新型介質(zhì)基板的介電常數(shù)為3-5，介質(zhì)基板的長(zhǎng)度為8mm-12mm,寬度為厚度為0.第一天線(xiàn)福射體的長(zhǎng)度為30mm-40mm,寬度為0.5mm-2mm。第二天線(xiàn)福射體的長(zhǎng)度為寬度為0.5mm-2mm。電感的大小為1ηΗ-3ηΗ,電容的大小為0.3pF_3pF。
[0029]本實(shí)施例中采用大小的介質(zhì)基板,厚度為0.5mm,所述介質(zhì)基板的介電常數(shù)為3。第一天線(xiàn)輻射體200的長(zhǎng)度為34mm，寬度為2mm。所述第二天線(xiàn)輻射體300的長(zhǎng)度為8mm,寬度為2mm。電容400大小為0.6p F,電感500大小為In Η。
[0030]本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，如圖4、圖5和圖6所示，所述第一天線(xiàn)輻射體200為“L”型，設(shè)置在介質(zhì)基板100的第一表面101上；第二天線(xiàn)輻射體300為方波形狀，設(shè)置在介質(zhì)基板的第二表面102上；第二天線(xiàn)輻射體300 —端與電容400連接，另一端與電感500連接。本實(shí)施例中，選用12mm*12mm大小的介質(zhì)基板,厚度為0.5mm,介質(zhì)基板為PCB板，介電常數(shù)為3。第一天線(xiàn)輻射體200的長(zhǎng)度為16mm，寬度為2mm。第二天線(xiàn)輻射體300的長(zhǎng)度為25mm，寬度為2mm。電容400的大小為0.8pF，電感500的大小為1.2nH。
[0031]本實(shí)用新型中所述第一天線(xiàn)輻射體200的長(zhǎng)度為1/4 λ，λ =c/ (f* ν?)，其中c
為光速，f為天線(xiàn)中心頻率(即1570MHz和1580MHz之間)，ε為介質(zhì)基板的介電常數(shù)；第二天線(xiàn)輻射體300的長(zhǎng)度可以自由選擇。本實(shí)用新型中電容400和電感500的大小需滿(mǎn)足公
式f = 1/(2 31 y?)，其中，f為天線(xiàn)中心頻率大小(SP 1570MHz和1580MHz之間)，L為電
感值的大小，C為電容的大小。本領(lǐng)域技術(shù)人員在設(shè)計(jì)天線(xiàn)時(shí)，在滿(mǎn)足上述條件下可根據(jù)實(shí)際情況自行選擇第一天線(xiàn)輻射體200和第二天線(xiàn)輻射體300的長(zhǎng)度、寬度，基板100的體積和介電常數(shù)大小以及電感和電容的大小，只要使第一天線(xiàn)輻射體和第二天線(xiàn)輻射體的工作頻率在1570MHz和1580MHz之間即可。
[0032]發(fā)明人對(duì)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的GPS天線(xiàn)進(jìn)行了效果測(cè)試，如圖7所示，在本實(shí)用新型的Smith圖中可以看出，第一實(shí)施例的輸入阻抗為97 Ω , Smith圖是用來(lái)調(diào)整天線(xiàn)與饋線(xiàn)匹配的一個(gè)工具，通常情況要求天線(xiàn)的輸入阻抗測(cè)試值在100Ω以?xún)?nèi)，可以看出本實(shí)施例的GPS天線(xiàn)易于與饋線(xiàn)匹配，即天線(xiàn)的輸入阻抗與饋線(xiàn)的特性阻抗相近，降低信號(hào)的衰減。如圖8所示是回波損耗圖，通常情況數(shù)值在-^?至OdB之間，且測(cè)試結(jié)果越小越好，一般要求數(shù)值在_6dB以下，如圖所示本實(shí)用新型的測(cè)試數(shù)據(jù)為-9.3dB。圖9為第一實(shí)施例中天線(xiàn)的輻射效率圖，一般測(cè)試值在0-0.99之間，要求輻射效率越高越好，如圖所示本實(shí)施例中天線(xiàn)的輻射效率為0.75。圖10為第一實(shí)施例天線(xiàn)的電壓駐波比測(cè)試圖，一般測(cè)試結(jié)果在1至^?之間，數(shù)值越小越好，如圖所示本實(shí)施例的電壓駐波比為2.4。以上測(cè)試為本【技術(shù)領(lǐng)域】對(duì)天線(xiàn)性能的常規(guī)測(cè)試，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從上述測(cè)試結(jié)果可以看出，本實(shí)用新型的GPS天線(xiàn)在體積較小的情況下，仍然具有較好的天線(xiàn)性能。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的特征和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種GPS天線(xiàn)，其特征在于，包括具有第一表面和第二表面的介質(zhì)基板，以及形成在介質(zhì)基板第一表面上的第一天線(xiàn)輻射體和形成在第二表面上的第二天線(xiàn)輻射體，所述第一天線(xiàn)輻射體的兩端設(shè)有饋電點(diǎn)，第一天線(xiàn)輻射體用于接收信號(hào)，所述第二天線(xiàn)輻射體用于與第一天線(xiàn)輻射體進(jìn)行耦合，所述第二天線(xiàn)輻射體一端連接有電感，另一端連接有電容；所述介質(zhì)基板為PCB板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS天線(xiàn)，其特征在于，所述介質(zhì)基板的介電常數(shù)為1-10。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GPS天線(xiàn)，其特征在于，所述介質(zhì)基板的長(zhǎng)度大于或等于6mm,寬度大于或等于6mm,厚度為0.5mm-2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS天線(xiàn)，其特征在于，所述第一天線(xiàn)輻射體的長(zhǎng)度為15mm-50mm,寬度為 0.2mm-2mm0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS天線(xiàn)，其特征在于，所述第二天線(xiàn)輻射體的長(zhǎng)度為4mm~ 10mm’ 寬度為 0.2mm-3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS天線(xiàn)，其特征在于，所述電感的大小為1.0nH-10nH。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS天線(xiàn)，其特征在于，所述電容的大小為0.lpF-10pF。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS天線(xiàn)，其特征在于，所述第一輻射天線(xiàn)為“U”型，所述第二輻射天線(xiàn)為“一”型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS天線(xiàn)，其特征在于，所述第一輻射天線(xiàn)為“L”型，所述第二輻射天線(xiàn)為方波型。
10.一種手機(jī)，其特征在于，所述手機(jī)包括如權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的GPS天線(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H01Q23/00GK203521598SQ201320373876
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】陳俊兵, 邵明乾, 王文松 申請(qǐng)人:惠州比亞迪實(shí)業(yè)有限公司