线结构，可以相对容易地调整天线特性。例如，改变第一导体301的第一部分301a的结构，可影响与导体302、303、304的耦合关系，由此影响辐射端的电流分布，从而影响整个天线的带宽特性。
[0046]在图1和图2中，改变第二导体302的尺寸可调谐690MHz至960MHz范围内的带宽特性。
[0047]例如，延伸第二导体302的长度可以调整天线的谐振频率向690MHz移动。展宽第二导体302的末端302c的宽度和/或添加竖直结构302d，可以通过更大的面积来改变接地端的阻抗特性，从而有效消除数据传输线引入的杂波影响。在某些情况下，这可以将低频效率提高5% -8%。例如，改变第二道题302的中部302b的宽度可以改变与第一导体301的缝隙大小，从而改变与第一导体301的第二部分301b的耦合关系。这可以微调1430MHz至1520MHz的带宽特性。
[0048]例如，改变第三导体303长度以及枝节形状的弯折位置，可以有效调谐天线的带宽特性。例如，延长第三导体303的长度可以使得1430MHz至1520MHz范围内的谐振波向较低处偏移。将第三导体303的枝节形状的弯折位置向第二导体302靠，可以调整2300MHz至2690MHz处的谐振特性。当将第三导体的枝节形状的弯折位置向第二导体靠近时，在1430MHz至1520MHz范围内的谐振特性变化不明显，但是在2300MHz至2690MHz处的谐振特性变化明显。因此，可以通过调整第三导体的枝节形状的弯折位置来调整2300MHz至2690MHz处的谐振特性。加宽第三导体的底部部分(例如图1中303a所指示的部分)，可以降低由电源线引入的杂波影响。
[0049]如图3所示，单极子天线还可以包括PCB板100。例如，通过所述支撑体310，所述辐射阵列300与所述PCB板100的距离是l_6mm。由于单极子天线对于高度较敏感，因此，在本发明中适当设置辐射阵列和PCB的距离，从而使得单极子天线具有更好的辐射能力。
[0050]如图3所示，PCB板100还包括净空区101。辐射阵列300位于净空区101的上方。例如，可以使得第一导体301的外边缘(例如第二部分301b的下方拐角的两个边缘)与净空区的边缘相对应，从而能够提供更为有效的增益耦合，优化辐射特性，有效地改变整个带宽特性。
[0051]在图3中还示出了数据传输线201和电源线202，用于给天线提供信号，或用于将接收的信号传递给处理设备。
[0052]辐射阵列300中所馈入的信号S通过第一导体301辐射到自由空间中。第二导体302、第三导体303和第四导体304的G分别连接到PCB板100的地，并通过耦合从第一导体301处获得能量。优选地，第二导体302、第三导体303和第四导体304以耦合的枝节的形式参与到天线辐射中。由于PCB板的地与辐射阵列的第二导体302、第三导体303和第四导体304相连，并且与数据传输线201和电源线202也具有导通关系，因此，这三者也有电流分布，也能在一定程度上参与高频和/或低频的辐射，从而影响整个天线的特性。
[0053]可以将上述单极子天线安装在车辆的车顶上。图4和图5示出了模拟用的车顶000。图4是将单极子天线安装到模拟用的车顶上的俯视图，图5是将单极子天线安装到模拟用的车顶上的侧视图。在图4和5中，单极子天线通过连接柱400与车顶相连。例如连接柱的连接位置设置在单极子天线的PCB板100上。单极子天线与车顶距离可以被设置为5-20_。在该天线系统中，车顶000通过连接柱400与PCB板100连接，使得PCB板的地与车顶导通，并且适当设置两者之间的距离。这样可以改变PCB板的地的电流分布，从而影响高频带宽特性。这在某些情况下可以使得高频效率平均下降3个百分点。
[0054]数据传输线201和电源线202从PCB板300引出，一直延伸到车顶000的两侧，在中央处汇聚并垂直放置，其中数据传输线201和电源线202相距车顶的正面和背面均为5mm，用泡棉隔离；天线模块300放置于PCB板100上方，两者相距3mm，其中天线模块的地302，303, 304与PCB板的地导通。
[0055]例如，改变第四导体304的长度和枝节形状的枝节个数中的至少一个，利用第一导体301在高频处辐射的能量，可改变在2300MHz至2690MHz范围内形成的谐波。此外，这可以可有效消除连接柱400带来的影响。
[0056]发明人采用图4、5所示的包括模拟用的车顶的例子进行测试，以检验本发明的效果。在该例子中，天线的结构如图1-3所示。在该例子中，模拟车顶是直径lm、厚度5mm的铝板。数据传输线201和电源线202分别为1200mm的电缆线。PCB板的尺寸是150mm*90mm*lmm。PCB板中的天线净空区的尺寸为60mm*20mm。福射阵列300被设置PCB板形式的支撑体310上。支撑体310 (辐射阵列300)的尺寸为100*20mm。如图5所示，数据传输线201和电源线202从PCB板两侧，一直延伸到车顶两侧，然后在模拟用的车顶000的中央处汇聚并垂直放置。数据传输线201和电源线202距车顶的正面和反面的距离均为5mm。它们之间用泡棉隔离。支撑体310 (辐射阵列300)被放置于PCB板100的上方，两者相距3mm。辐射阵列的导体302、303、304与PCB板的地导通。
