陶瓷介质块的非方形贴片天线及一体化天线模块的制作方法

专利名称：陶瓷介质块的非方形贴片天线及一体化天线模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于接收卫星信号或地面的填隙(gap filler)信号的天线 (ANT)以及天线模块，特别涉及用于接收GPS (全球定位系统)、DMB (数 字多媒体广播)系统、DAB (数字音频广播)系统和导航系统中的的卫星信 号和填隙信号的陶瓷介质块的非方形贴片(patch)天线以及包括该系统的集 成天线模块。
背景技术：
近来，无线通信已经被广泛地应用。为了确保无线通信装置的普及，现 阶段趋向于在保持天线性能的同时需要低成本、能大规模生产并令人满意的 设计。从而增加了对能够安装在收发信机中的细长的天线的需求。
对用于汽车的移动多媒体信息、广播服务或当前位置及电子地图服务的 接收机，可以使用微带贴片天线。
卫星传送用于传输的右旋圆极化波，以便于最小化电离层的干扰和地面 反射的多路信号(噪声)的影响，同时，由于贴片天线比较便宜并且对于各
种圆极化天线都具有良好的接收率，所以圆极化天线被用来接收GPS卫星
/士 口
贴片天线具有重量轻并占用较小空间的平面类型结构，同时在给定的空 间内具有最高的增益和最好的方向性，所以它被用作与各种移动通信装置和 便携式装置集成的通信中继天线。
图1是根据现有技术贴片天线的具有分解结构贴片天线的上端表面和下 端表面的示意图。
如图1所示，现有技术的馈针型的方形贴片天线由天线模块12和与天线模块12分离的印制电路板PCB 14组成。对于天线模块12， 一种导电材 料被涂敷在介质块11的两端表面上，同时馈针13位于上端表面。
另外，单端或多端低噪声放大器LNA 15被安装在PCB 14上，并且PCB 14被粘附在该天线模块12的下端面。导电材料以相同的长宽比被涂敷在上 端面的导电表面上，以便于具有圆极化特性。
另外，馈针13与上端面的导电表面电连接以便于插入介质块，然而， 该馈针与下端面中的由导电材料构成的接地面电隔离。
同时，在现有技术的导航系统中使用的贴片天线的问题在于例如在所谓 的"接地平面"中，需要底部是平面的导电表面，并且PCB部分必须保证 该地面表面是面向天空类型的，以使得其容易接收卫星信号。此外，通常使 用的贴片天线的最小尺寸是18X18mm。所以，由于接收器的宽度和天线的
高度限制很难将天线安装在装置中。
因此，在如图2所示的具有如前所述的方形贴片天线的导航中，能够从 主体折叠并打幵的天线设备18应该安装在导航17的上部的后面，同时贴片 天线应该位于其内部。所以，在使用时将天线设备伸入到侧表面与天线宽度 相同深度时存在问题。
近来，随着为便于携带的细长化和小型化的发展趋势，产品的功能变得 复杂。例如，汽车导航公司需要能够安装在汽车中并能通过存储在其内部的 电池而可便携的导航系统的发展。
然而，如前所述，现有技术的贴片天线存在不能被变细的问题，以至于 增大了导航系统的尺寸。此外，即使将13X13mm或更小的小尺寸贴片天线 安装在汽车中，天线的特性也不会很好，使得在盲点中的接收不稳定。
另外，方形贴片天线是圆极化天线，并且选择性地接收在接收的卫星信 号中的左旋圆极化或右旋圆极化。因此，根据卫星信号是左旋圆极化还是右 旋圆极化，所述方形贴片天线应该被重新设计。此外，在它被设计为双带宽
7天线时，接收率被降低，这是由于由左旋圆极化接收天线和右旋圆极化接收 天线的设计所引起的相互干扰效应所引起的。因此，存在卫星信号可能被丢 失的问题。
同时，根据小型化的趋势，已经存在使用13X13mm或更小的贴片天线 或线性极化天线的尝试。然而，在天线的尺寸变得越来越小的同时，天线的 性能和接收灵敏性被降低了。
例如，对于处理一130dbm的信号的传统GPS引擎，就不可能处理该信 号。因此，在当前的市场上，能被安装在汽车中的天线或天线模块的发展需 要确保小型化以及便携性，同时在接收性能方面要与传统天线一样或者比传 统天线更好
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的是至少要解决现有技术的所述问题和缺点。
提供本发明以解决由于使用传统的方形贴片天线而引起的诸如导航系 统的接收机的结构问题和设计问题。通过控制位于非方形介质陶瓷介质块和 非方形介质块上的贴片天线的导电图，将上部的导电图延伸到非方形陶瓷介 质块的侧表面，来提供给具有圆极化特性或线性极化波的改进特性的陶瓷介 质块的非方形贴片天线、以及具有圆极化特性或线性极化波特性的陶瓷介质 块的非方形贴片天线。
