专利名称：复合的螺旋天线振子及天线系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及天线振子及天线系统，更具体地，涉及一种复合的螺旋天线振子及天线系统。
背景技术：
目前，用于接收AM/FM无线电广播的车载天线普遍采用单极子λ /4波长来设计一定长度的金属杆状天线振子，这种天线振子比较长。受国标GB-11566-2009法规的限制，这种车载天线被设计成分体结构，由天线振子和安装底座组成，天线振子和安装底座通过螺纹连接组合在一起，而天线振子易失落，造成天线整体失效。过长过高的天线振子，在车辆行驶中也增加了风的阻力，易折断。后来出现了一种高度比较低，外型比较美观的鲨鱼鳍式车载天线，在其外壳内采用螺旋天线振子。螺旋天线是一个慢波系统。电磁波在螺旋轴向方向上的传播速度比在空气中的速度小很多，所以波长也相应短很多。为了与工作频率对应的波长加以区别，把螺旋线中的波长叫做“导波长”。若把螺旋天线也做成谐振在四分之一波长的天线，那么它应是谐振在四分之一的“导波长”上，因而由导体螺旋而成的螺旋天线的几何长度可比非螺旋天线短很多，但现有的由导体螺旋而成的螺旋天线仍无法以满意的尺寸达到理想接收AM/FM无线电广播的效果。这种鲨鱼鳍式车载天线的体积较大，一般长140-200mm、宽60_80mm。这种大体积天线要配合的天线底座也相应变大，天线底座和车体的接触面积也相应较大，一般为7500-10000mm2。由于天线安装底座必须具有一定弧度，使得能与车体安装点处的曲面弧度吻合，否则极易出现汽车顶棚漏水。不同型号车辆的顶棚弧度没有重复性， 天线底座面积大，弧度差异变大，这就使得天线的安装底座只能适应一款车型。为了满足装配需要，不同的天线安装底座就必须重新开发模具，造成制造周期长，成本相对比较高。另外，这种天线的天线振子的装配是与汽车顶部铁板呈小于30°倾斜角度安装， 离汽车顶部比较近，就会产生安装的多径干扰、极化、增益损失大。因此，如何进一步缩小天线的体积，成为人们努力的目标。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型提供一种复合的螺旋天线振子及天线系统。该螺旋天线振子包括支架和螺旋状盘绕在该支架上的螺旋导线，所述支架具有用于固定所述螺旋导线的固定结构。换句话说，这是一种以螺旋导线再次螺旋缠绕而形成的复合螺旋天线振子。优选地，所述固定结构为在该支架表面上的一个或多个连续凹槽，所述螺旋导线卡合到所述凹槽内。优选地，所述支架的形状为选自实心或空心的鲨鱼翅形，鲨鱼翅形的底部宽度为 28-32mm,顶部宽度为13_17mm，左边长为53_57mm，右边长为44_48mm，板厚6_7mm，凹槽间距为 l_4mm。优选地，螺旋导线在支架上缠绕的圈间间距为l_4mm。优选地，所述螺旋导线由镀有良好导电性能金属外层的刚性导体制成，螺旋导线的直径为0. 2-0. 5mm,圈间间距为0. 5-3. 0mm，螺旋直径为1. 5_5mm，轴向长度为300-600mm。优选地，所述螺旋导线为镀铜的钢丝，镀铜厚度为0. 10 μ m-0. 35 μ m,螺旋导线的直径为0. 25-0. 35mm,圈间间距为0. 7-1. 5mm，螺旋直径为2_3mm，轴向长度为400-500mm。优选地，所述支架的底端具有金属片，与所述螺旋导线的底端连接到一起。优选地，所述支架上缠绕的为四臂制螺旋导线。