小型化车载gps微带缝隙天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车天线技术，具体是小型化车载GPS微带缝隙天线。
【背景技术】
[0002]常见的汽车天线均是柱状体天线，其安装不方便，使得车体顶部设置有突出，外观影响大，而天线外置经常遭受风吹日晒，使用寿命低，因此，我们需要设置一种具备较宽宽度的平板式天线，可以克服传统柱状天线的缺陷，而设置出的平板天线可以集成在车顶，不会外露，外观结构造型良好，使用寿命可以提高，过去几年的研究表明，TEM喇叭、贴片天线和开槽天线等可以作为超宽带天线使用，其中贴片天线有轮廓低、重量轻、容易集成和制造成本低等优点，在移动通信的应用中有潜在的优势。但是贴片天线的带宽比较窄，一些研究者已经尝试做了增进带宽的工作，电阻加载和改变天线的形状是两类成功的尝试。电阻加载会降低天线的效。有的平面单极子天线有一个较大的地板与天线臂垂直放置，这给天线的小型化设计带来了不便。共面波导馈电和开槽相结合的方法也可以增加天线的带宽。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种小型化车载GPS微带缝隙天线，可以实现了天线的较宽的宽带。
[0004]本发明的目的主要通过以下技术方案实现:小型化车载GPS微带缝隙天线，包括介质基板、位于介质基板下侧面的接地板、位于介质基板上侧面的微带线，所述微带线包括矩形的主臂微带线，还包括位于主臂微带线左侧并与主臂微带线连接的第一左侧臂微带线和第二左侧臂微带线，还包括位于主臂微带线右侧并与主臂微带线连接的第一右侧臂微带线和第二右侧臂微带线，第一左侧臂微带线和第二左侧臂微带线、第一右侧臂微带线和第二右侧臂微带线均为矩形微带线，第一左侧臂微带线和第二左侧臂微带线之间的间隙为间隙P1，第一左侧臂微带线和第二左侧臂微带线之间的间隙为间隙P2，Pl小于P2，所述接地板还开有左侧矩形缝隙和右侧矩形缝隙，左侧矩形缝隙的投影位于主臂微带线的左侧，右侧矩形缝隙的投影位于主臂微带线的右侧，主臂微带线还连接有差分输入端。
[0005]本发明的微带天线结构，利用电抗加载的方法可以实现双频工作，此时双频比可以调节得较接近。该天线的顶部是一个左右不对称的分支型微带线，即采用上述四个侧臂微带线和侧臂微带线构成的分支型微带线。分支型馈电的优点是该馈电方法可以获得较宽的带宽并且使天线在很宽的频率范围内达到很好的阻抗匹配。在本设计中，在接地板开了两个矩形缝隙，即左侧矩形缝隙和右侧矩形缝隙，通过调整微带线分支和矩形缝隙的相对位置以及矩形缝隙的大小来获得最佳匹配，天线的底部接地板上刻蚀了两个矩形缝隙，这样相当于引入了两个电抗元素，产生了两个谐振点。天线可使用FR - 4作为介质基板，基板的厚度为1.6 mm，相对介电常数为4.2，接地板的尺寸为50 mm X 50 mm。由于矩形缝隙所在的面的边沿存在较强的绕射场，所以选择合适的介质基片大小，可以获得较好的远场方向图。馈电点在宽边的中心。
[0006]为了实现接口的阻抗匹配，主臂微带线的特性阻抗为50 Ω，第一左侧臂微带线和第二左侧臂微带线、第一右侧臂微带线和第二右侧臂微带线的特性阻抗均为100 Ω。
[0007]主臂微带线的宽度为W5，W5为3.0 mm。
