一种超带宽抗干扰高增益圆极化GPS弹片天线的制作方法

一种超带宽抗干扰高增益圆极化gps弹片天线
技术领域
1.本发明涉及天线，尤其涉及一种超带宽抗干扰高增益圆极化gps弹片天线。


背景技术：

2.随着通讯行业的发展，各类产品层出不穷，模块的增加也使得天线环境越发复杂，人们对于天线的稳定性，抗干扰性，小型化及适用范围有了更高的追求。gps天线的应用已十分普遍，差不多涉及到日常生活的各个方面，尤其是近几年，以gps天线代表的卫星导航应用产品，由于他能很容易地提供位置、速度和时间信息，所以会很快成为现代信息社会的重要信息来源，成为信息时代的国家基础设施之一，市场上大部分的gps采用陶瓷作为基片来实现天线传输能力稳定，此类天线具有穿透力强、性能好、轴比带宽优秀、增益高等特点，但是作为大量使用且适用范围较广的天线，陶瓷天线具有价格昂贵、难以调节和改动，制作工艺复杂等缺陷。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种无需陶瓷结构、易于制造、成本低廉、外形美观、接线方便、天线效率更高的超带宽抗干扰高增益圆极化gps弹片天线。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
5.一种超带宽抗干扰高增益圆极化gps弹片天线，其包括有正方形弹片和基板，所述正方形弹片包括有向下延伸的馈电脚，所述正方形弹片的四个侧边分别形成有向下弯折的接地脚，所述基板上开设有一馈电插孔和四个接地插孔，所述馈电脚穿过所述馈电插孔且二者焊接固定，四个接地脚分别穿过四个接地插孔，且所述接地脚与所述接地插孔焊接固定，借由所述馈电脚和所述接地脚将所述正方形弹片支撑于所述基板的上方。
6.优选地，所述正方形弹片上开设有第一槽口，所述第一槽口延伸至所述正方形弹片的边缘处，所述馈电脚由所述第一槽口的第二端向下延伸。
7.优选地，所述正方形弹片上开设有第二槽口，所述第二槽口为长方形槽口。
8.优选地，所述第二槽口与所述第一槽口垂直设置。
9.优选地，所述接地脚的下端边缘处形成有凸形部，所述凸形部与所述接地插孔相互卡合。
10.优选地，所述接地插孔的两侧分别设有辅助焊盘。
11.优选地，所述辅助焊盘设于所述基板背向所述正方形弹片的一侧。
12.优选地，所述基板的正背两侧分别布设有接地区域。
13.优选地，所述基板上设有多个金属化过孔，所述基板的正背两侧的接地区域通过所述金属化过孔相连接。
14.优选地，所述正方形弹片为铜片，所述基板为fr4基板。
15.本发明公开的超带宽抗干扰高增益圆极化gps弹片天线中，在所述正方形弹片上
设置有向下延伸的一个馈电脚和四个接地脚，同时利用所述馈电脚和所述接地脚将所述正方形弹片撑起于所述基板的上方，相比现有技术而言，本发明不仅结构简单、成本低廉，而且无需陶瓷结构，易于生产制造，同时外形美观、接线方便，较好地满足了应用需求。
附图说明
16.图1为本发明gps弹片天线组装前的结构图一；
17.图2为本发明gps弹片天线组装前的结构图二；
18.图3为正方形弹片的立体图；
19.图4为本发明gps弹片天线的s11仿真曲线图；
20.图5为本发明gps弹片天线的vswr仿真曲线图；
21.图6为本发明gps弹片天线的轴比仿真曲线图；
22.图7为本发明gps弹片天线的增益测试图；
23.图8为本发明gps弹片天线xoy面的增益测试图；
24.图9为本发明gps弹片天线xoz面的增益测试图；
25.图10为本发明gps弹片天线xoz面的增益测试图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
