专利名称：多频贴片天线装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信天线领域，尤其涉及测量天线中的多频贴片天线装置。
背景技术：
随着卫星导航以及测量技术的不断发展，卫星定位系统也得到了日益广泛的应 用。目前，全球已有多个国家建立了自己的卫星定位系统，如中国的北斗系统、美国的GPS 系统、俄罗斯的GL0NASS系统以及欧洲的GALILEO系统。随着这些卫星系统的不断成熟及 民用化进程的深化，作为卫星定位系统关键技术之一的高性能接收设备测量天线，已成为 倍受关注的一个热点技术。另外，移动通讯系统的发展也带来了天线技术的变革，在第三代移动通讯系统中， 无论是CDMA2000系统，还是TDS-CDMA或者WCDMA系统，通信天线往往都成为技术发展的关
键要素之一。无论是卫星定位系统，还是移动通信系统，测量天线性能的优劣都直接影响接收 设备的定位精度，进而影响整个系统的工作能力，定位精度越高，可以满足的业务应用范围 越广、业务支持能力越强。目前，对于高端定位应用，其精度要求已经达到毫米级，而对于定 位精度要求在毫米级的高精度测量天线，单一频段已不能满足要求，如GPS高精度接收天 线，必须在接收Ll载波的同时接收其L2载波，进而消除电离层的干扰，以期提高精度。在 这样的趋势下，为保证接收机更稳定的工作，能同时接收多个卫星系统或通信系统的接收 机已成了信号接收系统研究的主要方向，而通信以及测量天线作为接收机的关键部件，自 然需要满足更高的要求。中国专利CN101136503A公开了一种提高低仰角增益的环形卫星导航天线及其制 备方法，通过去除基板中间介质技术、地板内缩技术、短路技术，减小了高次模的影响，提高 了低仰角增益和频带宽度，可工作于1. 559GH/1. 561GHz/l. 575GHz频带，并且适用于GPS/ GALLE0/BD2三个卫星导航系统的导航终端。但是，该专利所述技术只是应用在地段的导航 终端或移动终端，其定位精度较差，满足不了高端定位系统及通信系统对天线精度的要求。高精度卫星定位系统以及高端移动通信系统的载波一般多采用圆极化方式，相应 的多频天线一般也都采用螺旋天线、缝隙天线或贴片天线来满足接收圆极化信号的需求。 螺旋天线具有较好的圆极化性能及宽频特性，但空间体积较大，不仅不易内置，而且也很难 与载体共形。缝隙天线由于导体表面的不连续性，不易实现馈电方式，且很难找到合适的相 位中心。相比较而言，贴片天线具有平面化、结构简单、易馈电、占用空间小且易设计加工等 优点，近年来被大量应用于各类高端无线通信终端中。但是如果采用常规的贴片天线设计方式，平板天线的阻抗带宽和圆极化带宽都较 窄，低仰角增益也很难满足卫星导航接收机的要求。而若采用目前常见的单馈点微扰方式 来设计圆极化天线，虽然能保证增益特性，但由于加工工艺固有的局限性，很难保证轴比的 一致性，更重要的是，这种方案不能保证天线相位中心与几何中心的重合，这种技术若在普 通导航天线使用，对导航不会产生太大的影响，而若用在高精度的测量领域，则会严重影响到测量精度。
实用新型内容本实用新型的主要目的是提供一种高精度、高稳定性、高增益多频贴片天线装置， 以期克服现有技术存在的精度低、稳定性差以及增益不足的缺点。本实用新型构造的一种多频贴片天线装置，包括贴片天线装置、PCB板、屏蔽罩及 低噪声放大电路，所述贴片天线装置进一步包含第一频段馈电网络和第二频段馈电网络、 第一频段馈电探针、第二频段馈电探针以及至少四个馈点，该至少四个馈点构成至少两组 馈电点，该至少两组馈电点一端与所述贴片天线连接，另一端通过所述第一频段馈电探针 和第二频段馈电探针分别穿过所述PCB板与所述第一频段馈电网络和第二频段馈电网络 相连接；所述屏蔽罩与所述PCB板连接。