另外，本发明提供了通过在介质块的上部实现具有在其内部形成一个或 多个槽的导电图，能够将具有圆极化特性的贴片天线容易地安装在使用的机 器内部的集成天线模块。
此外，实现贴片天线和低噪声放大器被安装在一个PCB上的集成天线 模块、以及贴片天线和GPS引擎模块被安装在一个PCB上的集成天线模块，以开发用来满足小型化和便携性的可以被用来内置的天线和天线模块，同时 还保证该天线的接收性能与传统天线一样。 技术方案
根据本发明，为了完成上述目标，本发明提供了
根据本发明的接收卫星信号和地面的填隙信号的非方形贴片天线的第 一实施方式，其包括用长宽比率不同的非方型陶瓷介质块形成的陶瓷介质 块，以及被涂敷在具有不同长宽比率的所述陶瓷介质块的上部的导电图，其 中通过该导电图可以获得线性极化波特性。
根据本发明的接收卫星信号和地面的填隙信号的非方形贴片天线的第 二实施方式，其包括用长宽比率不同的非方型陶瓷介质块形成的陶瓷介质 块，以及从所述陶瓷介质块的上部延伸到具有较长长度的侧面的两个面的涂 敷的导电图，其中通过控制延伸到所述陶瓷介质块的两侧的导电图的尺寸， 来获得圆极化特性或控制线性极化波特性。
根据本发明的非方形贴片天线，在导电图中形成一个或多个槽，该导电 图中的槽被从所述陶瓷介质块的上部的具有较短长度的侧面的两个面删除， 其中通过该导电图可以获得圆极化特性。
这里，陶瓷介质块的介电常数使用37或更大的高介电常数，并且通过 导电图来获得圆极化特性，在所述非方形陶瓷介质块上的较短侧面足够大到
等于13mm或更大的情况下，即使位于非方形陶瓷介质块上的导电图上的槽 不存在，较短侧面的导电图中的槽也被删除。
根据本发明的非方形贴片天线，该非方形贴片天线还包括输入输出终 端，该输入输出终端包括位于陶瓷介质块上部的馈针，该馈针与导电图的上 部电连接，并且通过陶瓷介质块与下部由导电材料制成的接地端电隔离。
根据本发明的非方形贴片天线，该非方形贴片天线还包括输入输出终 端，该输入输出终端位于陶瓷介质块的上部并与导电图的上部电连接，穿过陶瓷块的槽的内部用银填充，并且该槽通过陶瓷介质块与下部的由导电材料 制成的接地端电隔离。
根据本发明的非方形贴片天线，该非方形贴片天线还包括输入输出终 端，该输入输出终端与下部的接地平面电隔离，其中陶瓷介质块的上部的导 电图与下部的由导电材料制成的接地平面电隔离，其中用于与所述输入输出 终端匹配的导电图在该陶瓷介质块的较短长度的一侧的侧表面中被形成。
根据本发明的集成天线模块的第一实施方式，该集成天线模块包括根据 权利要求1或2所述的接收卫星信号或地面的填隙信号的非方形贴片天线； 起到将从所述贴片天线接收的信号放大为可以被引擎处理的信号等级作用 的单端或多端低噪声放大器；将贴片天线和低噪声放大器安装在其中的印制 电路板；以及将低噪声放大器中被放大的信号传输到引擎的传输线。在这里，
所述贴片天线和低噪声放大器被分别安装在所述印制电路板的相同平面或 不同平面上。
根据本发明的集成天线模块的第二实施方式，该集成天线模块包括根据
权利要求1或2所述的用于接收卫星信号或地面的填隙信号的非方形贴片天 线；用于将从所述贴片天线接收的信号放大为可以被引擎处理的信号等级的 单端或多端低噪声放大器；将贴片天线和低噪声放大器分别安装在其中的多 个印制电路板；连接安装有贴片天线的印制电路板和安装有低噪声放大器的 印制电路板的同轴电缆；以及将在低噪声放大器中被放大的信号传输到引擎 的传输线。
根据本发明的集成天线模块的第三实施方式，该集成天线模块包括根据 权利要求1或2所述的接收卫星信号或地面的填隙信号的非方形贴片天线； 包括执行由所述贴片天线接收的信号的操作动作并输出数据的小型化GPS 引擎的GPS引擎模块；以及安装有所述贴片天线和GPS引擎模块的印制电 路板。在这里，所述贴片天线和GPS引擎模块被安装在所述印制电路板的相 同平面或分别安装在不同平面上。
根据本发明的集成天线模块的第三实施方式，该集成天线模块包括根据 权利要求1或2所述的接收卫星信号或地面的填隙信号的非方形贴片天线； 包括执行由所述贴片天线接收的信号的操作动作并输出数据的小型化GPS 引擎的GPS引擎模块；分别安装有所述贴片天线和GPS引擎模块的多个印
制电路板；以及连接安装有贴片天线的印制电路板和安装有GPS引擎模块 的印制电路板的同轴电缆。
在这里，所述GPS引擎模块由单端或多端低噪声放大器组成，该低噪 声放大器用于将由所述贴片天线接收的信号放大到在引擎以及GPS引擎中 能够处理的信号等级，或者所述GPS引擎模块除低噪声放大器之外的的仅 由GPS引擎组成，或者所述GPS引擎模块由带通滤波器和GPS引擎组成。
有益效果