[0008]天线的回波损耗对两个矩形缝隙的长度L1、L2和宽度W3、W4的变化比较敏感，因此选取以上4个参数对它们进行参数分析。每个参数选取一个初始值，当一个参数变化时，其他参数保持不变。研究发现，采用下述参数，可以获得较佳的天线参数，其参数如下:左侧矩形缝隙的长度为LI，右侧矩形缝隙的长度为L2，左侧矩形缝隙的宽度为W3，右侧矩形缝隙的宽度为 W4，LI 小于 L2，W3 小于 W4。LI = 24 mm，L2 = 42 mm，W3 =13mm，W4 = 18mmD
[0009]本发明的优点在于:从天线在谐振频率1.9 GHz和2.4 GHz两处的增益可以看出，该缝隙天线的辐射是双向性的，缝隙上、下方的辐射场最强，辐射强度基本相同。天线的谐振频率为1.9 GHz时，最大增益为1.4 dBi ;天线谐振频为2.4 GHz时，最大增益为2.9dB1天线具有一定的方向性，但是天线的增益并不高，因此这种天线可以作为全向天线来使用，适用于接收周围的射频无线能量。同时该天线易于加工，特别适合于汽车车顶集成结合，不影响汽车外形结构。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的示意图。
[0011]图中的附图标记分别表示为:1、介质基板，2、主臂微带线，4、第一左侧臂微带线，
5、第二左侧臂微带线，3、左侧矩形缝隙，6、第一右侧臂微带线，7、第二右侧臂微带线，8、右侧矩形缝隙，9、差分输入端。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0013]实施例1:
如图1所示。
[0014]小型化车载GPS微带缝隙天线，包括介质基板1、位于介质基板I下侧面的接地板、位于介质基板I上侧面的微带线，所述微带线包括矩形的主臂微带线2，还包括位于主臂微带线2左侧并与主臂微带线2连接的第一左侧臂微带线4和第二左侧臂微带线5，还包括位于主臂微带线2右侧并与主臂微带线2连接的第一右侧臂微带线6和第二右侧臂微带线7，第一左侧臂微带线4和第二左侧臂微带线5、第一右侧臂微带线6和第二右侧臂微带线7均为矩形微带线，第一左侧臂微带线4和第二左侧臂微带线5之间的间隙为间隙P1，第一左侧臂微带线4和第二左侧臂微带线5之间的间隙为间隙P2，P1小于P2，所述接地板还开有左侧矩形缝隙3和右侧矩形缝隙8，左侧矩形缝隙3的投影位于主臂微带线的左侧，右侧矩形缝隙8的投影位于主臂微带线的右侧，主臂微带线还连接有差分输入端9。
[0015]本发明的微带天线结构，利用电抗加载的方法可以实现双频工作，此时双频比可以调节得较接近。该天线的顶部是一个左右不对称的分支型微带线，即采用上述四个侧臂微带线和侧臂微带线构成的分支型微带线。分支型馈电的优点是该馈电方法可以获得较宽的带宽并且使天线在很宽的频率范围内达到很好的阻抗匹配。在本设计中，在接地板开了两个矩形缝隙，即左侧矩形缝隙和右侧矩形缝隙，通过调整微带线分支和矩形缝隙的相对位置以及矩形缝隙的大小来获得最佳匹配，天线的底部接地板上刻蚀了两个矩形缝隙，这样相当于引入了两个电抗元素，产生了两个谐振点。天线可使用FR - 4作为介质基板，基板的厚度为1.6 mm，相对介电常数为4.2，接地板的尺寸为50 mm X 50 mm。由于矩形缝隙所在的面的边沿存在较强的绕射场，所以选择合适的介质基片大小，可以获得较好的远场方向图。馈电点在宽边的中心。
[0016]为了实现接口的阻抗匹配，主臂微带线的特性阻抗为50 Ω，第一左侧臂微带线4和第二左侧臂微带线5、第一右侧臂微带线6和第二右侧臂微带线7的特性阻抗均为100 Ω 0
