专利名称：鞭状双频天线的制作方法
技术领域：
鞭状双频天线技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种天线，更具体地说，涉及一种鞭状双频天线。
背景技术：
在当今的信息化社会，人们通常都希望能随时随地方便的接收到有用的信息，所 以，各种便携式无线通讯装置广泛的应用于人们的日常生活中。在无线通讯装置中，用来发 射接收无线电波以传递无线电信号的天线，无疑是十分重要的元件之一。对于大量的手持 终端设备，天线不仅要轻薄短小，最好还要能操作于双频，频带也要更宽。目前，手持终端设备通常有多个频段以实现多个功能或辅助功能，如手机的全球 移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)及数字蜂窝系统 DCS 所需频段(GSM+DCS)，对讲机的超高频(UHF)及全球定位系统频率(GlcAal Positioning System, GPS)等，对应的其天线也是双频或者多频的。现有技术中的双频天线多采用双振子结构的双频天线，多用于手机天线的设计 中，设计思路是在馈点处引出两个不同长度辐射振子，分别产生不同频率的谐振。现有技术还通常采用部分谐振结构的双频天线，部分谐振结构一般是将较高的频 段以不同的结构参数来设计，如图1所示，整个天线振子产生一种频率，高频谐振则是以参 数不同的那部分螺旋来产生，如早期的手机天线，一般是将DCS频段放在线圈的底部来处 理。目前的外置双频天线大多采用部分谐振的结构来实现，采用螺旋结构来实现之， 即双节距螺旋天线，将高频谐振部分放在线圈的底部，它和另一部分共同构成较低频率的 谐振。但是，针对于对讲机的外置双频天线，其为UHF+GPS频段的工作模式，现有技术中将 GPS谐振部分放在螺旋的底部，形成谐振，参见图2所示，该设计对于GPS频段来说，天线的 性能更多的集中于下半球面，在GPS所需要的上半球面(指向天空的部分)，性能比较差，并 不适合于专业的GPS性能和专业终端设备的功能定位，且这种设计对于UHF频段来说，其带 宽受到GPS频段的影响而比较窄。现有UHF+GPS外置双频天线为解决天线GPS频段的性能，将GPS谐振部分放置于 天线线圈的顶部，如图3所示，使之形成向上集中的GPS接收性能，当UHF的频率约为GPS的 特殊整数倍时，GPS的性能会达到一个相对比较差的状态，这是由特殊的频段关系决定的， 无法避免。对于这种天线来讲，UHF是处于本振模式的，即线圈的总长度约为谐振波长的一 半左右，顶部GPS的长度也是一半波长左右，因此，GPS的性能受到UHF频段的影响很大。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种鞭状双 频天线，使双频天线在GPS频段时的天线性能更好的集中于上半球面，实现更好的GPS性 能，而且不影响UHF性能。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种鞭状双频天线，包括通过主机的馈电点与主机相连接的辐射体，其中，所述辐射体包括用于产生第一谐振的直 线状的第一辐射体，所述第一辐射体的顶部反串设置有用于产生比所述第一辐射体谐振频 率更高的第二谐振的螺旋结构的第二辐射体。本实用新型所述的鞭状双频天线，其中，所述第二辐射体的总长度为该第二辐射体第二谐振波长的·^ 4。 4 2本实用新型所述的鞭状双频天线，其中，所述第二辐射体与所述第一辐射体的上 部电流同向，所述第二辐射体的工作长度为两个半波振子相叠加。本实用新型所述的鞭状双频天线，其中，所述第一辐射体的总长度为第一谐振波长的|。本实用新型所述的鞭状双频天线，其中，所述第一辐射体采用鞭状天线。本实用新型所述的鞭状双频天线，其中，所述第二辐射体采用GPS谐振线圈。实施本实用新型的鞭状双频天线，具有以下有益效果通过在第一辐射体顶部加 入谐振频率更高的第二辐射体，将第二谐振频率模型长度提高，使得受到UHF频段变化的 影响就会变小，使双频天线在GPS频段时的天线性能更好的集中于上半球面，实现更好的 GPS增益性能，并且不影响UHF的效果。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是现有技术的采用部分谐振结构双频天线结构示意图；图2是现有技术的将GPS谐振部分放在螺旋的底部的外置双频天线结构示意图；图3是现有技术的将GPS谐振部分放在螺旋的顶部的外置双频天线结构示意图；图4是现有技术的双节距螺旋天线GPS频段增益方向图；图5是本实用新型的鞭状双频天线结构示意图；图6是本实用新型的鞭状双频天线UHF频段仿真结果之频带指标；图7是本实用新型的鞭状双频天线UHF频段仿真结果之UHF方向图指标；图8是本实用新型的鞭状双频天线UHF频段仿真结果之频带参数；图9是本实用新型的鞭状双频天线UHF频段仿真结果之方向图参数；图10是本实用新型调试好的鞭状双频天线样品测试的频带参数；图11是本实用新型的加载鞭状天线增益方向图一；图12是本实用新型的加载鞭状天线增益方向图二。
具体实施方式