本实用新型还提供一种天线系统，包括如上所述的复合的螺旋天线振子，天线放大器，金属安装底座，天线外壳，安装胶垫，天线放大器电缆线，GPS导航天线模块以及GPS 导航天线信号输出线，其中，所述螺旋天线振子和所述天线放大器安装在所述金属安装底座上并放置在所述天线外壳内，所述金属安装底座嵌装在所述安装胶垫内，从而与车顶贴合，所述天线放大器包括FM选频电路、FM放大电路、AM选频电路、AM放大电路、电源电路、悬浮接地电路，其中所述悬浮接地电路包括一个或多个并联谐振回路，其中，所述GPS导航天线模块设置在所述金属安装底座上，所述GPS导航天线模块包括GPS导航天线和GPS导航放大器，所述GPS导航放大器包括级连的一级场效应管放大电路、声表面滤波器、二级放大电路和三级放大电路，完成阻抗匹配的信号经由GPS导航天线信号输出线输出。本实用新型还提供一种天线系统，包括如上所述的复合的螺旋天线振子，天线放大器，金属安装底座，天线外壳，安装胶垫，天线放大器电源线和天线放大器输出电缆线， GPS导航天线模块以及GPS导航天线信号输出线，其中，所述螺旋天线振子和所述天线放大器安装在所述金属安装底座上并放置在所述天线外壳内，所述金属安装底座嵌装在所述安装胶垫内，从而与车顶贴合，所述天线放大器包括FM选频电路、FM放大电路、AM选频电路、AM放大电路、电源电路、悬浮接地电路，其中所述悬浮接地电路包括一个或多个并联谐振回路，其中，所述GPS导航天线模块设置在所述金属安装底座上，所述GPS导航天线模块包括GPS导航天线和GPS导航放大器，所述GPS导航放大器包括级连的一级场效应管放大电路、声表面滤波器和二级集成电路放大电路，完成阻抗匹配的信号经由GPS导航天线信号输出线输出。该螺旋天线振子为圆极化波，AM/FM共用一个天线振子，本实用新型的螺旋天线振子体积小，天线振子可以垂直设置于安装底座上，安装方便。天线振子可根据不同的天线外壳绕成相对应的形状，满足不同天线外壳的需要。根据本实用新型的另一实施例，螺旋天线振子的支架为鲨鱼翅形，该天线的安装底座面积为比现有技术的鲨鱼鳍式安装底座减小了一半，其长度为长度比现有技术也减小了一半。由于底座面积小，从而节省成本，安装方便，适合多种车型，无需再重新开发天线模具。而且因为体积小与车顶贴合紧密。
图1A-1C为本实用新型的天线振子的一实施例的示意图；图1D-1G为本实用新型的天线振子的另一实施例的示意图；图1H-1J为本实用新型的天线振子的又一实施例的示意图；图1K-1M为本实用新型的天线振子的又一实施例的示意图；图2A为本实用新型的天线振子的另一实施例的立体图；图2B和图2C分别为图2A中所示的天线振子的侧视图和俯视图；图3为图2A中所示的天线振子的支架的示意图；图4为图2A中所示的天线振子的螺旋导线的示意图；图5为图2A中所示的天线振子的谐振频率图；图6和图7分别为图2A中所示的天线振子的水平和垂直方向图；图8为本实用新型的天线系统的一实施例的示意图；图9为图8中所示的天线放大器的一实施例的示意图；图10为图9中所示的天线放大器的一实现电路图；图11为图9中所示的悬浮接地电路的又一实现电路图；图12为本实用新型的天线系统的另一实施例的示意图；图13为图12所示的GPS导航天线放大器的一实施例的示意图图14为图13所示的GPS导航天线放大器的一实现电路图；图15为图13所示的GPS导航天线放大器的又一实施例的示意图；图16为图15所示的GPS导航天线放大器的一实现电路图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本申请的具体实施方式
