一種同體共面多頻圓極化天線及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微波通訊技術(shù)領(lǐng)域，一種同體共面多頻圓極化天線，包括第一基板，所述第一基板內(nèi)挖設(shè)有第一容納腔體，所述第一容納腔體共面嵌設(shè)有第二基板，第一基板和第二基板上表面設(shè)有輻射電極，第一基板和第二基板下表面設(shè)有反射電極，第一基板和第二基板上分別設(shè)有饋電針。一種采用共面嵌套設(shè)置的方式來設(shè)計多頻天線，從而能夠大大縮小成品天線的體積范圍，并且消除了各層級疊加基板邊緣區(qū)域的輻射干擾缺陷。
【專利說明】
一種同體共面多頻圓極化天線及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微波通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種同體共面多頻圓極化天線及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前衛(wèi)星定位技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)出現(xiàn)美國GPS定位系統(tǒng)，中國北斗定位系統(tǒng)，俄羅斯格洛納斯定位系統(tǒng)等，每個定位系統(tǒng)都具備不同的特點，顯著的特點是，各系統(tǒng)信息載波頻段不同。為了使同一種設(shè)備匹配各個系統(tǒng)，則必須使用可以包含兩個頻段及以上的天線，即為雙頻天線及多頻天線。
[0003]由于陶瓷天線具備性能穩(wěn)定，使用溫度范圍寬的優(yōu)勢，為了配合各定位系統(tǒng)的不同頻率波段在各種復(fù)雜環(huán)境中正常使用，目前多采用多層疊加的方式來實現(xiàn)多頻通信。多層次疊加的方式其需要采用設(shè)計底部基板與頂部基板大小錯差的結(jié)構(gòu)，參考圖1所示，該天線包括底部基板I，底部基板I上設(shè)有頂部基板2，頂部基板上設(shè)有輻射層3，由于頂部基板2是疊加設(shè)置在底部基板I上，從而導(dǎo)致了其成品天線的體積較大，需要額外的安裝空間，并且具有一定區(qū)域的相互干擾區(qū)域，具體為圖1中的底部基板I和頂部基板2邊緣位置的輻射干擾區(qū)域4，會造成整個產(chǎn)品天線的性能受到影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為此，本發(fā)明提供了一種采用共面嵌套設(shè)置的方式來設(shè)計多頻天線，從而能夠大大縮小成品天線的體積范圍，并且消除了各層級疊加基板邊緣區(qū)域的輻射干擾缺陷。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種同體共面多頻圓極化天線，包括第一基板，所述第一基板內(nèi)挖設(shè)有第一容納腔體，所述第一容納腔體共面嵌設(shè)有第二基板，第一基板和第二基板上表面設(shè)有輻射電極，第一基板和第二基板下表面設(shè)有反射電極，第一基板和第二基板上分別設(shè)有饋電針。
[0006]進一步的，所述第一基板上表面輻射有第一輻射電極，所述第二基板上設(shè)有第二輻射電極，第一輻射電極和第二輻射電極之間由絕緣層隔離。
[0007]進一步的，所述第一容納腔體內(nèi)壁設(shè)有金屬導(dǎo)通層，所述金屬導(dǎo)通層與輻射電極和反射電極連接。
[0008]進一步的，所述第二基板上設(shè)有中心通孔，所述中心通孔內(nèi)壁設(shè)有金屬層，所述金屬層與輻射電極和反射電極連接。設(shè)置中心通孔及其內(nèi)壁金屬層導(dǎo)通，有效增大零電位面積，從而有效避免饋電針之間的干涉。
[0009]進一步的，饋電針個數(shù)為多個。
[0010]進一步的，饋電針成對設(shè)置在第一基板和第二基板上。
[0011 ]進一步的，所述第一基板和第二基板為相同材質(zhì)基板。
[0012]進一步的，所述第一基板和第二基板為不同材質(zhì)基板。
[0013]進一步的，所述第一基板為矩形基板，第二基板為圓形基板。
[0014]進一步的，所述第二基板上挖設(shè)有第二容納腔體，第二容納腔體共面嵌設(shè)有第三基板，所述第三基板上下表面也分別設(shè)有輻射電極和反射電極，第三基板上也設(shè)有饋電針。
[0015]進一步的，所述第一基板上表面輻射有第一輻射電極，所述第二基板上設(shè)有第二輻射電極，第一輻射電極和第二輻射電極之間由絕緣層隔離。
[0016]更進一步的，所述第三基板上設(shè)有中心通孔，所述中心通孔內(nèi)壁設(shè)有金屬層，所述金屬層與輻射電極和反射電極連接。
[0017]進一步的，所述輻射電極和反射電極均為銀電極。
[0018]進一步的，饋電針個數(shù)為多個。
[0019]進一步的，饋電針為黃銅鍍銀針。
