车用双频段pcb天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆用天线。具体来说，本发明涉及一种扩展带宽的车用双频段印刷电路板(PCB:Printed Ciruit Board)天线，其设置在具有供电电路(feed circuit)的主板上并在低频段和高频段上稳定运行。
【背景技术】
[0002]车辆用天线执行如下功能:发送/接收无线电信号，使得配置在车辆内的用于广播/通信的收发器可以与外部设备通信。现有技术的车辆用天线通常仅为接收AM/FM无线电信号而装置。作为这种天线，广泛使用一种内部不包含放大电路的单极型的无源天线。但是，该现有技术的天线要求达到约70cm的物理长度，这成为有损外形和车辆行驶性能的因素。
[0003]于是，一种包含内部放大电路的有源天线被开发出来以减小天线的物理长度和克服接收信号变差的问题。有源天线主要为极型螺旋天线(poly-type helical antenna)，其为具有螺旋线圈形状(spiral coil shape)的结构的天线以使谐振能够在比基本谐振长度短的长度上产生。该螺旋天线可以通过调节长度和节距(Pitch)，在特定频段产生谐振而接收广播信号。
[0004]同时，随着包括移动通信等的服务的商业化，应用信息/通信技术的各种设备和新电子产品不断被开发。此外，为满足消费者的不同需求，执行与互联网、TV、GPS、卫星无线电(satellite rad1)、DMB、远程信息处理(telematics)等有关的功能的电子产品被开发出来并搭载在车辆上。由于如上所述包括互联网、TV、GPS、卫星无线电(satellite rad1)、DMB、远程信息处理(telematics)等在内的车辆的无线电服务种类的增加，对能够在多频段工作的天线，特别是支持多频段无线电通信服务的集成天线的需求也增加了。
[0005]以下参考【附图说明】现有技术的车用集成天线。
[0006]图1为以藍鱼鳍天线(shark-fin antenna)实现的示出外壳由点线所示的车用集成天线的例子的透视图。
[0007]如图所示，鲨鱼鳍天线包含底座(pad) 1、框架(frame) 2、外壳3和主板4等，也可以具备作为与主板4连接的内置天线的微带天线(patch antenna) 5、螺旋天线6、PCB天线7等。这里，微带天线5可以是在卫星无线电频段工作的卫星无线电天线，而螺旋天线6可以是用于接收广播信号的天线，如在DMB频率段上工作的DMB接收天线。PCB天线7是在PCB的表面形成设计为在预定频率段工作的天线图案后将这种天线图案连接在主板4的电路中而实现的天线。另外，PCB天线7可以是在移动通信频段工作的天线。
[0008]远程信息处理单元(TMU, Telematics Unit)内置有集成天线以与外部设备通信，从而具有发送/接收用于TMU的无线电信号的功能。近来，集成天线已经由现有TMU的规格进化为长期演进(LTE，Long Term Evolut1n)的规格。LTE具有宽的频段宽度同时具有多频段(mult1-band)，所以需要开发LTE天线来延长工作频率的带宽。特别地，各个通信运营商使用不同的LTE频率。举例来说，LTE的使用频率具有多频段，如824MHz?894MHz、1710MHz ?1870MHz、1920MHz ?2170MHz。
[0009]因此，为了实现满足多频段的工作特性的天线，有必要开发例如能在824MHz?894MHz低频段和1710MHz?2170MHz高频段上工作的双频段天线，特别是在高频段上带宽宽的天线。
[0010]但是，为了能实现多频段工作特性的LTE天线，带宽应被扩展以使LTE天线能在包括现有移动通信频段在内的更广的频段中工作。但是，在双频段天线中应用通用带宽扩展方法可能很难。例如，当应用在高频段扩展带宽的方法以实现在低频段824MHz?894MHz和高频段1710MHz?2170MHz上均工作的双频段天线时，对低频段可能产生负面影响，从而难以使用双频段天线。