的示例。图1A-1C为本实用新型的组合螺旋天线振子的一实施例的示意图。图IA为正视图，图IB为倾斜状态下的正视图，图IC为俯视图。天线振子包括支架和螺旋导线，螺旋导线螺旋状盘缠在支架上，形成组合螺旋天线振子，支架为圆柱体。图1D-1G为本实用新型的组合螺旋天线振子的另一实施例的示意图。图ID为立体图，图IE为正视图，图IF为水平状态下的正视图，图IG为俯视图，支架为半圆锥形多棱体。图1H-1J为本实用新型的组合螺旋天线振子的又一实施例的示意图。图IH为立体图，图II为正视图，图IJ为俯视图，支架为圆锥体。图1K-1M为本实用新型的组合螺旋天线振子的又一实施例的示意图；图IK为倾斜状态下的立体图，图IL为正视图，图IM为俯视图，支架为圆柱体，支架上采用四臂绕制螺旋导线，四个螺旋导线振子顺序相差差90度，从而可增加天线接收增益。上面列举了几种形状的支架，显然本申请不限于上述几种形状，支架可以是空心的，也可以是实心的，绕制可以是单臂、双臂或四臂形式，任何适于具体安装应用、美观、机械或电气指标等要求的形状都是可以的。上面是在支架上盘绕螺旋导线的示例，当螺旋导线刚度足够大时，可以省略支架，所述复合的螺旋天线振子可以由螺旋状盘绕的一条或多条不相交的螺旋导线组成。支架的表面可以设置有一个或多个卡口或凹槽，螺旋导线嵌入到凹槽中，凹槽用于将螺旋导线固定到支架上。所述卡口或凹槽可以离散地分布在支架表面。优选地，所述一个或多个凹槽是连贯的，首尾相接，盘旋在支架上，螺旋导线沿着凹槽缠绕在支架中，从而固定效果更好。当支架上缠绕多条螺旋导线时，例如图1K-1M所示的四臂绕制螺旋导线，可以显著提高天线增益。相应地可以在支架表面设置四条凹槽，四条凹槽彼此不相交。优选地，螺旋导线b由刚性导电材质弯曲缠绕制成，所述刚性导电材料可例如钢， 这使得其不易变形，螺旋导线b可以是左旋也可以是右旋。螺旋导线采用钢丝主要是保持螺旋导线的刚度，减小或避免装配或使用时螺旋间距的可能变化对天线振子指标的影响。 为了提高性能，该刚性导电材料外镀有更良好导电性能的金属外层，例如铜，也可以镀其他更有利的金属或合金。根据天线需要的工作频率来调节螺旋导线b的轴向长度h、螺旋导线的线径d、圈间间距s以及螺旋的直径D。一个具有良好效果的实施例是，所述螺旋导线 b的线径d为0. 2-0. 5mm，圈间的间距s为0. 5-3. Omm,螺旋的直径D为1. 5_5mm，整个螺旋导线b的轴向长度h为300-600mm。螺旋导线b在支架c上缠绕时圈与圈之间应留有合适的间距，例如在l_4mm之间，以避免产生串扰，但过大的缠绕间距将会导致天线振子尺寸过大。图2A-2C显示了根据本申请的又一实施例，图2B是图2A所示的组合螺旋天线振子的侧视图，图2C是图2A所示的组合螺旋天线振子的俯视图。该天线振子使用时优选地如图所示直立放置。支架c 一端设置有顶部埋伏件a，另一端设置有底部埋伏件i，支架c 上设有连贯的凹槽，沿着凹槽缠绕有螺旋导线b。顶部埋伏件a优选地为金属焊片，底部埋伏件i优选地为磷铜焊片，螺旋导线b —端与顶部埋伏件a焊接在一起，另一端与底部埋伏件i焊接在一起，底部埋伏件i与在后面详述的天线放大器焊接或插接在一起。该天线振子的支架c的详细结构如图3所示，支架c由注塑模具注塑而成，两面全部设有凹槽，且首尾相接，支架大体呈鲨鱼翅形，也可以称为不对称梯形。鲨鱼翅形的底部宽度为观-32讓，顶部宽度为13-17mm，左边长为53_57mm，右边长为44_48mm，板厚6_7mm，凹槽间距为l_4mm。例如，梯形底部宽度S约为30mm，梯形顶部宽度T约为15mm，梯形左边长 N约为55mm，梯形右边长W约为46mm，隔板厚度约为6. 2mm，相邻层的凹槽间距约为2mm，凹槽的深度约为2mm，作为实例在图中显示了介质隔板共有9层凹槽，但显然本实用新型的思想并不限于此，凹槽盘旋的倾斜角可以调整，优选的倾斜角为小，使得凹槽平缓盘旋。