所述各组馈电点分别围绕所述多频贴片天线装置 中心轴线均勻分布。所述第一频段馈电网络包括微带线、电桥A、电桥B和电桥C，所述第一频段馈电探 针分别接所述电桥A与电桥B的输入端，从所述电桥A与电桥B输出的信号分别经过相差 四分之一波长的微带线后到达所述电桥C的两输入端口，然后从所述电桥C的输出端口输 出，其中各电桥的匹配端口分别接匹配负载。 所述第二频段馈电网络包括微带线、电桥D、电桥E和电桥F，所述第二频段馈电探 针分别接所述电桥D与电桥E的输入端，从所述电桥D与电桥E输出的信号分别经过相差 四分之一波长的微带线后到达所述电桥F的两输入端口，然后从所述电桥F的输出端口输 出，其中各电桥的匹配端口分别接匹配负载。相对于现有技术而言，本实用新型具有明显的优势首先，本实用新型采用了多馈 点技术，这一设计方案在提高带宽的同时，也提高了天线相位中心的稳定度，使得天线装置 的测量精度进一步提高；其次，本实用新型所述多个馈电网络结构，确定了天线的极化方 式，降低了轴比，同时使得匹配变得更加简单，使得天线变得更加紧凑。本实用新型所述装置不仅在性能上较之现有技术有着非常明显的优势，而且本实 用新型所述装置加工容易，装配简单，一致性好，适合批量生产，产业价值高。
图1是本实用新型所述多频贴片天线装置的俯视图。图2是本实用新型所述多频贴片天线装置的剖视图。图3是本实用新型所述多频贴片天线装置的底视图。图4是本实用新型所述多频贴片天线装置的第一频段馈电网络示意图。图5是本实用新型所述多频贴片天线装置的第二频段馈电网络示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施方式
对本实用新型所述装置做进一步的详细说明。本实用新型所述的多频贴片天线装置在卫星定位系统和移动通信系统中有着非 常广泛的应用，尤其是在涉及具有高精度、零相位中心要求的高端领域，更是有着非常重要 的价值。本实用新型所述装置在包括GPS接收机天线、GPS+GL0NASS接收天线以及基站天
4线等设备上，可以非常有效的发挥其性能优势。 图1到图5为本实用新型所述多频贴片天线装置的一个具体实施方案结构图。如图1和图2所示，所述的多频贴片天线装置包括上层贴片1、四套锁紧螺钉3、上 层高频基板5、第二层贴片8、第三层贴片9、下层高频基板4、下层贴片10、PCB板6、四根第 一频段馈电探针2、四根第二频段馈电探针7、屏蔽罩11、第一频段馈电网络(如图4)、第二 频段馈电网络(如图5)及低噪声放大电路。所述PCB板分顶层与底层，底层与所述下层贴 片10紧密接触，顶层放置所述第一频段馈电网络、第二频段馈电网络及低噪声放大电路， 所述屏蔽罩11也与顶层接地部分直接焊接。所述四根第一频段馈电探针2的一端以所述 上层贴片1的圆心为中心，均勻对称的分布于所述上层贴片1上，并与所述上层贴片1直接 焊接，另一端分别穿过所述上层高频基板5、第二层贴片8、第三层贴片9、下层高频基板4、 下层贴片10、PCB板6的过孔，最后与所述第一频段馈电网络中电桥A22的输入端口 16及 电桥B17的输入端口 18直接相连(如图4)。同样所述四根第二频段馈电探针7的一端以 所述第三层贴片9的圆心为中心，均勻对称的分布于所述第三层贴片9上，并与第三层贴片 9直接焊接。另一端分别穿过所述下层高频基板4、下层贴片10、PCB板6的过孔，最后与所 述第二频段馈电网络中电桥D30的输入端口 32及电桥E34的输入端口 33直接相连(如图 5)。如图4，第一频段馈电网络包括电桥A22、电桥B17、电桥C12及短微带线14和长微 带线15，所述四根第一频段馈电探针2分别从电桥A22的输入端口 16及电桥B17的输入端 口 18输入，从电桥B17和电桥A22输出的信号分别接长微带线15与短微带线14，长微带线 15比短微带线14长四分之一波长(相对于第一频段)，然后分别与电桥C12的两输入端口 23相连，最后由电桥C12输出端口 13输出，电桥A22匹配端口 20、电桥B17匹配端口 19、电 桥C12匹配端口 21分别接匹配负载。