GPS天线和终端的制作方法

本实用新型涉及天线技术，尤其涉及一种GPS天线和终端。

背景技术：

全球定位系统(Global Position System，GPS)天线在定位或者导航过程中被用于接收和发射GPS信号，目前，绝大多数的手持式终端设备的GPS天线设置在印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)上，并结合柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)走线来提升GPS天线的性能。

但是，这种方案需要进行反复的调试，且GPS天线的走线受PCB板的材质限制，无法实现GPS天线的上半球效率显著大于全向效率的一半，从而限制GPS天线的性能的进一步提升。

技术实现要素：

本实用新型提供一种GPS天线和终端，以实现GPS天线的上半球效率大于全向效率的一半，解决GPS天线上半球效率受限、效率不足的问题。

第一方面，本实用新型提供一种GPS天线，包括：印刷电路PCB板、反射片、天线馈电点、天线馈地点和辐射体，所述天线馈电点、天线馈地点与辐射体电连接；所述天线馈电点和天线馈地点位于PCB板的正面上，所述反射片位于PCB板的背面上；其中，所述反射片用于调整所述辐射体的电磁波的辐射方向。

在一实施例中，所述反射片的面积大于所述天线馈电点的面积，且所述反射片在PCB板的第一平面上的投影覆盖所述天线馈电点。

在一实施例中，所述PCB板的正面和背面内具有天线净空区域，所述反射片位于PCB板的背面的所述天线净空区域内。

在一实施例中，所述反射片的材质，包括：铜、铁。

在一实施例中，还包括：信号放大电路，所述信号放大电路与所述天线馈电点电连接。

在一实施例中，所述反射片的形状包括：矩形、多边形、圆形中的任一种形状。

在一实施例中，所述辐射体包括：柔性线路板(Flexible printed board,FPC)走线形式辐射体、激光直接成型(Laser Direct structuring,LDS)形式辐射体、钢片形式辐射体。

在一实施例中，所述PCB板采用玻璃纤维环氧树脂覆铜板，所述PCB板的厚度为0.8mm。

在一实施例中，所述反射片的铜板厚度为0.03mm；在反射片的形状为矩形时，所述反射片的长度为：3.5mm，所述反射片的宽度为：2.3mm。

第二方面，本实用新型提供一种终端，包括：第一方面任意一实施例中的所述GPS天线。

本实用新型提供的GPS天线和终端，GPS天线结构紧凑合理，通过在PCB板上设置反射片，通过该反射片来调整辐射体的电磁波的辐射方向，从而使得GPS天线的(UHIS％)上半球效率大于(Effi％)全向效率的一半，解决了GPS天线上半球效率受限、效率不足的问题，有效提升了GPS的整体性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的GPS天线的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的GPS天线的正面结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的GPS天线的背面结构示意图；

图4为本实用新型实施例三提供的GPS天线的结构示意图；

图5为本实用新型实施例四提供的GPS天线的3D辐射方向示意图；

图6为本实用新型实施例四提供的GPS天线的3D辐射方向的垂直极化示意图；

图7为本实用新型实施例四提供的GPS天线的3D辐射方向的水平极化示意图；

图8为本实用新型实施例四提供的GPS天线的E2面辐射方向的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例一提供的GPS天线的结构示意图，如图1所示，本实施例的GPS天线可以包括：印刷电路PCB板11、反射片15、天线馈电点12、天线馈地点13和辐射体(图中未示出，辐射体可以是现有的各种天线的辐射体，该辐射体的两端与印刷电路PCB板上的天线馈电点、天线馈地点电连接)。天线馈电点12、天线馈地点13与辐射体电连接；该天线馈电点12和天线馈地点13位于PCB板11的正面上，反射片15位于PCB板11的背面上；其中，该反射片15用于调整辐射体的电磁波的辐射方向。

本实施例中，GPS天线在定位或者导航过程中被用于接收和发射GPS信号，因为这一特殊的应用场景，使得GPS天线的上半球效率成为衡量天线性能的一个非常重要的指标。在GPS天线中，通过在PCB板11的背面设置一个反射片15，使得该反射片15处于辐射体的电磁辐射场之中。通过设置不同材质和形状的反射片15来调整辐射体的电磁波的辐射方向，实现GPS天线的上半球效率的提升。具体的，为了便于与辐射体进行电连接，天线馈电点12还设置有L形结构的天线馈点输入端14。