天线振子使用时可以直立放置或斜放，优选地为直立放置。图4显示了螺旋导线b的另一个实施例，螺旋导线用直径为0. 25-0. 35mm的镀铜钢丝绕成，优选为0.3mm。圈间间距s为0.7-1. 5mm，优选0.9mm。螺旋直径D为 2-3mm,优选2. 5mm,轴向长度h为350_500mm，优选为415mm。螺旋导线b的镀铜厚度为 0. 10 μ m-0. 35 μ m,优选为0. 20 μ m-0. 30 μ m。镀铜厚度太薄时，铜层颜色较浅，谐振效果不好；太厚时铜层易脱落，成本也高。螺旋导线并不限于镀铜，也可以根据需要镀银或其它金属或合金。螺旋导线采用钢丝主要是保持螺旋导线的刚度，减小或避免装配或使用时螺旋间距的可能变化对天线振子指标的影响。如上所述的天线振子的谐振频率为98士3MHz，如图5所示，可以看出其在谐振频率处相比于现有技术的_2db有很好的谐振效果。[0062]图6和图7是图2A、图3和图4所示的天线振子的水平和垂直方向图。从图中可以看出该天线振子在水平和垂直方向接收效果良好，是性能良好的圆极化天线。根据本申请的另一技术方案，本申请还提出一种天线系统，其包括如上所述的组合螺旋天线振子，以及与该天线振子配合使用的天线放大器。该天线系统的一个实施例如图8所示，该天线系统包括天线外壳1，天线振子2，天线放大器3，金属安装底座4，安装胶垫5，安装螺母6，天线放大器电源线7，天线放大器输出电缆线8 (其可以采用同轴电缆线)。另外，天线放大器电源线7和天线放大器输出电缆线8可以合而为一，用放大器输出电缆线8进行电源供电，幻象供电方式。该天线振子2以图2A所示的天线振子为例，显然也可以使用图1A-1D所示的天线振子。本申请的天线振子可以同时工作于AM和FM频段，天线振子2上的螺旋导线与天线放大器3输入端相连，天线振子2与天线放大器3都设置在天线壳体1内，并安装在金属安装底座4上，形成一个整体，金属安装底座4嵌装在安装胶垫5内，便于和车体的贴合，既减小了体积又不会造成天线接收振子2的失落，更提高了防水性和耐久性。无线电广播信号经天线振子2接收极化后，输入到天线放大器3后进行信号放大， 再由天线放大器输出电缆线8输出，馈电到车载接收机中，天线放大器的电源由天线放大器电源线7提供。图9显示了图8中所示的天线放大器3的一个实施例的示意图，该天线放大器包括FM选频电路301、FM放大电路311、AM选频电路302、AM放大电路312、电源电路303。螺旋天线振子ANT把接收到的无线电广播信号转为电信号，分别输入到FM选频回路301和AM选频回路302。从输入到FM选频回路301的高频信号中选出87 108MHz的调频信号，被选出的FM高频信号进入FM放大电路311后被放大，被放大的FM高频信号传输到共用输出端子RF OUT，最后经天线放大器输出电缆线传输到车载接收机。在AM选频回路302中从输入的高频信号中选出520KHz-1710KHz的AM信号，被选出的AM信号进入AM 放大电路312后被放大，被放大的AM信号传输到共用输出端子RF OUT，最后经天线放大器输出电缆线传输到车载接收机。所述电源电路303为所述天线放大器3供电，天线放大器3可以工作在3_5V。优选地，电源电路303还可以包括滤波电路。优选地，所述天线放大器还包括放电保护电路304，该放电保护电路304能够防止浪涌、雷击、静电对放大器的影响，保护放大器的正常工作。优选地，所述天线放大器采用了采用悬浮接地技术，即所述天线放大器3还包括悬浮接地电路305，悬浮接地电路305利用并联谐振时阻抗无限大原理，相对地增加天线的增益。