根据本发明，通过位于所述介质陶瓷块上的非方形陶瓷介质块和导电 图，能够实现具有圆极化特性的贴片天线，通过控制位于介质块的侧表面的 导电图，能够实现具有圆极化特性或更多改进的线性极化波特性的陶瓷介质 块的非方形贴片天线，并且通过在所述介质块的上部嵌入导电图，能够实现 具有圆极化特性的贴片天线，其中在所述导电图中形成一个或多个槽。
另外，在使用高于介电常数30的高介电常数的陶瓷介质块、并且所述 介质块的较短侧面远充分大到等于12mm的情况下，即使所述较短侧面的导 电图中的被删除的槽不存在于位于所述非方形陶瓷介质块的导电图上，圆极 化特性也由所述导电图显示出。
此外，通过实现具有安装在一个PCB上的贴片天线和低噪声放大器的 集成天线模块、以及具有安装在一个PDB上的贴片天线和GPS引擎模块的 集成天线模块，将所述天线的接收性能与传统天线保持一样或比传统天线的接收性能更好，并且满足了小型化和便携性的需求。


图1是根据现有技术的贴片天线的具有分解结构的贴片天线的上端面和 下端面的示意图2是根据现有技术的具有贴片天线的导航系统的示意图3是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第一实施方式的分 解的上端面、侧端以及下端面的示意图4是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第二实施方式的分 解的上端面、侧端以及下端面的示意图5是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第三实施方式的分 解的上端面、侧端以及下端面的示意图6是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第四实施方式的分 解的上端面、侧端以及下端面的示意图7是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第五实施方式的分 解的上端面、侧端以及下端面的示意图8是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第六实施方式的分 解的上端面、侧端以及下端面的示意图9是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第七实施方式的分 解的上端面、侧端以及下端面的示意图10是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第八实施方式的 分解的上端面、侧端以及下端面的示意图11是根据本发明的集成天线模块的第一实施方式的示意图12是根据本发明的用于集成天线模块的低噪声放大器的框图示意图13是根据本发明的集成天线模块的第二实施方式的示意图；图14是集成天线模块的第三实施方式的示意图15至图17是使用根据本发明的第三实施方式的特性来实施的示意
图18是根据本发明的集成天线模块的第四实施方式的示意图； 图19是根据本发明的集成天线模块的第五实施方式的示意图； 图20是根据本发明的集成天线模块的第六实施方式的示意图； 图21至图23是使用根据本发明的第六实施方式的特性来实施的示意图。
在下文中，将结合附图对非方形贴片天线以及集成天线模块进行详细说明。
具体实施方式
优选模式
图3至图5是根据本发明的具有线性极化波特性的陶瓷介质块的非方形 贴片天线的实施方式的示意图。在这些图中，图3是根据本发明的陶瓷介质 块的非方形贴片天线的上端面、侧端以及下端面的示意图。
如图所示，根据本发明的第一实施方式的贴片天线是馈针型的贴片天 线，它由陶瓷介质块21和导电图22组成。在这里，陶瓷介质块21 (在下文 中它可能被称为"为介质块")以非方形类型而形成。与介质块21的形状相 应的导电图22被涂敷在具有不同长宽比率的所述介质块21的上部。
这时，关于导电图22的长宽比率，优选的情况是以宽度小于13mm并 且长度是18 35mm或35mm或更长的非方形类型来实现的贴片天线，以便 于将该贴片天线安装在如导航系统的使用的机器内部。在装置的宽度距离能 被给定的情况下，如7英寸的导航系统，陶瓷介质块的宽度(短轴)可以被 制造为大于13 18mm的长度，从而改进天线的特性。在电连接到在贴片天线的上部的导电平面22中的上部的导电平面的馈
针23穿过介质块21的时候，在底下部的导电平面24形成的馈针23被电隔离。
本发明的模式
图4是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第二实施方是的上 端面、侧端以及下端面的示意图.
