天線裝置及電子設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種天線裝置及電子設(shè)備。該天線裝置包括：上層天線；和下層天線，其中，上層天線位于下層天線的上方，下層天線為縫隙天線，以及上層天線與下層天線中的未開縫區(qū)域相對(duì)并以所述未開縫區(qū)域作為上層天線的反射地板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本實(shí)用新型的雙層天線結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)較好的天線特性。本實(shí)用新型的一個(gè)用途是用于無線通信的電子設(shè)備。
【專利說明】
天線裝置及電子設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)，更具體地，涉及一種天線裝置及電子設(shè)備。【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，天線技術(shù)也迅速地發(fā)展起來。當(dāng)前，越來越多的設(shè)備需要支持多個(gè)頻段，例如，GPS(全球定位系統(tǒng))頻段、ETC(電子收費(fèi)系統(tǒng))頻段等。
[0003]為了支持多個(gè)頻段，可以在一個(gè)電子設(shè)備中集成多個(gè)天線裝置。但是，這些天線裝置可能會(huì)相互干擾。例如，由于微帶貼片天線可以較容易地實(shí)現(xiàn)各種極化方式，它被廣泛應(yīng)用于圓極化天線設(shè)計(jì)中。但是，當(dāng)采用雙層微帶貼片天線來實(shí)現(xiàn)雙頻圓極化天線時(shí)，上層微帶貼片天線的輻射會(huì)受到受到下層微帶貼片天線的輻射的影響。此外，對(duì)于雙層微帶貼片天線，兩個(gè)天線的接地方式的實(shí)現(xiàn)也成為了本領(lǐng)域中的一個(gè)新的技術(shù)問題。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，縫隙天線是通過在導(dǎo)體平面上產(chǎn)生縫隙而形成的天線。在縫隙天線中，典型的縫隙形狀可以是長(zhǎng)條形的。通過在縫隙上激勵(lì)射頻電磁場(chǎng)，而向空間輻射電磁波;或者通過縫隙天線接收電磁波。
[0005]因此，需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)技術(shù)問題?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種用于天線裝置的新技術(shù)方案。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種天線裝置，包括:上層天線;和下層天線， 其中，上層天線位于下層天線的上方，下層天線為縫隙天線，以及上層天線與下層天線中的未開縫區(qū)域相對(duì)并以所述未開縫區(qū)域作為上層天線的反射地板。
[0008]優(yōu)選地，所述天線裝置還包括:反射地板，其中，該反射地板位于下層天線的下方。
[0009]優(yōu)選地，所述天線裝置還包括:第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板和第三介質(zhì)基板，其中，上層天線位于第一介質(zhì)基板上，下層天線位于第二介質(zhì)基板上，以及反射地板位于第三介質(zhì)基板上。
[0010]優(yōu)選地，所述天線裝置還包括:饋電網(wǎng)絡(luò)，該饋電網(wǎng)絡(luò)包括第一分支和第二分支， 第一分支和第二分支分別與下層天線的第一饋電點(diǎn)和第二饋電點(diǎn)連接，以及第一分支和第二分支的長(zhǎng)度使得在第一饋電點(diǎn)和第二饋電點(diǎn)的饋電信號(hào)產(chǎn)生90°相差。
[0011]優(yōu)選地，下層天線包括作為第一輻射單元的第一縫隙、作為第二輻射單元的第二縫隙、作為寄生單元的第三縫隙和作為寄生單元的第四縫隙，以及第一饋電點(diǎn)接近第一縫隙，第二饋電點(diǎn)接近第二縫隙。
[0012]優(yōu)選地，第一、第二、第三、第四縫隙的形狀相同，以及它們按照正方形的四邊被依次排列。[〇〇13] 優(yōu)選地，第一、第二、第三、第四縫隙呈“U”形，第一、第三縫隙的“U”形底部相對(duì)，以及第二、第四縫隙的“U”形底部相對(duì)。
[0014]優(yōu)選地，上層天線是微帶貼片天線。
[0015]優(yōu)選地，上層天線是ETC天線，以及下層天線是GPS天線。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種電子設(shè)備，包括根據(jù)本實(shí)用新型的天線裝置。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本實(shí)用新型的雙層天線結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)較好的天線特性。
[0018]通過以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚?！靖綀D說明】
[0019]被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且連同其說明一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。
[0020]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置的頂視圖。
[0021]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置的側(cè)視圖。
[0022]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置中的饋電線路的示意圖。
[0023]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置中的下層天線的S11特性的示意性曲線圖。
[0024]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置中的上層天線的S11特性的示意性曲線圖。
[0025]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置中的下層天線的天線軸比的示意性曲線圖。