下面结合图示，对本实用新型的优选实施例作详细介绍。本实用新型较佳实施例的鞭状双频天线结构如图5所示，其包括通过主机的馈电 点与主机相连接的辐射体。其中辐射体包括两部分，一部分是用于产生第一谐振的直线状 的第一辐射体11，例如采用鞭状天线；第二部分是反串设置在第一辐射体11顶部的第二辐 射体12，用于产生比第一辐射体11谐振频率更高的第二谐振的螺旋结构，例如采用GPS谐 振线圈。第一辐射体11主要在UHF频段(300-800MHZ)发生第一谐振，第二辐射体12的长度为鞭状双频天线在GPS工作频段的一个谐振长度，第一辐射体11及第二辐射体12通过 耦合作用，可以进行调节线圈的节距，来调谐不同的UHF频段上的GPS谐振。通过将第二辐射体12反串于第一辐射体11的顶部，使得第二辐射体12与第一辐 射体11的上部电流同向，使第二辐射体12的实际工作长度为两个半波振子相叠加，将第二 辐射体12的第二谐振频率模型长度实际提高，从而使其受到UHF频段变化的影响变小，使 天线在上半球面有较好的方向性，而且要优于一个半波振子工作时的情况。优选地，第二辐射体12的总长度为该第二辐射体谐振波长的i #，第一辐射体4 211的总长度为第一谐振波长的I，使UHF频段和GPS频段互不影响，这样可以使鞭状双频天线有更好的方向性，实现在UHF的全部频段(300-800MHZ)实现双频调谐，以实现鞭状双频 天线工作于更多的频段。本实用新型的鞭状双频天线加载鞭状UHF仿真结果之频带指标如图6所示，加载 鞭状天线UHF的仿真结果之UHF方向图指标如图7所示，为清晰起见，仿真软件只设置了显 示天线结构，而将主机部分设置为隐藏，图6和图7中的仿真指标为不加天线外套和主机外 壳，不计PCB损耗的理想值。本实施例中，以UHF (470-520MHz) +GPS为仿真模型，鞭状双频天线的UHF频段的仿 真数据之频带参数如图8所示，UHF频段仿真结果之方向图参数如图9所示，图8和图9中 的仿真增益数据为不加天线外套和主机外壳，不计PCB损耗的理想值。从图8和图9中可以看出，在第一辐射体(鞭状天线)加入了顶部的第二辐射体 (GPS谐振线圈)之后，GPS的增益方向图比较理想，与图4中所示的双节距螺旋天线的GPS 频段方向图相比，有更多的能量朝向天空的方向，没有图4中所示的在中心位置的凹陷、增 益方向性减弱的情况出现，双频天线在GPS频段时的天线性能更好的集中于上半球面，优 于双节距螺旋天线。而且结合GPS频段的方向图和图6和图7中UHF频段方针结果可以看 出，UHF频段的性能几乎不受影响，能更好的实现在UHF的全部频段(300-800MHZ)实现双 频调谐。按照以上设计所做出的鞭状双频天线样品经过微波暗室的测试，仿真频率范围为 300MHZ-2000MHZ，得出频带参数如图10所示，增益方向如图11和图12所示。图10中标号 1、2、3分别代表第一谐振、第二谐振和第三谐振，其中可以看出鞭状双频天线的第三谐振并 不在1575MHz，而是高于1575MHz，可用变节距的GPS谐振线圈来调整，但并不影响天线GPS 增益方向图。本实用新型的鞭状双频天线通过在第一辐射体顶部再加入谐振频率更高的第二 辐射体，将第二谐振频率模型长度实际提高，使得受到UHF频段变化的影响就会变小，使双 频天线在GPS频段时的天线性能更好的集中于上半球面，实现更好的GPS增益性能，并且不 影响UHF频段的效果。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护 范围内。权利要求1.一种鞭状双频天线，包括通过主机的馈电点与主机相连接的辐射体，其特征在于，所 述辐射体包括用于产生第一谐振的直线状的第一辐射体，所述第一辐射体的顶部反串设置 有螺旋结构的第二辐射体，所述第二辐射体产生比所述第一辐射体谐振频率更高的第二谐 振。
2.根据权利要求1所述的鞭状双频天线，其特征在于，所述第二辐射体的总长度为该第二谐振频率波长的1/4 1/2。
3.根据权利要求1所述的鞭状双频天线，其特征在于，所述第二辐射体与所述第一辐 射体的上部电流同向，所述第二辐射体的工作模型为两个半波振子相叠加。
4.根据权利要求1所述的鞭状双频天线，其特征在于，所述第一辐射体的长度为第一谐振频率波长的1/2。
5.根据权利要求1所述的鞭状双频天线，其特征在于，所述第一辐射体采用鞭状天线。
6.根据权利要求1所述的鞭状双频天线，其特征在于，所述第二辐射体采用GPS谐振线圈。
专利摘要本实用新型涉及一种鞭状双频天线，包括通过主机的馈电点与主机相连接的辐射体，其中，所述辐射体包括用于产生第一谐振的直线状的第一辐射体，所述第一辐射体的顶部反串设置有螺旋结构的第二辐射体，所述第二辐射体产生比所述第一辐射体谐振频率更高的第二谐振。本实用新型通过在第一辐射体顶部巧妙的再加入谐振频率更高的第二辐射体，将第二谐振频率模型长度提高，并且使得受到UHF频段变化的影响变小，双频天线在GPS频段时的天线性能更好的集中于上半球面，实现更好的GPS增益性能，并且不影响UHF的效果。
文档编号H01Q5/01GK201829614SQ20102014843
公开日2011年5月11日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者刘朋, 郭羲祥 申请人:海能达通信股份有限公司