悬浮接地电路305设置在AM放大电路312的近地点。图10为图9所示的天线放大器的一个实现电路图。FM选频电路301包括电容 Cl C3、电感Ll L3。天线振子ANT与电容Cl、电感Ll串联，电感Ll的另一端与电容 C2、电感L2、电容C3相连，电容C2、电感L2并联，并联的另一公共端接地，电感L3和电容C3 串联，组成3阶带通滤波器，电容C3的另一端与FM放大电路511相连。FM放大电路511包括Q1、电阻Rl R5、电容C4 C6。电感L4上偏置电阻R3和电容C4并联后与三极管Ql 集电极相连，另一端与上偏置电阻R2串联，下偏置电阻Rl分别与上偏置电阻R2、三极管Ql 的基极相连，三极管Ql的发射极经电阻R4接地，电感L4与三极管集电极相连，另一端与电容C6、电阻R5相连，电容C6的另一端接地，三极管Ql的集电极通过电容C5与共用输出端子RF OUT相连。AM选频电路302包括串联的电容C7、电感L6、电阻R6，电阻R6的另一端与AM放大电路312相连。AM放大电路312包括电阻R7 R10、场效应管Q2、电容C9、上偏置电阻 R9、下偏置电阻R8和限流电阻RlO。上偏置电阻R9与下偏置电阻R8、限流电阻RlO相连，下偏置电阻R8的另一端接地，限流电阻R7的另一端和电感L6、电阻R6相连，场效应管Q2的漏极与滤波电容C9，上偏置电阻R9分别相连，场效应管Q2的源极与源极负反馈电阻R10、 电容C8分别相连，电容C8通过电感L7与共用输出端子RF OUT相连。电源电路303包括二极管D1、电容ClO C13、电感L5、电阻Rl 1、直流电源Vcc通过导线与二极管Dl相连，二极管Dl的另一端与电感L5电容C13、电阻Rll相连，电容C13 的另一端接地，电阻Rll的另一端与电容ClO C12、电阻R5分别相连，电容ClO C12的另一端分别接地。在天线振子ANT的输入端连有放电保护回路304，其为一放电管DSP，天线振子ANT 与放电管DSP、FM选频回路301、AM选频回路302分别相连，放电管DSP的另一端直接接地。悬浮接地电路305包括电感L、电感LL、电容CC，具体连接方式是，天线放大器的地线与电感L相连，电感L与电感LL、电容CC分别相连，电容CC、电感LL并联后直接与安装底板相连，安装底板搭铁与车载蓄电池负极相连。下面简述图10所示的天线放大器3的工作原理。输入到FM选频电路501的高频信号，经电容Cl C3、电感Ll L3所组成的三阶带通滤波器滤波后，选出87 108MHz的调频信号，被选出的FM高频信号进入FM放大电路311后被放大，被放大的FM高频信号经输出电容C5传输到共用输出端子RF OUT,最后经天线放大器输出电缆线传输到车载接收机。在FM放大电路311中电阻Rl R3和电阻R4、R5是调节放大器静态工作点的偏置电阻，其中R4是负反馈电阻，稳定静态工作点，电容C4调整放大器输入阻抗，电感L4和电容 C6、C5是放大器的匹配网络。输入到AM选频电路302的高频信号经电容C7、电感L6、电阻R6组成的串联谐振回路选频后选出520KHz-1710KHz的AM信号，被选出的AM信号进入AM信号放大电路512后被放大，被放大的AM信号经电容C8、电感L7的串联谐振回路的二次选频后选出AM信号，输出到共用输出端子RF OUT。同样的原理最后经天线放大器输出电缆线馈电到车载接收机。 在AM放大电路312中电阻R7 RlO是调节放大器静态工作点的偏置电路，电阻RlO是负反馈电阻，稳定静态工作点。另外在放大器的电源电路303中，二极管Dl是反极性保护二极管，电容C12、C11、 C10、C13、电阻R11、电感L5组成Π型滤波。