27.本发明公开了一种超带宽抗干扰高增益圆极化gps弹片天线，结合图1至图3所示，其包括有正方形弹片1和基板2，所述正方形弹片1包括有向下延伸的馈电脚10，所述正方形弹片1的四个侧边分别形成有向下弯折的接地脚11，所述基板2上开设有一馈电插孔20和四个接地插孔21，所述馈电脚10穿过所述馈电插孔20且二者焊接固定，四个接地脚11分别穿过四个接地插孔21，且所述接地脚11与所述接地插孔21焊接固定，借由所述馈电脚10和所述接地脚11将所述正方形弹片1支撑于所述基板2的上方。
28.上述天线中，在所述正方形弹片1上设置有向下延伸的一个馈电脚10和四个接地脚11，同时利用所述馈电脚10和所述接地脚11将所述正方形弹片1撑起于所述基板2的上方，相比现有技术而言，本发明不仅结构简单、成本低廉，而且无需陶瓷结构，易于生产制造，同时外形美观、接线方便，较好地满足了应用需求。
29.作为一种优选结构，所述正方形弹片1上开设有第一槽口12，所述第一槽口12的第一端延伸至所述正方形弹片1的边缘处，所述馈电脚10由所述第一槽口12的第二端向下延伸。其中，所述第一槽口12的一个作用是方便天线馈电的加工制作，另一个作用是可以有效调节天线的回损s11及驻波比vswr，通过开槽加大了电流的传输距离，显著增加了电流间的耦合，能较好地符合小型化天线的需求。
30.本实施例中，所述正方形弹片1上开设有第二槽口13，所述第二槽口13为长方形槽口。进一步地，所述第二槽口13与所述第一槽口12垂直设置。其中，所述第二槽口13的结构有利于圆极化波的产生，通过在x轴上开槽，馈电点在对角线上达到调节轴比、极化方向的作用。
31.上述结构的所述正方形弹片1中，天线的辐射部分为24*24mm的正方形铜片，有四个接地点，固定天线的同时形成两个相位角相差90的电磁波，以形成圆极化波形。
32.本实施例中，所述接地脚11的下端边缘处形成有凸形部110，所述凸形部110与所述接地插孔21相互卡合。上述凸形部110能方便插接和焊接，有助于提高生产效率。
33.作为一种优选方式，所述接地插孔21的两侧分别设有辅助焊盘22。进一步地，所述辅助焊盘22设于所述基板2背向所述正方形弹片1的一侧。
34.上述结构中，在每个接地插孔21的两侧分别设置有辅助焊盘22，该两个辅助焊盘22用于添加电桥。其次，四个接地插孔21两两一组，形成了有利于产生相位角相差90
°
的波，除此之外，对于后期调节天线的频段和轴比也有了更多的选择性，比如，通过减少一个电感位置来调节天线的工作频段及圆极化的相位差，有利于后期修改天线的轴比，亦或是改变某个电感或者电容的大小来调节s11及中心频率。
35.本实施例中，所述基板2的正背两侧分别布设有接地区域。进一步地，所述基板2上设有多个金属化过孔23，所述基板2的正背两侧的接地区域通过所述金属化过孔23相连接。
36.上述结构中，fr4板上有双层地，通过小圆柱结构的金属化过孔23可实现上下层连接，这种连接方式相当于增大了接地面积，实际应用中，小型天线不稳定的大部分原因就是地面积太小，所以本实施例采用双层覆铜设计，有助于提高天线性能的稳定。
37.作为一种优选方式，所述正方形弹片1为铜片，所述基板2为fr4基板，具体尺寸为27mm*27mm*1mm。
38.对于本发明的仿真测试数据如下：
39.请参见图4，天线的回波损耗曲线中，中心频段在1575mhz，工作频段的s11均>
‑
20db；
40.请参见图5，天线的驻波比vswr在工作频段内<2；
41.请参见图6，天线的轴比axial ratio在
‑
40～40之间<3；
42.请参见图7，天线的最大增益为4db；
43.结合图8至图10所示，3个方向的最大增益都在3.5db左右，天线为全向性。
44.本发明公开的超带宽抗干扰高增益圆极化gps弹片天线，其适用于大部分应用环境，该天线结构简单、增益高、抗干扰能力强，且成本比较低。该天线相较于常规天线，其无需陶瓷结构，并且外观美观、接线方便、天线辐射(或接受)效率更高、信号传输更畅通稳定，此外，本发明设计思路简单、实用性较强。
45.以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。