[0057]如图6所示，所测试的天线在暗室测试回波损耗。在整个移动通信频段(690MHz至 960MHz，1430MHz 至 1520MHz，1710MHz 至 2690MHz)，该天线的回波损耗特性 Sll〈_6.5dB。
[0058]如图7所示，对于所测试的天线，在699MHz至960MHz的范围，平均效率达到54%，最低效率为40% ;在1430MHz到2690MHz的范围，平均效率达到64%，最低效率48%。
[0059]虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1.一种单极子天线，包括: 支撑体； 布置在所述支撑体上的辐射阵列， 其中，该辐射阵列包括作为辐射体的第一导体、第二导体、第三导体和第四导体，其中第一导体、第二导体、第三导体和第四导体按顺时针或逆时针依次排列成一圈以及第一导体与第三导体在对角方向上相对；以及 其中，第一导体用于馈入信号，以及第二导体、第三导体和第四导体用于连接到地。2.根据权利要求1所述的单极子天线，其中，第一导体、第三导体和第四导体是枝节形状的，以及第二导体是阶梯形状的。3.根据权利要求2所述的单极子天线，其中，第一导体包括枝节形状的第一部分和枝节形状的第二部分，其中，第一部分的枝节开口与第二部分的枝节开口相对，第一部分和第二部分在底部相连，第一部分和第二部分的顶部与第二导体相邻，以及第一部分邻近第四导体。4.根据权利要求3所述的单极子天线，其中，第一部分和第二部分的枝节形状是E形，以及第一部分的E形的开口与第二部分的E形的开口相对；第一部分的底部用于馈入信号。5.根据权利要求2所述的单极子天线，其中，第三导体的枝节形状的开口背向第二导体，以及第四导体的枝节形状的开口朝向第三导体或背向第一导体； 第三导体的枝节形状分别是F形或E形，以及第四导体的枝节形状分别是F形或E形。6.根据权利要求2所述的单极子天线，其中，第二导体从窄到宽依次包括前端、中部和末端，以及前端邻近第三导体。7.根据权利要求6所述的单极子天线，其中，第二导体还包括竖直结构，以及该竖直结构位于中部和末端背向第一导体的一侧的侧面。8.根据权利要求1所述的单极子天线，还包括印刷电路板，所述印刷电路板包括净空区，第一导体的外边缘与净空区的边缘相对应。9.一种车辆，包括车顶、根据权利要求8所述的单极子天线和连接柱，其中，印刷电路板通过连接柱与车顶相连，印刷电路板的地与车顶导通。10.一种用于调整单极子天线的方法，其中，所述单极子天线包括辐射阵列，辐射阵列包括作为辐射体的第一导体、第二导体、第三导体和第四导体，第一导体、第二导体、第三导体和第四导体按顺时针或逆时针依次排列成一圈以及第一导体与第三导体在对角方向上相对，第一导体用于馈入信号，第二导体、第三导体和第四导体用于连接到地，第一导体、第三导体和第四导体是枝节形的，第二导体是阶梯形的，第二导体从窄到宽依次包括前端、中部和末端，前端邻近第三导体，第一导体包括枝节形状的第一部分和枝节形状的第二部分，第一部分的枝节开口与第二部分的枝节开口相对，第一部分和第二部分在底部相连，第一部分和第二部分的顶部与第二导体相邻，以及第一部分邻近第四导体，所述方法包括: 通过执行如下步骤中的至少一个来调整单极子天线的特性，即，延伸第二导体的长度以调整天线的谐振频率向690MHz移动；展宽第二导体的末端以消除由数据传输线引入的杂波影响；在第二导体的中部和末端的侧面加载竖直结构以消除由数据传输线引入的杂波影响；更改第二导体的中部宽度以改变与第一导体的缝隙大小，从而微调1430MHz至1520MHz的带宽特性；延长第三导体的长度以使得1430MHz至1520MHz范围内的谐振波向较低处偏移；将第三导体的枝节形状的弯折位置向第二导体靠近，以调整2300MHz至2690MHz处的谐振特性；加宽第三导体的底部部分，以降低由电源线引入的杂波影响；改变第四导体的长度和枝节形状的枝节个数中的至少一个，以改变在2300MHz至2690MHz范围内形成的谐波。
【专利摘要】本发明公开了一种单极子天线、车辆及调整方法。该单极子天线包括：支撑体；布置在所述支撑体上的辐射阵列，其中，该辐射阵列包括作为辐射体的第一导体、第二导体、第三导体和第四导体，其中第一导体、第二导体、第三导体和第四导体按顺时针或逆时针依次排列成一圈以及第一导体与第三导体在对角方向上相对；以及其中，第一导体用于馈入信号，以及第二导体、第三导体和第四导体用于连接到地。使用具有根据本发明的结构的单极子天线，能够更容易地调整天线的特性。
【IPC分类】H01Q5/28, H01Q5/10, H01Q1/32, H01Q1/38
【公开号】CN105305061
【申请号】CN201510907767
【发明人】叶明超, 孙劲, 金传, 常欣, 许春晖, 汪红琴, 兰金山, 朱聪, 叶逢君
【申请人】歌尔声学股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月9日