[0026]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置中的上層天線的天線軸比的示意性曲線圖。
[0027]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置中的下層天線的天線增益的示意性曲線圖。
[0028]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置中的上層天線的天線增益的示意性曲線圖。
[0029]圖10是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置中的下層天線的天線電流分布的示意圖。
[0030]圖11是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置中的上層天線的天線電流分布的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0031]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實(shí)用新型的范圍。
[0032]以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本實(shí)用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0033]對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
[0034]在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。
[0035]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0036]下面，參照【附圖說明】根據(jù)本實(shí)用新型的各個(gè)實(shí)施例和例子。
[0037]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的天線裝置的頂視圖。圖2是所述天線裝置的側(cè)視圖。
[0038]如圖1和圖2所示，天線裝置包括:上層天線1和下層天線3。上層天線1位于下層天線3的上方。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這里的“上方”指的是當(dāng)天線裝置水平放置時(shí)上層天線和下層天線的相對(duì)位置。使用這種術(shù)語是為了在說明書中進(jìn)行描述的需要，在實(shí)際使用時(shí)，可以根據(jù)需要以任何姿態(tài)放置所述天線裝置。下層天線3為縫隙天線。上層天線1與下層天線3中的未開縫區(qū)域相對(duì)并以所述未開縫區(qū)域作為上層天線的反射地板。
[0039]在這個(gè)實(shí)施例中，下層天線3為縫隙天線，它能夠提供較大的導(dǎo)體面積。因此，下層天線3既作為天線的輻射體使用，又作為上層天線1的地板。這種天線結(jié)構(gòu)可以很好地解決如何實(shí)現(xiàn)雙層天線的參考地的技術(shù)問題。
[0040]此外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種雙層天線結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)較好的天線特性。[0041 ]此外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述天線裝置中的上層天線和下層天線之間具有較好的隔離度。
[0042]上層天線1可以是任意合適的天線，例如，偶極子天線、螺旋天線等。優(yōu)選地，如圖1 所示，上層天線1是微帶貼片天線。例如，微帶貼片天線1可以是經(jīng)過切角處理的導(dǎo)體片，以產(chǎn)生圓極化波?？梢酝ㄟ^調(diào)整導(dǎo)體片的尺寸來調(diào)節(jié)所述上層天線的諧振頻率?？赏ㄟ^調(diào)整微帶貼片天線的切角的大小來調(diào)節(jié)其圓極化特性。通過這種方式實(shí)現(xiàn)的雙層天線可以具有較好的雙頻圓極化特性。此外，該天線裝置可以實(shí)現(xiàn)較高的增益特性。在圖1中，由同軸線經(jīng)由下層天線3通過饋電點(diǎn)11向上層天線1進(jìn)行饋電。
[0043]如圖2所示，天線裝置還包括反射地板5。該反射地板5位于下層天線的下方。通過使用反射地板5,可以使得天線裝置(尤其是下層天線3)的輻射具有較好的方向性。
[0044]如圖2所示，天線裝置還包括第一介質(zhì)基板2、第二介質(zhì)基板4和第三介質(zhì)基板6。上層天線1位于第一介質(zhì)基板2上。下層天線3位于第二介質(zhì)基板4上。反射地板5位于第三介質(zhì)基板6上。通過使用介質(zhì)基板，可以增加天線基板的介電常數(shù)，從而減小天線的尺寸。
[0045]例如，在這個(gè)本實(shí)施例中使用的介質(zhì)基板是介電常數(shù)為20的陶瓷材料。此外，也可以根據(jù)需要使用FR4材料等的介質(zhì)基板。[〇〇46]如圖2所示，天線裝置還包括饋電網(wǎng)絡(luò)40。饋電網(wǎng)絡(luò)40位于第三介質(zhì)基板6的背面。 圖3示出了該饋電網(wǎng)絡(luò)的示意圖。如圖3所示，該饋電網(wǎng)絡(luò)40包括第一分支43和第二分支44。 如圖1所示，第一分支43和第二分支44分別與下層天線的第一饋電點(diǎn)36和第二饋電點(diǎn)35連接。第一分支43的端點(diǎn)41通過探針連接到第一饋電點(diǎn)36,第二分支44的端點(diǎn)42通過探針連接到第一饋電點(diǎn)35。例如，以及第一分支43和第二分支44的長(zhǎng)度使得在第一饋電點(diǎn)36和第二饋電點(diǎn)35的饋電信號(hào)產(chǎn)生90°相差。[〇〇47]這種饋電網(wǎng)絡(luò)具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，降低了饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)難度。[〇〇48]此外，通過采用90°相差的饋電信號(hào)，使得天線更容易產(chǎn)生圓極化頻譜。