【发明内容】
[0011]本发明提供一种可以在双频段中稳定工作的车用天线。本发明还提供一种具有扩展带宽的车用双频段PCB天线，其设置在具有供电电路(feed circuit)的主板上。所述双频段PCB天线可以设置在鲨鱼鳍天线中，可以在低频段和高频段均能稳定工作，而不对低频段造成负面影响，且能相对地扩展高频段的带宽。
[0012]在一实施方式中，本发明提供一种具有扩展带宽的车用双频段PCB天线，其设置在具有供电电路的主板上，所述双频段PCB天线包括:PCB，其垂直直立地设置在所述主板上，并具有第一表面和与所述第一表面相反侧的第二表面；主天线图案，其形成在所述PCB的第一表面上，以在包括低频段和高频段在内的双频段工作；和带宽扩展图案，其形成在所述PCB的第二表面上，并形成为在高频段工作，所述带宽扩展图案具有隔着所述PCB与所述主天线图案的部分形成重叠部分的耦合短截线(coupling stub)，以实现与所述主天线图案的部分一起在高频段工作的具有扩展带宽的天线。
[0013]在一实施方式中，所述带宽扩展图案可以通过所述主板接地。所述带宽扩展图案垂直地形成在所述PCB的第二表面上。所述耦合短截线经延伸从所述带宽扩展图案的一侧侧向突出。作为所述带宽扩展图案的下端部分的接地端可以通过所述主板接地。所述主天线图案可以包括:在所述PCB的第一表面形成的下侧的第一图案部和上侧的第二图案部；在所述第一图案部和所述第二图案部之间形成的低通滤波器部，其阻挡低频段和高频段中的高频段的信号；和在所述第一图案部形成的供电部，其与所述主板的供电电路电连接。所述低通滤波器部可以配置成包括:分别形成在所述PCB的第一表面和第二表面上的具有电感成分的第一电感图案和第二电感图案、以及形成在所述PCB的第二表面的具有电容成分的电容图案。所述电容图案可以与所述第一图案部连接成一体，所述第一电感图案可以与所述电容图案连接成一体，所述第二电感图案可以电连接在所述第一电感图案与所述第二图案部之间。所述第二电感图案可以通过形成在所述PCB中的通孔与所述第一电感图案及所述第一图案部电连接。所述第一电感图案和所述第二电感图案可以形成为两端在所述PCB的第一表面和第二表面开口的环形(loop shape)图案。所述第一电感图案和所述第二电感图案的两端的开口方向可以互不相同。所述第一电感图案和所述第二电感图案可以通过所述通孔电连接，进而整体形成螺旋图案形状。
[0014]因此，本发明提供的PCB天线设有在包括低频段和高频段在内的双频段工作的主天线图案、和耦合到在主天线图案中的高频段工作的第一图案部的单独的带宽扩展图案，使得高频段的带宽可以得到扩展而不对低频段的工作产生负面影响，结果是能够在双频段稳定工作。
[0015]本发明的以上和其他特征在将在下文中讨论。
【附图说明】
[0016]现在，将参考示出本发明的某些实施方式的附图详细描述本发明的以上特征和其它特征，这些附图是在下文给出，仅作为示例的目的，因此不限制本发明，其中:
[0017]图1是示出以鲨鱼鳍天线实现的车用集成天线的例子的透视图；
[0018]图2是根据本发明的示例性实施方式的PCB天线的前视图；
[0019]图3是根据本发明的示例性实施方式的PCB天线的后视图；
[0020]图4是根据本发明的示例性实施方式的PCB天线的前透视图；
[0021]图5是根据本发明的示例性实施方式的PCB天线的后透视图；
[0022]图6和图7是示出高频段的单极(monopole)天线的阻抗和额外的接地单极天线的阻抗的视图；
[0023]图8是示出现有的没有带宽扩展图案的双频段单极天线的电压驻波比(VSWR:Voltage Standing Wave