天线放大器3的地线采用了悬浮接地技术，经过电感L与电感LL、电容CC所组成的并联谐振回路直接搭铁。电容Ce、电感LL是典型的并联谐振回路，谐振在FM和AM频段上，由于并联谐振回路是电压谐振，所以阻抗是无穷大，这样相对增加了天线的增益。相比而言，现有的悬浮接地是放大器的负极通过一个电感器搭铁同蓄电池负极相连，该电感器是在印刷电路板上用印刷线绕制成的电感，由于受空间限制，该电感器的电感量不可能做的太大(一般为，1 彡 47η，4= ω 1，那么 4 = 2 JIfl = 2*3. 14*108*106*47*1(Γ9 =31. 87 Ω，可见对信号的隔离作用很小)，而本申请所用电感器是电子元器件厂生产的成品电感器，电感量彡1 μ H，从而能大大提高天线增益。图11显示了图9中所示的悬浮接地电路的又一实现电路图，其使用了多个LC并联谐振回路，串联使用，从而可以在工作频段内进行多点补偿。图12显示了根据本申请的天线系统的又一实施方式，该天线系统除了包括如上所述的天线振子和放大器电路，还组合了 GPS导航天线(工作频段为 1574. 397ΜΗΖ-1576. 443MHz)。所述天线系统包括天线外壳1，天线振子2，天线放大器3， 金属安装底座4，安装胶垫5，安装螺母6，天线放大器电源线7，天线放大器输出电缆线8， GPS导航天线模块9，GPS导航天线信号输出线10。GPS导航天线模块9包括GPS导航天线和GPS导航天线放大器，上述天线振子和GPS导航天线都设置在天线外壳1内。GPS导航天线模块9设置在天线振子2的前端，也并装在金属安装底板4上。GPS导航天线模块9的地直接和金属安装底座4相连，由于无线电广播接收天线采用悬浮接地技术，能有效抑制波段的衰减和模块之间的耦合。图13为图12所示的GPS导航天线放大器的一实施例的示意图。GPS导航天线采用了平板微带天线，其收到的导航信号经一级场效应管放大电路401放大后转入到声表面滤波器中，经滤波后再经二级放大电路402和三级放大电路403放大后，完成阻抗匹配，由导航天线输出端子RF OUT传输到GPS导航天线信号输出线10后馈电给导航主机。一级场效应管放大电路401可以用场效应管放大器实现，二级放大电路402和三级放大电路403 可以用三极管低噪声放大器实现。GPS导航天线放大器还可以包括放电保护电路404，其与上面所说的放电保护电路304类似，在此不再赘述。图14显示了图13中所示的GPS导航天线放大器的一实现电路图。如图所示，平板微带天线ANT通过电容Cl与场效应管Ql的栅极相连，场效应管Ql的栅极与电感Li、电容Cl相连，电感Ll的另一端接地，场效应管的源极分别与电阻Rl、电容C2 C3相连，电阻 R1、电容C2、C3的另一端接地，组成负反馈电路，场效应管Ql的漏极D接有限流电阻R2，电阻R2的另一端与电感L2电容C4相连，电容C4的另一端与声表面滤波器的输入端相连，电感L2的另一端与电容C5、电阻R6 R7、电容C12 C13、电感L8相连，声表面滤波器的输出端与电容C6相连，电容C6的另一端与电感L3、三极管Q2基极相连，电感L3的另一端与电容C7、电阻R4相连，电容C7的另一端接地，三极管Q2的发射极和电容C8的另一端都接地，三极管Q2的集电极与电阻R3、电容C8相连，电容C8的另一端接地，电阻R3的另一端与电阻R4 R5、电容CO相连，电阻R5的另一端与电感L5串联，电感L5的另一端与电容C9、 电阻R6相连，电容Cll C13、电容C9、C5的另一端都分别接地，电容CO的另一端与三级管Q3的基极，电感L4相连，电感L4的另一端与电阻R0、电感L6串联后与三极管Q3的集电极相连。