可选地，反射片15的面积大于天线馈电点12的面积，且该反射片15在PCB板11的正面上的投影覆盖该天线馈电点12。具体的，参见图1中反射片15在PCB板11的正面上的投影完全覆盖天线馈电点12。需要说明的是，该反射片15在PCB板11的正面上的投影也可以部分或者全部覆盖天线馈地点13。

本实施例中，可以通过改变反射片15的面积大小以及安装位置来改变该反射片15对辐射体的电磁辐射方向的影响。

可选地，反射片15为金属材质，包括：铜、铁等。反射片的形状包括：矩形、多边形、圆形中的任一种形状。本实施例不限定反射片的具体材质和形状，理论上金属材质的反射片15均会对辐射体的电磁辐射方向产生影响。需要说明的是，反射片15的厚度也会对辐射体的电磁辐射方向产生影响，因此在设计反射片15时，本领域技术人员可以结合反射片15的材质、形状和厚度来综合考虑。

进一步地，图1中所示的GPS天线还包括：信号放大电路，所述信号放大电路与所述天线馈电点12电连接。信号放大电路用于将接收到的GPS信号进行放大处理。

本实施例的GPS天线，结构紧凑合理，通过在PCB板上设置反射片，通过该反射片来调整辐射体的电磁波的辐射方向，从而使得GPS天线的(UHIS％)上半球效率大于(Effi％)全向效率的一半，解决了GPS天线上半球效率受限、效率不足的问题，有效提升了GPS的整体性能。

图2为本实用新型实施例二提供的GPS天线的正面结构示意图，图3为本实用新型实施例二提供的GPS天线的背面结构示意图。如图2、图3所示，还可以包括：天线净空区域16(如图1和图2中菱形网格所示的区域)，PCB板11的正面和背面内具有天线净空区域16，反射片15位于PCB板11的背面的天线净空区域16内。

本实施例中，天线净空区域16中除了反射片15、天线馈电点12、天线馈地点13、天线馈点输入端14外不再设置其他电子器件。从而可以避免其他电子器件对GPS天线的天线辐射体的辐射电磁波的影响。

本实施例通过在PCB板11上设置天线净空区域16，避免了其他电子器件对GPS天线的天线辐射体的辐射电磁波的影响。

可选地，在图1-图3所示的GPS天线中，辐射体包括：柔性线路板FPC走线形式辐射体、激光直接成型LDS形式辐射体、钢片形式辐射体。

图4为本实用新型实施例三提供的GPS天线的结构示意图，在图1-图3所示的GPS天线的基础上，本实施例中的GPS天线还可以包括：外壳18，该外壳18用于绘制FPC走线，绘制FPC走线的外壳18形成GPS天线的辐射体。

本实施例中，以FPC走线形式的辐射体为例进行说明，其他形式的辐射体不影响本实施例中的反射片15对辐射体电磁辐射方向的调整功能。具体的，以手持终端设备为例，外壳18设置在终端设备的某一顶角位置，其中，外壳18的外表面的高度低于终端设备外壳的外表面高度。FPC走线绘制在该外壳18的外表面上。

本实用新型还提供了一种终端，该终端中安装有如图1-图4中任一项所示的GPS天线。

进一步地，为了验证本实用新型提供的技术方案的效果，反射片15采用铜片，设置PCB板11的厚度为0.8mm，反射片15的厚度为0.03mm；且反射片15的形状为矩形，反射片15的长度为：3.5mm，反射片15的宽度为：2.3mm时。在天线频率为1570MHz情况下，得到GPS天线的上半球效率为33.722％。

在天线频率为1575.42MHz时，且无反射片15的情况下得到GPS天线的上半球效率为23.987％。由上述参数可见，本实用新型中的技术方案能够有效提高GPS天线的上半球效率。

图5为本实用新型实施例四提供的GPS天线的3D辐射方向示意图，图6为本实用新型实施例四提供的GPS天线的3D辐射方向的垂直极化示意图，图7为本实用新型实施例四提供的GPS天线的3D辐射方向的水平极化示意图，图8为本实用新型实施例四提供的GPS天线的E2面辐射方向的示意图。从图5-图8中可以看到，在天线频率为1570MHz时，通过在PCB板11上设置反射片15可以有效地调整辐射体的电磁波辐射方向，提升GPS天线的整体性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。