[°02°] 進一步的，第一基板為正方形陶瓷集體，其長范圍為10?50mm，寬范圍為?50mm，厚度范圍為2?6mm。
[0021]進一步的，第一基板為圓形陶瓷集體，其直徑范圍為10?50mm，厚度范圍為2?6mm ο
[0022]本發(fā)明還提供了一種用于制備上述同體共面多頻圓極化天線的方法，從而提高成品天線的制備效率和穩(wěn)定成品天線的性能，包括以下步驟:
[0023]將各基板根據(jù)嵌套關(guān)系開模設(shè)置相應(yīng)的容納腔體，
[0024]將各基板通過高溫焊接方式共面嵌套焊接成型，
[0025]通過絲網(wǎng)印刷方式在成型后的基板上設(shè)置輻射電極和反射電極，
[0026]在基板上焊接饋電針。
[0027]進一步的，輻射電極和反射電極均為銀電極，通過高溫金屬化銀電極的方式，使銀電極與成型后的基板粘接在一起。
[0028]進一步的，饋電針通過錫焊焊接在福射電極和反射電極上。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0030]1、本發(fā)明通過采用多個基板共面嵌套設(shè)置的方式來實現(xiàn)多頻天線的設(shè)計，設(shè)計后的天線產(chǎn)品外體積僅跟第一基板的體積相同，從而相比較現(xiàn)有的疊加基板設(shè)計多頻天線的方式，能夠大大縮小了多頻天線實際體積，而且由于整個天線產(chǎn)品是共面設(shè)計，具有完整平滑的外形空間，因此安裝時，不需要電子設(shè)備具有額外的安裝空間，為各種電子設(shè)備提供了更加方便的選擇，節(jié)省了整機的空間。
[0031]2、本發(fā)明通過多個不同基板多重嵌套模式，能夠集成設(shè)計多種頻率的天線。
[0032]3、本發(fā)明采用嵌套方式，將多個相同或者不同材料的陶瓷基體，互相嵌套在一起，從而能夠大大縮小成品天線的體積范圍，并且消除了各層級疊加基板邊緣區(qū)域的輻射干擾缺陷。
[0033]4、使用高溫焊接將各嵌套基體焊接在一起，再統(tǒng)一設(shè)計輻射和反射電極、焊接饋點針，形成同體共面的多頻圓極化天線。
[0034]5、本發(fā)明的天線其頻率范圍在400MHz?8.5GHz，諧振頻點2 2個。
[0035]6、本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)易于加工，組裝方便，適合大規(guī)模的推廣運用。
【附圖說明】
[0036]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的多頻天線剖視圖。
[0037]圖2為第一實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖3為第一實施例的帶局部透視的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖4為第一實施例的分體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖5為第一實施例的剖視圖。
[0041]圖6為第二實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]主要附圖標記說明:
[0043]101、基板
[0044]102、容納腔體
[0045]201、基板
[0046]202、容納腔體
[0047]301、基板
[0048]401、輻射電極
[0049]402、輻射電極
[0050]403、輻射電極[0051 ]501、饋電針
[0052]502、饋電針
[0053]503、饋電針
[0054]601、金屬導(dǎo)通層
[0055]701、中心通孔
[0056]702、金屬層
【具體實施方式】
[0057]為詳細說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實施例并配合附圖詳予說明。
[0058]第一實施例:
[0059]參考圖2至圖5所示，一種同體共面多頻圓極化天線，包括基板101，基板101為矩形，所述基板101內(nèi)挖設(shè)有圓形容納腔體102，在另一些實施例中，容納腔體102也可以為矩形或橢圓形或者其他幾何形狀。所述容納腔體102共面嵌設(shè)有基板201，基板201為匹配圓形容納腔體102的圓形基板201。將基板201通過高溫焊接方式與基板101共面嵌套焊接成型，基板101和基板201上表面設(shè)有輻射電極401，基板101和基板201下表面設(shè)有反射電極(未示意)，所述基板101上表面輻射有輻射電極401，所述基板201上設(shè)有輻射電極402，輻射電極401和輻射電極402之間由絕緣層隔離。輻射電極401、402和反射電極是通過絲網(wǎng)印刷方式在成型后的基板101和基板201上。輻射電極401為與基板101形狀匹配的圓環(huán)形，輻射電極402設(shè)置在基板201內(nèi)部，形狀為不規(guī)則四邊形，其輻射面積等效為矩形。輻射電極402與輻射電極401之間具有絕緣層隔離。