三极管Q3的集电极分别与电容C10、电感L6 L7相连，电感L7的另一端，与电容Cll、电阻R7相连，电容ClO的另一端与DSP、电感L8和电源端子RF OUT相连。这种电路可实现2. 5 5. 5V宽电压工作，且性能不变，相比于现有技术的GPS放大器只能工作在 5V有了很大的改进。图15为图12所示的GPS导航天线放大器的又一实施例的示意图。如图所示，GPS 导航天线放大器包括二级放大电路一级场效应管放大电路501和二级集成电路放大电路 502，还包括声表面滤波器。一级场效应管放大电路501可以用场效应管低噪声放大器实现。GPS导航天线放大器还可以包括放电保护电路504，其与上面所说的放电保护电路304
1类似，在此不再赘述。图16显示了图13中所示的GPS导航天线放大器的一实现电路图。如图所示，GPS 导航天线放大器只有二级放大电路，前级是场效应管低噪声放大电路，后一级是集成电路放大电路，可稳定地工作在5 士0. 5V电压范围内。微带天线ANT与电阻Rl、电容Cl相连，电阻R1、电容Cl并联后通过电感L2与场效应管Ql的栅极相连，场效应管的源极与电阻R2、 电容C2 C5相连，电阻R2、电容C2 C5的另一端全部接地，场效应管Ql的漏极与电容 C6、C10、电阻R7相连，电容ClO的另一端接地，电容C6的另一端与声表面滤波器的输入端电阻R3相连，电阻R3的另一端接地，声表面滤波器的输出端与电容C7相连，电容C7的另一端与集成电路的输入端相连，电阻R7的另一端与电阻R8 R9、电容Cll C12、电感L3 相连，电容Cll C12、电阻R9的另一端全部接地，电阻R8的另一端与电容C13、集成电路 ICl的电源端相连，集成电路的接地端直接接地，电容C13的另一端接地，集成电路ICl的输出端与电容C8相连，电容C8的另一端与电阻R4 R5相连，电阻R4的另一端接地，电阻 R5的另一端与电阻R6、电容C9相连，电阻R6的另一端接地，电容C9的另一端与DSP、电感 L3信号和电源端子RF OUT相连。以上两种低噪声放大电路的电参数如下增益30士3dB，噪声系数1. 5dB(25°C )， 驻波比< 1. 9，带外抑制> 25dB。本申请的天线在加装外壳1后，其工作频率稍微有降低，以FM为例，大约降低 3MHz，因此，在制造时，可以将裸的天线振子的谐振频率调节的比期望工作频率稍高。可以预见，本申请的天线可以与GPS天线、手机天线、无线电视天线和卫星数字音频广播天线组合使用。综上所述，本实用新型的组合螺旋天线的设计合理，结构紧凑，体积小巧，其安装底座是背景技术中所述的现有鲨鱼鳍式安装底座面积的一半(约3500mm2)，长度只有现有天线的1/2 (例如图中尺寸77mm)，接收效果好。在电路上采用了悬浮接地技术，利用并联谐振来增加天线振子对电磁波的接收，另外天线振子是螺旋导线绕成在垂直于安装底座的不规则梯形上，实现了电磁波的圆极化接收，可有效地解决现有的车载天线过长易失落，体积大，安装面积大，结构复杂，制造成本高等方面存在的问题。
权利要求1.一种复合的螺旋天线振子，其特征在于，包括支架和螺旋状盘绕在该支架上的螺旋导线，所述支架具有用于固定所述螺旋导线的固定结构。
2.根据权利要求1所述的复合的螺旋天线振子，其特征在于，所述固定结构为在该支架表面上的一个或多个连续凹槽，所述螺旋导线卡合到所述凹槽内。
3.根据权利要求1或2所述的复合的螺旋天线振子，其特征在于，所述支架的形状为选自实心或空心的鲨鱼翅形，鲨鱼翅形的底部宽度为28-32mm，顶部宽度为13_17mm，左边长为53-57mm，右边长为44_48mm，板厚6_7mm，凹槽间距为l_4mm。