如图所示，根据本发明的第二实施方式的贴片天线是表面贴装技术(在 下文中被称为"SMT")类型的天线。该贴片天线的介质块31的上端面的导 电平面32与下端面的接地平面电绝缘。
然而，与第一实施方式的将馈针23伸入介质块下部的方式不同，由于 孔34的内部用银填充，因此输入输出终端33与介质块的上部的导电平面32 电连接。同时，输入输出终端33穿过介质块，并通向上部的由导电材料制 成的接地平面35。介质块31和上部导电图32的形状与图3所示的形状相同。
馈针53位于贴片天线的上部的导电平面52中，穿过被电连接到上部导 电图的介质块51的顶上端面和下端面，并且与下部由导电材料制成的接地 平面54电隔离。
图5是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第三实施方式的示意图。
如图5所示，根据本发明的第三实施方式的贴片天线是另一种SMT类 型的贴片天线。介质块41的上端面的导电平面42与下端面的由导电材料制 成的接地平面43电隔离。在下部形成具有导电性的输入输出终端44，同时 与接地导电平面43电隔离。在这里，SMT被用来在一侧上形成导电图45 以便于与输入输出终端匹配。在这种情况下，介质块41和上端面的导电图 42的形状与前面所述的形状相同。
通过使用各种材料可以实现各种类型的贴片天线，然而根据本发明的贴片天线使用具有从6到60的高介电常数的陶瓷介质。因此，尽管天线的性 能(增益X带宽oc容量)被降低，但可以获得具有较小尺寸的小的外形。从
而该贴片天线的优点是对通信设备的小型化作出了贡献，并且因为它是嵌入 类型的，所以降低了由器件的外部冲击所造成的损坏的危险。
此外，根据本发明的陶瓷天线可以在包括无线通信或便携式电话的大多
系统使用的几百MHz到几百GHz的频率范围内实现充足的性能，所以未来
应用的范围将很广。
根据现有技术贴片天线存在一个问题，那就是在该贴片天线被开发为具 有右旋圆极化特性的贴片天线的情况下，根据接收特性，它只能接收具有右 旋圆极化的卫星信号，而不能接收被发送为左旋圆极化的卫星信号。
另一方面，根据本发明的非方形片状具有线性极化波的特性。因此，它 可以接收很大范围的信号，而不用考虑卫星信号的极化方向。此外，对于
GPS引擎接收性能的补充是可能的，例如信号处理特性被改进的SIRstar3。
另外，由于非方形贴片天线的线性极化波特性，由于如传统的方形贴片 天线的圆极化而产生的相互干扰效应使得接收率被降低的问题可以被解决， 从而促进了双带宽的设计。
图6至图8是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的其他实施方 式。图6是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第四实施方式的上 端面、侧端以及下端面的示意图.
根据本发明的贴片天线是馈针类型的非方形贴片天线，其由陶瓷介质块 51和导电图52组成。在这里，介质块51以非方形的类型形成。因为导电图 52涂敷在长宽比率不同的介质块51的上部，所以导电图52被延伸到具有较 长长度的一侧的两个侧面。
馈针53位于该贴片天线的上部的导电平面52中，穿过介质块51的上 端面和下端面，同时与上部的导电平面电连接。并且该馈针与下部由导电材料制成的接地平面54电隔离。
可以通过在介质块的一个侧面形成导电图来实现圆极化特性。通过控制 延伸到该侧的导电图的宽度和长度的比例，就可以显示出电特性被改善的线 性极化波特性。
图7是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第五实施方式的上
端面、侧端以及下端面的示意图。
根据本发明的贴片天线是SMT类型的非方形贴片天线的贴片天线，该 贴片天线具有将导电图62延伸到具有较长介质块61的一侧的两个侧面的结 构，该结构与前述的第四实施方式的贴片天线的结构相同。
对于该贴片天线，输入输出终端63以及孔64的内部都用银来涂敷，而 不是第四实施方式中的馈针53用银来涂敷，从而将输入输出终端63和上部 的导电平面62电连接，同时由银制成的导电图62穿过介质块以通向下部由 的导电材料组成的接地平面65，从而SMT可以用来提供贴片天线。
图8是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第六实施方式的示 意图。
根据本发明的贴片天线是SMT类型的非方形贴片天线，该贴片天线具 有将导电图72延伸到具有较长介质块71的一侧的两个侧面的结构，该结构