[0017]主臂微带线的宽度为￥5，胃5为3.0.!。
[0018]天线的回波损耗对两个矩形缝隙的长度L1、L2和宽度W3、W4的变化比较敏感，因此选取以上4个参数对它们进行参数分析。每个参数选取一个初始值，当一个参数变化时，其他参数保持不变。研究发现，采用下述参数，可以获得较佳的天线参数，其参数如下:左侧矩形缝隙3的长度为LI，右侧矩形缝隙8的长度为L2，左侧矩形缝隙3的宽度为W3，右侧矩形缝隙 8 的宽度为 W4，LI 小于 L2，W3 小于 W4。LI = 24 mm，L2 = 42 mm，W3 =13mm，W4=18 mm0
[0019]如上所述，则能很好的实现本发明。
【主权项】
1.小型化车载GPS微带缝隙天线，其特征在于:包括介质基板(1)、位于介质基板(I)下侧面的接地板、位于介质基板(I)上侧面的微带线，所述微带线包括矩形的主臂微带线(2)，还包括位于主臂微带线(2)左侧并与主臂微带线(2)连接的第一左侧臂微带线(4)和第二左侧臂微带线(5 )，还包括位于主臂微带线(2 )右侧并与主臂微带线(2 )连接的第一右侧臂微带线(6)和第二右侧臂微带线(7)，第一左侧臂微带线(4)和第二左侧臂微带线(5)、第一右侧臂微带线(6)和第二右侧臂微带线(7)均为矩形微带线，第一左侧臂微带线(4)和第二左侧臂微带线(5)之间的间隙为间隙P1，第一左侧臂微带线(4)和第二左侧臂微带线(5)之间的间隙为间隙P2，Pl小于P2，所述接地板还开有左侧矩形缝隙(3)和右侧矩形缝隙(8)，左侧矩形缝隙(3)的投影位于主臂微带线的左侧，右侧矩形缝隙(8)的投影位于主臂微带线的右侧，主臂微带线还连接有差分输入端(9)。2.根据权利要求1所述的小型化车载GPS微带缝隙天线，其特征在于:主臂微带线的特性阻抗为50 Ω，第一左侧臂微带线(4)和第二左侧臂微带线(5)、第一右侧臂微带线(6)和第二右侧臂微带线(7)的特性阻抗均为100 Ω。3.根据权利要求1所述的小型化车载GPS微带缝隙天线，其特征在于:主臂微带线的宽度为胃5，胃5为3.0 mm。4.根据权利要求1所述的小型化车载GPS微带缝隙天线，其特征在于:左侧矩形缝隙(3)的长度为LI，右侧矩形缝隙(8)的长度为L2，左侧矩形缝隙(3)的宽度为W3，右侧矩形缝隙(8)的宽度为W4，LI小于L2，W3小于W4。5.根据权利要求4所述的小型化车载GPS微带缝隙天线，其特征在于:LI= 24 mm,L2 = 42 mm，W3 =13mm，W4 = 18 mm。
【专利摘要】本发明公开了小型化车载GPS微带缝隙天线，包括介质基板、位于介质基板下侧面的接地板、位于介质基板上侧面的微带线，所述微带线包括矩形的主臂微带线，还包括位于主臂微带线左侧并与主臂微带线连接的第一左侧臂微带线和第二左侧臂微带线，还包括位于主臂微带线右侧并与主臂微带线连接的第一右侧臂微带线和第二右侧臂微带线，第一左侧臂微带线和第二左侧臂微带线、第一右侧臂微带线和第二右侧臂微带线均为矩形微带线，所述接地板还开有左侧矩形缝隙和右侧矩形缝隙，左侧矩形缝隙的投影位于主臂微带线的左侧，右侧矩形缝隙的投影位于主臂微带线的右侧。
【IPC分类】H01Q13/10, H01Q13/08
【公开号】CN105006655
【申请号】CN201510373177
【发明人】陈晓琦
【申请人】成都众易通科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月1日