[0049]如圖1所示，下層天線3包括作為第一輻射單元的第一縫隙31、作為第二輻射單元的第二縫隙32、作為寄生單元的第三縫隙33和作為寄生單元的第四縫隙34。第一饋電點(diǎn)36 接近第一縫隙31，第二饋電點(diǎn)35接近第二縫隙32?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)所述縫隙的長(zhǎng)度和寬度來調(diào)節(jié)縫隙天線3的諧振頻率。
[0050]在這個(gè)實(shí)施例中，使用作為寄生單元的第三縫隙33和作為寄生單元的第四縫隙 34,從而提高天線增益并降低天線軸比。[〇〇511 例如，如圖1所示，第一、第二、第三、第四縫隙31、32、33、34的形狀相同，以及它們按照正方形的四邊被依次排列。在圖1中，第一、第二、第三、第四縫隙31、32、33、34呈“1]”形。 第一、第三縫隙31、33的“U”形底部相對(duì)，以及第二、第四縫隙32、34的“U”形底部相對(duì)。[〇〇52] 在一個(gè)實(shí)施例中，上層天線1是ETC天線，以及下層天線3是GPS天線。GPS天線3的諧振頻率是1.575GHz頻段。ETC天線的諧振頻率在5.775GHZ-5.845GHz范圍內(nèi)。
[0053]可以將根據(jù)本實(shí)用新型的天線裝置(例如具有圖1-3所示的結(jié)構(gòu)的天線裝置)包括在電子設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)較好的無線通信特性。所述電子設(shè)備例如可以是手機(jī)、集成了電子收費(fèi)系統(tǒng)的車載GPS設(shè)備等。[〇〇54]圖4-11示出了參照?qǐng)D1-3的實(shí)施例所制造的一個(gè)天線裝置的各個(gè)特性的示意圖。 在所述天線裝置中，上層天線是ETC天線，下層天線是GPS天線。
[0055]圖4是所述天線裝置中的下層天線的S11特性的示意性曲線圖。圖5是所述天線裝置中的上層天線的S11特性的示意性曲線圖。從圖4和圖5中可以看出，該天線裝置實(shí)現(xiàn)了較好的雙頻特性。
[0056]圖6是所述天線裝置中的下層天線的天線軸比的示意性曲線圖。圖7是所述天線裝置中的上層天線的天線軸比的示意性曲線圖。從圖6和圖7中可以看出，該天線裝置實(shí)現(xiàn)了較好的圓極化特性，例如，0 = 〇°，①=0°時(shí)天線軸比可以小于3dB。
[0057]圖8是所述天線裝置中的下層天線的天線增益的示意性曲線圖。圖9是所述天線裝置中的上層天線的天線增益的示意性曲線圖。從圖8和圖9中可以看出，該天線裝置實(shí)現(xiàn)了較好的定向性。例如，GPS天線在福射方向(Z方向)的最大增益可以達(dá)到8.4dB,以及ETC天線在輻射方向(Z方向)的最大增益可以達(dá)到10dB。
[0058]圖10是所述天線裝置中的下層天線的天線電流分布的示意圖。圖11是所述天線裝置中的上層天線的天線電流分布的示意圖。ETC天線通過微帶貼片1進(jìn)行輻射，而GPS天線則是通過縫隙31、32、33和34進(jìn)行輻射。如圖10所示，U形縫隙31、32、33和34的拐角兩兩相對(duì)， 在所述縫隙末端電流分布較強(qiáng)。因此，通過采用這種U形的縫隙可以較容易調(diào)整天線的輻射特性和/或獲得較好的天線特性。[〇〇59] 雖然已經(jīng)通過例子對(duì)本實(shí)用新型的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上例子僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天線裝置，包括:上層天線(1);和下層天線(3)，其中，上層天線位于下層天線的上方，下層天線為縫隙天線，以及上層天線與下層天線 中的未開縫區(qū)域相對(duì)并以所述未開縫區(qū)域作為上層天線的反射地板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，還包括:反射地板(5)，其中，該反射地板位于下層 天線的下方。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線裝置，還包括:第一介質(zhì)基板(2)、第二介質(zhì)基板(4)和第 三介質(zhì)基板(6)，其中，上層天線位于第一介質(zhì)基板上，下層天線位于第二介質(zhì)基板上，以及 反射地板位于第三介質(zhì)基板上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，還包括:饋電網(wǎng)絡(luò)(40)，該饋電網(wǎng)絡(luò)包括第一分支 (43)和第二分支(44)，第一分支和第二分支分別與下層天線的第一饋電點(diǎn)(36)和第二饋電 點(diǎn)(35)連接，以及第一分支和第二分支的長(zhǎng)度使得在第一饋電點(diǎn)和第二饋電點(diǎn)的饋電信號(hào)產(chǎn)生90°相差。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，其中，下層天線包括作為第一輻射單元的第一縫隙 (31)、作為第二輻射單元的第二縫隙(32)、作為寄生單元的第三縫隙(33)和作為寄生單元 的第四縫隙(34)，以及第一饋電點(diǎn)接近第一縫隙，第二饋電點(diǎn)接近第二縫隙。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線裝置，其中，第一、第二、第三、第四縫隙的形狀相同，以及 它們按照正方形的四邊被依次排列。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線裝置，其中，第一、第二、第三、第四縫隙呈“U”形，第一、第 三縫隙的“U”形底部相對(duì)，以及第二、第四縫隙的“U”形底部相對(duì)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，上層天線是微帶貼片天線。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，上層天線是ETC天線，以及下層天線是GPS天線。10.—種電子設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置。
【文檔編號(hào)】H01Q5/328GK205609757SQ201620167992
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月4日
【發(fā)明人】孫勁, 趙青, 何其娟
【申請(qǐng)人】歌爾股份有限公司