与前述的第四实施方式的贴片天线的结构相同。
贴片天线的介质块71的上端面的导电平面72与下部由导电材料制成的 接地平面73电隔离。与在下部上形成的接地导电平面73电隔离的输入输出 终端74具有导电性。导电图75在导电图72延伸到的侧面的相反侧面中的 一个侧面上被形成，以便于与输入输出终端匹配。在这里，SMT被应用。
对于根据本发明的根据第四实施方式或第六实施方式的陶瓷介质块的 非方形贴片天线，通过在宽度与长度不同的陶瓷块和介质块上形成导电图可 以获得圆极化特性。另一方面，陶瓷介质块的非方形贴片天线也是与传统的方形贴片天线相 比小型化的天线，其中由于导电图的縮放比例该非方形贴片天线的线性极化 波的特性被改善，同时它可以被安装在使用的机器的内部而且具有接收性能 被改善的特点。
此外，与方形贴片天线不同的双带宽可以被设计。特别地，在具有圆极 化特性的情况下，因为在保持传统贴片天线的接收性能的同时小型化是可能 的，所以两个或多个信道可以在具有定时校准的一个频率内收发，并且能够 带来极化损耗较小的圆极化的优点。
图9是根据本发明的陶瓷介质块的非方形贴片天线的第七实施方式的示 意图。
对于根据本发明的贴片天线，在具有不同长宽比率的介质块76的上部 实现导电图78，其中导电图被移到具有较短长度的一侧的两个侧面的一个或 多个槽在该导电图78中被形成。
馈针77位于该贴片天线的上部的导电平面78中。该馈针穿过介质块76 的上端面和下端面，同时与上部的导电平面电连接。并且它与下部的接地导 电平面79电隔离。对于该贴片天线，在一个侧面是13mm的时候，两个分 别被分离到低频和高频的线性极化波类型的天线特性被显示出来。
在移去具有较短长度的一个侧面的导电图的时候，槽被补充，导电图的 宽度变窄到13mm或更小，以便于在1.8GHz带宽内的其他线性极化天线特 性移动并且变得与低频的另外的线性极化波特性相似。因此，对于每个线性 极化天线特性，频率和大小、相角变化90度，从而显示了圆极化特性。
特别地，在具有圆极化特性的情况下，因为导电图在纵轴可以被縮小的 介质陶瓷块上实施，并且在保持具有传统的贴片天线的接收品质的同时具有 高品质因数特性(Q * f二材料的品质特性)，所以极化特性中的极化损耗减 小的优点被显示出来。此外，该贴片天线具有比方形天线优良的噪声特性。此外，如图10所示，在陶瓷介质块76a使用介电常数为30或高于30 的高介电常数的材料、并且在非方形类型的陶瓷介质块76a中的较短侧面充 分长于12mm或更长时，即使与图6不同，虽然该贴片天线没有在陶瓷介质 块76a的侧表面或槽上形成导电图，并且被移去的较短侧面的导电图中的槽 也不存在于位于非方形陶瓷介质块76a上的导电图78a中，由于上端面的导 电图78a，该非方形陶瓷介质块76a也可以具有圆极化特性。
在导电图中构造的槽的贴片天线并不局限于如上所述的特定实施方式， 但这些贴片天线都可以应用于第二实施方式到第六实施方式。因此，可以使 用馈针类型或SMT类型的非方形贴片天线的各种形式来实现圆极化特性。 特别地，可以将诸如13X18mm或13X20mm的能将导电图延伸到介质块的 侧表面的非方形贴片天线来实现圆极化特性。
然而，对于如13X25mm的一个侧面的长度非常长的贴片天线来说，优 选地，通过在上部的导电图上开槽，同时将导电图延伸到侧表面来实现圆极 化特性。
对于根据第一实施方式到第六实施方式的贴片天线来说，由于如导航系 统的使用机器的宽度，在贴片天线的长度是13mm并且宽度是18 35mm或 35mm或更长时，可以实现线性形式。所以该贴片天线可以被安装在使用的 机器的内部。
另外，在一个侧面的尺寸减小时，通过使用小于Er60的高介电常数可 以改善QfF。例如，对于13X18mm的贴片天线，可以使用相对介电常数 为45且Q * F高于40000的陶瓷粉末。对于13X20mm的贴片天线，可以 使用Q * F为35000且相对介电常数为37的陶瓷粉末。那样，原料的损耗就 可以减少，并且天线的增益可以改善，与传统的方形贴片天线相比接收性能 也是优良的。
以下，参考图11至图23，包括陶瓷介质块的非方形贴片天线的集成天线模块的实施方式将被详细描述。
图11是根据本发明的集成天线模块的第一实施方式。
对于根据该实施方式的集成贴片天线，陶瓷介质块的非方形贴片天线81
和低噪声放大器82通过SMD (表面贴装器件)方法被粘附在窄长的矩形形 状的PCB 83的同一平面上，并且连接将卫星信号从所述低噪声放大器82传 输到引擎的传输线84，其中在SMD方法中，器件被粘附在PCB上，不在 PCB上制孔，并且在将用于自动安装的铅溶解时铅被印制在该PCB上。
