一种新型的低成本小型化GPS天线.doc

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1、.第1部分微带天线与印刷天线..一种新型的低成本小型化GPS天线郭榕（市唐延南路10号中兴通讯研发中心E4-12，710065）摘要：本文设计了一种用于通信、导航、定位等领域的小型化、低成本的实用型全球定位系统（GPS，GlobalPositionSystem）天线。本文提出的耦合馈电很好解决了环天线带来的阻抗失配问题，在实现小型化的同时，提高了天线的带宽。并通过在环形天线上开倒T型槽来实现天线的圆极化特性，改变了传统实现微带圆极化的方法，提高了天线批量生产时的一致性。通过选用低介电常数的材料，相比通用瓷基片的天线，由于结构的创新，在减

2、小天线体积的情况下，降低了成本，改善了耐温度差和易碎等不良特性。关键词：小型化，GPS，低介电常数ANewCompactGPSAntennawithLowCostGuoRong(ZTECorporationR&Dcenter(Xi’an)10#SouthTangyanRoad,Xi’anHi-techIndustriesDevelepmentZone,Co.zte,Xi’an710065)Abstract:AGlobalPositionSystemantennaisdevelopedinthispaperwithlittlesizean

3、dlowcost.Anewcoupledfeedinglineisusedtoenhancetheimpedencecharacter,increasethebandwidthandminiaturizethesize.Comparedwiththeconventionalmethod，ThecircularpolarizationisachievedbytheinversedT-shapeslotonthepatchloop，andthecoherenceofbatchproductionisimproved.Lowdelectric

4、materialischosentofabricatetheprototypeinsteadoftheceremicsubstarte,thesizeandthecostweredecreasedbyusingnovelstructre,andthefragilecharacterismodified.Keywords:littlesize、GPS、lowεr..1引言在全球产业对于电子产品要求其“轻、薄、短、小”等发展趋势下，使得GPS系统小型化成为一种趋势，而GPS天线的尺寸也成为GPS系统小型化设计的瓶颈问题。现有的GPS天线大多

5、采用瓷基片天线或螺旋天线[1]。其中，瓷基片天线因其在辐射元的正交面上有最大增益，即在水平面上的辐射元对从天顶发来的讯号具有最大增益，因此，瓷基片天线广泛适用于主要朝上方的终端产品中，例如运用在车载导航设备中。由于瓷基片其介电常数高，利用瓷基片作为介质的天线体积较小，故GPS天线广泛采用瓷基片设计。但是，目前市场上现有的结构的瓷基片GPS天线存在以下缺点而限制了其在工程中的实用性和应用围：1.瓷基片GPS天线现有结构限制了其尺寸的进一步小型化；2.介质厚度大、易碎、重量大；3.不耐高温，加工成本偏高；4.由于介质具有较高的介电常数，导致

6、加工时天线的一致性不高，影响批量生产成品率，提高了制造成本。..2GPS天线的分析和新的设计2.1天线结构本设计的目的是为了解决现行的瓷基片GPS天线易碎，温度效应差，介电常数高，一致性不好及价格偏高，不易集成等缺点，提出了一种基于印制板技术的GPS天线，它在保证其他电性能不变的前提下，可以减小天线的重量和厚度等，降低天线的加工难度和加工成本。实现如下：按照变型微带的方法来设计GPS天线，为了解决普通微带天线尺寸大的问题，把微带环天线的结构用于GPS设计，并通过中间方形贴片的耦合馈电解决环天线所带来的阻抗失配问题。该天线包括1-介质层，

7、2-环形天线，3-倒T型槽，4-耦合馈电贴片，5-金属地板和6-金属地板。如图1所示，构造一种GPS天线，包括介质层1，设置在该介质层第一表面的天线地板5和设置在该介质层第一表面相对的第二表面的天线贴片和馈电点6，其特征在于，所述天线贴片包括沿所述介质层第二表面周边环形布置的环形天线2和在该环形天线部并临近该环形天线一侧间隔设置的耦合馈电贴片4，所述馈电点设置在该耦合馈电贴片上;在所述环形天线临近所述耦合馈电贴片部分中部设置一个T形槽3，该T形槽的脚与该环形天线的边缘连通，该T形槽的上横边与该环形天线的边缘平行。天线中提出的耦合馈电很好

8、解决了环天线带来的阻抗失配问题，在实现小型化的同时，提高了天线的阻抗特性，并通过在环形天线上开倒T型槽来实现天线的圆极化特性，改变了通常采用的切角来实现微带圆极化的方法，提高了天线批量生产时的一致性。通过选