通过第一频段馈电网络不仅轻易的使天线在第一频 段实现右旋圆极化，而且使馈电简单化，并且结构简单。同样的道理，如图5所示，通过第二 频段馈电网络，使天线在第二频段实现右旋圆极化。本实用新型的整体连接流程为第一频段的信号经贴片天线由所述四根第一频段 馈电探针2与第一频段馈电网络中电桥A22的输入端口 16和电桥B17的输入端口 18相连， 然后经过所述电桥C12的两输入端口 23，再到达所述电桥C12输出端口 13，进而到低噪声 放大电路中。同理，第二频段的信号经贴片天线由所述四根第二频段馈电探针7与所述第 二频段馈电网络相连后，信号由所述电桥F27的输出端口 25输出，进而到低噪声放大电路 中。
权利要求一种多频贴片天线装置，包括贴片天线装置、PCB板(6)、屏蔽罩(11)及低噪声放大电路，所述贴片天线装置进一步包含第一频段馈电网络和第二频段馈电网络、第一频段馈电探针(2)、第二频段馈电探针(7)以及至少四个馈点，该至少四个馈点构成至少两组馈电点，该至少两组馈电点一端与所述贴片天线连接，另一端通过所述第一频段馈电探针(2)和第二频段馈电探针(7)分别穿过所述PCB板(6)与所述第一频段馈电网络和第二频段馈电网络相连接；所述屏蔽罩(11)与所述PCB板(6)连接。
2.根据权利要求1所述的多频贴片天线装置，其特征在于，所述各组馈电点分别围绕 所述多频贴片天线装置中心轴线均勻分布。
3.根据权利要求1所述的多频贴片天线装置，其特征在于，所述第一频段馈电网络包 括微带线(14、15)、电桥A(22)、电桥B(17)和电桥C(12)，所述第一频段馈电探针(2)分别 接所述电桥A(22)与电桥B(17)的输入端，从所述电桥A(22)与电桥B(17)输出的信号分 别经过相差四分之一波长的微带线(14、15)后到达所述电桥C(12)的两输入端口，然后从 所述电桥C(12)的输出端口输出，其中各电桥的匹配端口分别接匹配负载。
4.根据权利要求1所述的多频贴片天线装置，其特征在于，所述第二频段馈电网络包 括微带线(28、29)、电桥0(30)、电桥￡(34)和电桥F (27)，所述第二频段馈电探针(7)分别 接所述电桥D (30)与电桥E (34)的输入端，从所述电桥D (30)与电桥E (34)输出的信号分 别经过相差四分之一波长的微带线(28、29)后到达所述电桥F(27)的两输入端口，然后从 所述电桥F(27)的输出端口输出，其中各电桥的匹配端口分别接匹配负载。
5.根据权利要求3或4所述的多频贴片天线装置，其特征在于，所述微带线(14、15)为 短微波带(14)和长微波带(15)，两个微波带相差四分之一波长。
专利摘要本实用新型涉及一种多频贴片天线装置，包括贴片天线装置、PCB板、屏蔽罩及低噪声放大电路，所述贴片天线装置进一步包含第一频段馈电网络和第二频段馈电网络、第一频段馈电探针、第二频段馈电探针以及至少四个馈点，该至少四个馈点构成至少两组馈电点，该至少两组馈电点一端与所述贴片天线连接，另一端通过所述第一频段馈电探针和第二频段馈电探针分别穿过所述PCB板与所述第一频段馈电网络和第二频段馈电网络相连接；所述屏蔽罩与所述PCB板连接。本实用新型提高了天线相位中心的稳定度，降低了轴比，同时使得匹配变得更加简单，使得天线变得更加紧凑。
文档编号H01Q13/08GK201616504SQ200920129718
公开日2010年10月27日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者贾延波 申请人:深圳市华信天线技术有限公司