根据本发明，对于尺寸为65X10X4.7mm的集成天线模块，贴片天线 81仅位于宽度为13mm的部分中。与方形贴片天线相比，该集成天线模块 显示了长度被变长并且宽度变窄的特性。通过在PCB的同一平面上实施贴 片天线和低噪声放大器来降低天线的高度，使用机器的内部设计可以被改 进。
图12是根据本发明的用于集成天线模块的低噪声放大器的框图示意图。
对于低噪声放大器的电路82，在对从根据本发明的陶瓷介质块的非贴片 天线81接收到的卫星信号执行第一放大8202之后，卫星信号通过带通滤波 器8204，并且随后执行第二放大8206。完成第二放大的信号通过连接电缆 被传输到GPS引擎。
因为能在天线模块中使用的高介电常数的天线由于小型化而具有带宽 较窄的问题，所以低噪声放大器用于将卫星信号放大到接收的卫星信号能在 GPS引擎中被处理的程度。
可以使用将贴片天线直接粘贴在GPS引擎上的方法。然而，在这种情 况下，卫星信号非常微弱，使得它在噪声中也是弱的。因此，如上所述，优 选地，通过低噪声放大器和滤波器的放大，在增益放大等于大约最小24dB 之后将该信号输入到所述GPS引擎。
图13是根据本发明的集成天线模块的第二实施方式示意图。对于根据本实施方式的集成天线模块，陶瓷介质块的非方形贴片天线81
和低噪声放大器82分别通过SMD (表面贴装器件)方法被粘附在PCB 83 的不同侧面上，同时连接将卫星信号从所述低噪声放大器82传输到引擎的 传输线84。这样，根据陶瓷介质块的非方形贴片天线81和低噪声放大器82 被分别粘附在PCB 83的不同侧面的结构，该结构具有最小化在影响从低噪 声放大器到非方形贴片天线的信号传输过程中产生的噪声的优点。 图14是根据本发明的集成天线模块的第三实施方式示意图。 根据本实施方式的集成天线模块，通过同轴电缆85将两个模块连接起 来，其中一个模块是粘附根据本发明的陶瓷介质块的贴片天线81的PCB 83， 另一个模块是粘附低噪声放大器82的PCB 84。
此时，两个PCB都可以是矩形类型，然而，并不局限于矩形并且可以 是预定的形式，例如，可变形的PCB可以被用来代替同轴电缆。根据这种 结构的天线模块，粘附低噪声放大器82的PCB 84具有可以自由旋转360度 的优点。
就是说，如果由于使用了同轴电缆而在接收器和弯曲内部要求空间限 制，那么天线模块可以如图15至图17所示那样来实施，此外，该天线模块 不局限于这些，并且可以根据设计者的目的来实施不同形式。
图18是根据本发明的集成天线模块的第四实施方式示意图。
对于根据该实施方式的集成贴片天线，陶瓷介质块的非方形贴片天线81 和GPS引擎模块91包括小型化的GPS引擎，该引擎通过对在该贴片天线中 接收到的卫星信号执行记忆操作来输出数据，该贴片天线通过SMD (表面 贴装器件)方法被粘附在窄长的矩形形状的PCB 83的相同平面上，其中在 SMD方法中，器件被粘附在PCB上，不在PCB上制孔，并且在将用于自动 安装的铅溶解时，铅被印制在该PCB上。
根据本发明，对于尺寸为65X10X4.7mm的集成天线模块，贴片天线81仅位于宽度为13mm或更少的部分中。与方形贴片天线相比，该集成天
线模块显示了长度被变长并且宽度变窄的特性。
同时，通过使用该方法将DAB或DMB天线替换，并将GPS引擎替换
为DAB引擎或DMB引擎，该集成GPS天线引擎模块不仅可以被用于导航
系统或GPS系统，还可以被用于DAB或DMB系统。
图19是根据本发明的集成天线模块的第五实施方式示意图。 对于根据本实施方式的集成天线模块，根据本发明的陶瓷介质块的非方
形贴片天线81和GPS引擎模块91通过SMD (表面贴装器件)方法被分别
粘附在PCB 92的不同侧面，该结构具有最小化在影响低噪声放大器和非方
形贴片天线的信号传输过程中产生的噪声的优点。
图20是根据本发明的集成天线模块的第六实施方式示意图。 对于该实施方式，通过同轴电缆95将两个摸块连接起来，其中一个模
块是粘附根据本发明的陶瓷介质块的贴片天线81的PCB93，另一个模块是
粘附GPS引擎模块91的PCB 94。
此时，两个PCB都可以是矩形类型，然而，并不局限于矩形并且可以
是预定的形式，例如，可变形的PCB可以被用来代替同轴电缆。根据这种
结构的天线模块，粘附GPS引擎模块91的PCB 94具有可以自由旋转360
度的优点。