4.根据权利要求1所述的复合的螺旋天线振子，其特征在于，螺旋导线在支架上缠绕的圈间间距为l_4mm。
5.根据权利要求1所述的复合的螺旋天线振子，其特征在于，所述螺旋导线由镀有良好导电性能金属外层的刚性导体制成，螺旋导线的直径为0. 2-0. 5mm，圈间间距为 0. 5-3. 0mm，螺旋直径为1. 5_5mm，轴向长度为300_600mm。
6.根据权利要求5所述的复合的螺旋天线振子，其特征在于，所述螺旋导线为镀铜的钢丝，镀铜厚度为0. 10 μ m-0. 35 μ m，螺旋导线的直径为0. 25-0. 35mm，圈间间距为 0. 7-1. 5mm，螺旋直径为2_3mm，轴向长度为400-500mm。
7.根据权利要求1所述的复合的螺旋天线振子，其特征在于，所述支架的底端具有金属片，与所述螺旋导线的底端连接到一起。
8.根据权利要求1所述的复合的螺旋天线振子，其特征在于，所述支架上缠绕的为四臂制螺旋导线。
9.一种天线系统，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的复合的螺旋天线振子，天线放大器，金属安装底座，天线外壳，安装胶垫，天线放大器电缆线，GPS导航天线模块以及GPS导航天线信号输出线，其中，所述螺旋天线振子和所述天线放大器安装在所述金属安装底座上并放置在所述天线外壳内，所述金属安装底座嵌装在所述安装胶垫内，从而与车顶贴合，所述天线放大器包括FM选频电路、FM放大电路、AM选频电路、AM放大电路、电源电路、 悬浮接地电路，其中所述悬浮接地电路包括一个或多个并联谐振回路，其中，所述GPS导航天线模块设置在所述金属安装底座上，所述GPS导航天线模块包括GPS导航天线和GPS导航放大器，所述GPS导航放大器包括级连的一级场效应管放大电路、声表面滤波器、二级放大电路和三级放大电路，完成阻抗匹配的信号经由GPS导航天线信号输出线输出。
10.一种天线系统，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的复合的螺旋天线振子，天线放大器，金属安装底座，天线外壳，安装胶垫，天线放大器电源线和天线放大器输出电缆线，GPS导航天线模块以及GPS导航天线信号输出线，其中，所述螺旋天线振子和所述天线放大器安装在所述金属安装底座上并放置在所述天线外壳内，所述金属安装底座嵌装在所述安装胶垫内，从而与车顶贴合，所述天线放大器包括FM选频电路、FM放大电路、AM选频电路、AM放大电路、电源电路、悬浮接地电路，其中所述悬浮接地电路包括一个或多个并联谐振回路， 其中，所述GPS导航天线模块设置在所述金属安装底座上，所述GPS导航天线模块包括GPS导航天线和GPS导航放大器，所述GPS导航放大器包括级连的一级场效应管放大电路、声表面滤波器和二级集成电路放大电路，完成阻抗匹配的信号经由GPS导航天线信号输出线输出。
专利摘要一种复合的螺旋天线振子及天线系统，包括支架和螺旋状盘绕在该支架上的螺旋导线，所述支架具有用于固定所述螺旋导线的固定结构。该复合的螺旋天线振子为圆极化波，AM/FM共用一个天线振子，本实用新型的复合的螺旋天线振子体积小，谐振效果好，安装方便。天线振子可根据不同的天线外壳绕成相对应的形状，满足不同天线外壳的需要。
文档编号H01Q1/14GK202167608SQ20112019587
公开日2012年3月14日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者卜放 申请人:沈阳三浦汽车电子有限公司