[0060]基板101和基板201上分別設(shè)有饋電針501、502。饋電針501、502為黃銅鍍銀針。在本實施例中基板101上設(shè)有2個饋電針501，基板201上設(shè)有2個饋電針502，饋電針501、502成對設(shè)置在基板101和基板201上。
[0061 ] 本實施例中，所述容納腔體102內(nèi)壁設(shè)有金屬導(dǎo)通層601，所述金屬導(dǎo)通層601與福射電極401和反射電極連接。
[0062]本實施例中，所述基板201上設(shè)有中心通孔701，所述中心通孔內(nèi)壁設(shè)有金屬層702，所述金屬層702與輻射電極402和反射電極連接。設(shè)置中心通孔701及其內(nèi)壁金屬層702導(dǎo)通，有效增大零電位面積，從而有效避免饋電針之間的干涉。
[0063]本實施例中，所述基板101和基板201可以為相同或不同材質(zhì)基板，本實施例中，基板101和基板201均采用相同材質(zhì)的陶瓷基板。
[0064]本實施例中，所述輻射電極401、402和反射電極均為銀電極。
[0065]第二實施例:
[0066]參考圖6所示，本實施例基本結(jié)構(gòu)與第一實施例的不同之處在于本實施例中采用3個基板101、201、301共面嵌套設(shè)計而成，所述基板101內(nèi)挖設(shè)有圓形容納腔體102，所述容納腔體102共面嵌設(shè)有基板201，所述基板201上挖設(shè)有容納腔體202，容納腔體202共面嵌設(shè)有基板301。所述基板301上下表面也分別設(shè)有輻射電極403和反射電極，基板301上也設(shè)有饋電針503，饋電針501、502、503均采用為黃銅鍍銀針，基板101上設(shè)有兩個饋電針501，基板201上設(shè)有兩個饋電針502，基板301上設(shè)有兩個饋電針503。且饋電針501、502、503成對設(shè)置在基板101、基板201和基板301上。
[0067]所述基板101上表面輻射有輻射電極401，所述基板201上設(shè)有輻射電極402，所述基板301設(shè)有輻射電極403，輻射電極401、輻射電極402和輻射電極403之間分別由絕緣層隔離。輻射電極401為環(huán)形輻射電極403，輻射電極402為等效矩形輻射電極403，輻射電極403為矩形輻射電極403。
[0068]本實施例中，所述基板301上也設(shè)有中心通孔701，所述中心通孔701內(nèi)壁設(shè)有金屬層702，所述金屬層702與輻射電極403和反射電極連接。
[0069]輻射電極401、輻射電極402和輻射電極403和反射電極均為銀電極。
[0070]本發(fā)明還提供了一種用于制備上述同體共面多頻圓極化天線的方法，從而提高成品天線的制備效率和穩(wěn)定成品天線的性能，包括以下步驟:
[0071]將各基板101、201、301根據(jù)嵌套關(guān)系開模設(shè)置相應(yīng)的容納腔體102、202，
[0072]將各基板通過高溫焊接方式共面嵌套焊接成型，具體地，在對于第一實施例中，則將基板101和基板201通過高溫焊接方式共面嵌套焊接成型，對于第二實施例則將基板101、基板201和基板301通過高溫焊接方式共面嵌套焊接成型;若均采用陶瓷基體作為基板101、基板201和基板301，則將三個陶瓷基體101、201、301嵌套高溫焊接方式組成一個陶瓷基體，
[0073]通過絲網(wǎng)印刷方式在成型后的基板上設(shè)置輻射電極401、402、403和反射電極，輻射電極401、402、403和反射電極均為銀電極，通過高溫金屬化銀電極的方式，使銀電極與成型后的基板粘接在一起。從而在陶瓷基體表面覆蓋上一層表面銀電極。
[0074]在基板上焊接饋電針501、502、503。饋電針501、502、503通過錫焊焊接在輻射電極401、402、403和反射電極上。從而形成一個具有多個特定諧振頻率的陶瓷天線。
[0075]對于上述實施例，制作成的陶瓷天線可以工作在400MHz?5.8GHz的較寬頻率范圍內(nèi)，各基板可以選擇不同的材料，實現(xiàn)同體共面的任意多頻組合圓極化天線。天線性能與同外形的天線性能相當(dāng)，天線相互之間不干擾。
[0076]基板101可以選用正方形，長(寬)范圍在10?50mm，厚度范圍在2?6mm，或者基板101直徑范圍在10?50_，厚度范圍在2?6mm的圓形陶瓷基體。
[0077]參考圖5所示，本發(fā)明中的上述實施例可以看出，本發(fā)明中的成品天線的基板101的長為b，高度為a，因此整個成品天線的尺寸大小則就等于基板101的大小。而參考圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的疊加型多頻圓極化天線，其長度為b，高度則為a’，很明顯，在采用同樣高度的陶瓷基體層疊而成后的天線中，其高度a’大于本發(fā)明中的成品天線的高度a。因此本發(fā)明通過采用多個基板共面嵌套設(shè)置的方式來實現(xiàn)多頻天線的設(shè)計，設(shè)計后的天線產(chǎn)品外體積僅跟第一基板的體積相同，從而相比較現(xiàn)有的疊加基板設(shè)計多頻天線的方式，能夠大大縮小了多頻天線實際體積，而且由于整個天線產(chǎn)品是共面設(shè)計，具有完整平滑的外形空間，因此安裝時，不需要電子設(shè)備具有額外的安裝空間，為各種電子設(shè)備提供了更加方便的選擇，節(jié)省了整機的空間。