就是说，如果由于使用了同轴电缆而在接收器和弯曲内部要求空间限 制，那么天线模块可以如图21至图23所示那样来实施，此外，该天线模块 不局限于这些，并且可以根据设计者的目的来实施不同形式。
此时，GPS引擎模块可以使用低噪声放大器与小型化的GPS引擎的集 成的类型来实施，或使用GPS引擎本身而不使用低噪声放大器来实施，或 使用带通滤波器和GPS引擎来实施。因此，如果需要，本领域的技术人员 可以设计该GPS引擎，并且通常优选地将小型GPS引擎、带通滤波器与单端低噪声放大器集成。
以上说明了本发明的实施方式，然而本发明不局限于上面所述的特定实 施方式。对于本领域的技术人员来说，在不偏离本发明的精神或范围的情况 下，可以对本发明做出各种修改和改变将是显而易见的。因此，本发明要包 括本发明的从属权利提供的范围中的修改和改变以及它们的等价物。
例如，不局限于根据本发明的集成天线模块或集成GPS天线引擎模块。 然而，通过对具有与低噪声放大器或GPS引擎模块的导电性的材料执行地 面屏蔽，以用于天线噪声干扰的消除以及振荡的防止，就可以降低影响放大 器中的天线的噪声感应。
工业实用性
根据本发明的陶瓷介质块(衬底)的非方形贴片天线、以及使用该非方 形贴片天线的集成天线模块，是相对于通常使用的方形贴片天线小型化的天 线或天线模块，它们具有可以被安装在使用的机器内部的特点并且其接收性
能被改善。
也就是说，在使用根据本发明的具有线性极化波特性的非方形贴片天线
的情况下，虽然其在多路信号(噪声)中很弱，但接收性能可以使用如SIRstar 3的引擎的信号处理的改进来补充，同时不管是左旋圆极化还是右旋圆极化 都可以使用相同的天线。此外，与传统的方形贴片天线相比，通过小型化天 线模块的尺寸，该贴片天线具有可以被安装在终端内部的特点。
另外，在非方形介质块使用介电常数为30或更高的高介电常数并且较 小轴的长度被扩展12mm或更长时，通过在根据本发明的具有不同宽度和长 度的非方形贴片天线的介质块的侧表面形成导电图，或通过在介质块的顶端 形成导电图来显示圆极化特性，圆极化特性被显示出来。
另外，根据相对于传统的方形贴片天线小型化的天线的导电图的縮放比例，陶瓷介质块的非方形贴片天线中的线性极化波特性被改善，该非方形贴 片天线被安装在使用的机器内部并且具有接收性能被改善的效果。
另外，对于在非方形贴片天线的上端面的导电图上形成一个或多个槽的 情况，导电图的宽度变窄了。因此，在1.8GHz带宽中的其它线性极化天线 的特性逐渐地移到了低频，并且与其它低频的线性极化天线很接近。此外，
频率、幅度以及相角变化90度以显示圆极化特性。
特别地，对于具有圆极化特性的非方形贴片天线来说，可以在将其小型 化的同时仍能保持具有传统的方形贴片天线的接收性能。因此，带来了圆极 化的极化损耗降低的优点。此外，促进了双带天线的制造，因此在带来传统 的方形贴片天线的优点的同时可以克服其缺点。
此外，使用在一个PCB上的低噪声放大器来实施的集成天线模块中的 非方形贴片天线、以及使用一个PCB上的GPS引擎模块来实施的方形贴片 天线，在保证传统的方形贴片天线的接收性能的同时可以被小型化，因此它 们可以被放置在使用的机器内部。所以传统终端具有的设计问题可以被解决。
此外，集成天线模块或集成GPS天线引擎模块可以以与宽度方向平行 的方向放置在使用的机器的上部，而且可以通过终端的设计来实施轻微地弯 曲或倾斜。因此，可以被用于更多不同应用。
权利要求
1、一种用于接收卫星信号或地面的填隙信号的非方形贴片天线，该非方形贴片天线包括陶瓷介质块，以长宽比不同的非方形类型来形成；以及导电图，被涂覆在具有不同长宽比的所述陶瓷介质块的上部，其中通过该导电图来得到线性极化波特性。
2、 一种用于接收卫星信号或地面的填隙信号的非方形贴片天线，该非方形贴片天线包括陶瓷介质块，以长宽比不同的非方形类型来形成；以及导电图，被涂覆在从所述陶瓷介质块的上部延伸到具有较长长度的侧面 的两侧，其中通过控制延伸到所述陶瓷介质块两侧的导电图的尺寸来得到圆极 化或线性极化波特性。
3、 根据权利要求1或2所述的非方形贴片天线，其中在所述导电图中 的所述陶瓷介质块的上部形成一个或多个槽，该槽中的导电图从具有较短长 度的侧面的两侧被删除，其中从所述导电图得到圆极化特性。
4、 根据权利要求1或2所述的非方形贴片天线，该非方形贴片天线还 包括输入输出终端，该输入输出终端包括馈针，该馈针位于所述陶瓷介质块 的上部，与所述上部的导电图电连接，并且该馈针穿过所述陶瓷介质块以与 下部的由导电材料制成的接地面电隔离。
5、 根据权利要求1或2所述的非方形贴片天线，该非方形贴片天线还包括输入输出终端，该输入输出终端位于所述陶瓷介质块的上部，并与所述 上部的导电图电连接，穿过所述陶瓷块的槽的内部被用银填充，并且该槽穿 过所述陶瓷介质块以与下部的由导电材料制成的接地面电隔离。
6、 根据权利要求1或2所述的非方形贴片天线，该非方形贴片天线还 包括输入输出终端，该输入输出终端与下部的接地平面电隔离，其中所述陶瓷介质块的上部的导电图与所述下部的由导电材料制成的 接地平面电隔离，其中用于与所述输入输出终端匹配的所述导电图在具有所述陶瓷介质 块的较短长度的侧面的侧表面中形成。
7、 一种用于接收卫星信号或地面的填隙信号的非方形贴片天线，该非方形贴片天线包括陶瓷介质块，以长宽比不同的非方形类型来形成；以及 导电图，被涂覆在具有不同长宽比的所述陶瓷介质块的上部， 其中所述陶瓷介质块的介电常数使用30或更高的高介电常数，在将较小轴的宽度扩大到12mm或更大之后，通过控制所述导电图的尺寸能够得到圆极化特性或线性极化波特性。
8、 一种集成天线模块，该集成天线模块包括根据权利要求1或2所述的用于接收所述卫星信号或所述地面的填隙信 号的非方形贴片天线；单端或多端低噪声放大器，用于将由所述贴片天线接收的信号放大到在 引擎中能够处理的信号等级；印制电路板，在该印刷电路板中安装有所述贴片天线和所述低噪声放大器；以及传输线，用于将在所述低噪声放大器中放大的信号传输到所述引擎。
9、 根据权利要求8所述的集成天线模块，其中所述贴片天线和所述低 噪声放大器被安装在所述印制电路板的相同平面上。
10、 根据权利要求8所述的集成天线模块，其中所述贴片天线和所述低 噪声放大器被分别安装在所述集成电路板的不同平面上。
11、 一种集成天线模块，该集成天线模块包括根据权利要求1或2所述的用于接收所述卫星信号或所述地面的填隙信号的非方形贴片天线；单端或多端低噪声放大器，用于将由所述贴片天线接收的信号放大到能 在引擎中处理的信号等级；两个印制电路板，在该两个印刷电路板中分别安装有所述贴片天线和所 述低噪声放大器；同轴电缆，用于连接安装有所述贴片天线的印制电路板和安装有所述低 噪声放大器的印制电路板；以及传输线，用于将在所述低噪声放大器中放大的信号传输到所述引擎。
12、 一种集成天线模块，该集成天线模块包括根据权利要求1或2所述的用于接收所述卫星信号或所述地面的填隙信 号的非方形贴片天线；GPS引擎模块，包括小型化GPS引擎，其中该小型化GPS引擎在由所述贴片天线接收的信号上执行操作动作并且输出数据；印制电路板，在该印刷电路板中安装有所述贴片天线和所述GPS引擎模块。
13、 根据权利要求12所述的集成天线模块，其中所述贴片天线和所述 GPS引擎被安装在所述集成电路板的相同平面上。
14、 根据权利要求12所述的集成天线模块，其中所述贴片天线和所述 GPS引擎被分别安装在所述集成电路板的不同平面上。
15、 一种集成天线模块，该集成天线模块包括-根据权利要求1或2所述的用于接收所述卫星信号或所述地面的填隙信 号的非方形贴片天线；GPS引擎模块，包括小型化GPS引擎，该小型化GPS引擎在由所述贴 片天线接收的信号上执行操作动作并且输出数据；两个印制电路板，在该两个印刷电路板中分别安装有所述贴片天线和所 述GPS引擎模块；同轴电缆，用于连接安装有所述贴片天线的印制电路板和安装有所述 GPS引擎的印制电路板。
16、 根据权利要求ll所述的集成天线模块，其中所述GPS引擎模块包 括用于将由所述贴片天线接收的信号放大到在引擎和GPS引擎中能够处理 的信号等级的单端或多端低噪声放大器，或者该GPS引擎模块除所述低噪 声放大器之外仅包括GPS引擎，或者该GPS弓I擎模块包括带通滤波器和GPS 引擎。
全文摘要
公开了一种非方形贴片天线以及利用该非方形贴片天线的集成天线模块。对于根据本发明的用于接收卫星信号或地面的填隙信号的非方形贴片天线，包括陶瓷介质块，该陶瓷介质块以长宽比不同的非方形类型来形成；以及导电图，该导电图被涂覆从所述陶瓷介质块的上部延伸到具有较长长度的侧面的两侧，其中通过该导电图可以得到圆极化特性或线性极化波特性。因此，在保持现有天线的接收性能或优于现有天线的接收性能的同时，内置式可以被实施以满足小型化和可便携性。
文档编号H01Q1/38GK101449423SQ200780018054
公开日2009年6月3日 申请日期2007年5月10日 优先权日2006年5月18日
发明者李秀吉, 赵东衍, 金奉锡, 金孝珍 申请人:帕特仑株式会社