[0078]參考圖5所示，由于本發(fā)明采用嵌套方式，將多個相同或者不同材料的陶瓷基體，互相嵌套在一起，從而能夠大大縮小成品天線的體積范圍，并且相對比圖1可以看出，本發(fā)明的產(chǎn)品天線中，沒有各層級疊加基板邊緣區(qū)域4，可見本發(fā)明的成品天線消除了各層級疊加基板邊緣區(qū)域4的輻射干擾缺陷。
[0079 ]本成品天線的結(jié)構(gòu)易于加工，組裝方便，適合大規(guī)模的推廣運用。
[0080]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此夕卜，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù)；“以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。
[0081]盡管已經(jīng)對上述各實施例進行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種同體共面多頻圓極化天線，其特征在于:包括第一基板，所述第一基板內(nèi)挖設(shè)有第一容納腔體，所述第一容納腔體共面嵌設(shè)有第二基板，第一基板和第二基板上表面設(shè)有輻射電極，第一基板和第二基板下表面設(shè)有反射電極，第一基板和第二基板上分別設(shè)有饋電針。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同體共面多頻圓極化天線，其特征在于:所述第一基板上表面輻射有第一輻射電極，所述第二基板上設(shè)有第二輻射電極，第一輻射電極和第二輻射電極之間由絕緣層隔離。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種同體共面多頻圓極化天線，其特征在于:所述第一容納腔體內(nèi)壁設(shè)有金屬導(dǎo)通層，所述金屬導(dǎo)通層與輻射電極和反射電極連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種同體共面多頻圓極化天線，其特征在于:所述第二基板上設(shè)有中心通孔，所述中心通孔內(nèi)壁設(shè)有金屬層，所述金屬層與輻射電極和反射電極連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同體共面多頻圓極化天線，其特征在于:所述第二基板上挖設(shè)有第二容納腔體，第二容納腔體共面嵌設(shè)有第三基板，所述第三基板上下表面也分別設(shè)有輻射電極和反射電極，第三基板上也設(shè)有饋電針。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種同體共面多頻圓極化天線，其特征在于:所述第一基板上表面輻射有第一輻射電極，所述第二基板上設(shè)有第二輻射電極，所述第三基板設(shè)有第三輻射電極，第一輻射電極、第二輻射電極和第三輻射電極之間由絕緣層隔離。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種同體共面多頻圓極化天線，其特征在于:所述第三基板上設(shè)有中心通孔，所述中心通孔內(nèi)壁設(shè)有金屬層，所述金屬層與輻射電極和反射電極連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同體共面多頻圓極化天線，其特征在于:所述輻射電極和反射電極均為銀電極。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同體共面多頻圓極化天線，其特征在于:饋電針個數(shù)為多個。10.—種用于制作上述權(quán)利要求1至9任一的同體共面多頻圓極化天線的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 將各基板根據(jù)嵌套關(guān)系開模設(shè)置相應(yīng)的容納腔體， 將各基板通過高溫焊接方式共面嵌套焊接成型， 通過絲網(wǎng)印刷方式在成型后的基板上設(shè)置輻射電極和反射電極， 在基板上焊接饋電針。
【文檔編號】H01Q1/38GK105870622SQ201610379878
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】許慧云, 凌志輝, 鄒海雄, 張軍志, 劉濟濱, 林康, 李太坤
【申請人】廈門松元電子有限公司