[发明专利]新颖的平面型无线电天线模块

说明书

本申请是申请日为2009年4月1日、申请号为200980112168.9、发明名称为“新颖的平面型无线电天线模块”的发明专利申请的分案申请。

本发明的实施方式涉及具有辐射图的无线电天线模块，该无线电天线模块有益于个人导航设备（PND）和自动全球定位系统（GPS）接收器应用。该设备包括天线、互连电路以及集成的无线电元件。特别地但不排他地，本发明的实施方式提供了基本上平面型的GPS无线电天线模块。

背景技术

用于导航的自动GPS接收机的特征在于大的垂直的LCD显示屏和趋于相对薄的厚度。最常用的天线元件是矩形的陶瓷贴片天线。只要它们足够大就工作良好，并且它们被设计用于有效地接收来自GPS卫星星座的右旋圆极化（RHCP）信号。陶瓷贴片天线还需要基本上水平地被部署以工作良好。这意味着典型的25×25毫米或17×17毫米的正方形贴片不能直接地并入外壳内，除非将外壳做得很深。可选择的解决方案是使用铰接的外部贴片天线，其可向上翻转到水平位置，如附图的图1a所示。这既在机械上笨拙，又昂贵。存在小于17×17毫米的陶瓷贴片，但是它们性能较差并且对RHCP信号没有这么好的响应。

从US2003/0146874中得知提供了具有呈圆弧形式的放射状结构的天线。工作方法依赖于寄生导体的存在。驱动元件具有靠近地的连接点，该连接点被称为“中性电极”，其被描述为允许四分之一波长的所有电流分布在辐射元件上，因此具有使辐射效率（增益特性）最大化的效果。如果不提供中性电极，那么四分之一波长的电流被分布给辐射元件和第一连接电极，在某种程度上减少了辐射元件中的电流分量并降低了辐射效率（增益特性）。

没有讨论如何确定“中性电极”的位置—其简单地看上去是在“第一连接电极”的上端。特别地，没有明确公开通过在两个非接地点之间馈电所获得的优势。

发明内容

根据本发明，提供了子板，其包括基板、无线电电路以及单极天线，其中无线电电路在所述单极天线上的两个点之间馈电，所述两个点具有预定的相对阻抗差值，并且两个点都不处于零阻抗（地）处。

在使用中，所述单极天线的一端将接地，通常通过与单独的母板上的接地层连接接地。

所述单极天线的所述一端可以设置有具有预定长度的导电连接器，以便在所述导电连接器的一端提供接地，而在与所述单极天线的第一点连接的所述导电连接器的另一端保持非零阻抗。

所述单极天线实际接地的所述一端（不管直接接地还是通过连接器布置接地）将具有基本为零的阻抗，而所述另一端（辐射尖端）将具有接近无穷大的阻抗（由于电压很高而电流很低）。所述无线电电路在所述单极天线上的这两个点之间馈电，所述两个点具有预定的相对阻抗差值（对于大多数应用，这个差值将是50欧姆，但是其他差值可能是可用的），并且两个所述馈电点都不接地。在大多数应用中，两个所述馈电点将都不位于所述辐射尖端处或靠近所述辐射尖端，因为朝向所述单极天线的末端，阻抗将通常快速地增长，趋于无穷大，这将使得难以在优选的制造容差之中选择具有预定的相对阻抗差值的两个点。

当使用不平衡的（差动的）无线电电路时，通常一侧接地，而另一侧连接到所述天线。本发明使用了非常不同的布置，其中所述无线电电路的任一侧都不直接接地，并且馈电是在所述天线的两段之间。

在优选的实施方式中，所述无线电电路实际上包括部分的所述单极天线，因为所述无线电电路是在所述单极天线上的两个点之间馈电。换句话说，在优选的实施方式中的所述无线电电路不是只在所述天线上，而是实际形成天线的部分。它能够延伸至所述子板上的所有相关电路，即，所述子板作为整体可以形成所述天线。

所述单极天线可以形成在所述基板的一侧上，而所述无线电电路可以位于所述基板的相对侧。

所述子板可以进一步包括在内部包含有所述无线电电路的屏蔽RF的外壳或外罩。所述屏蔽RF的外壳或外罩可以由导电材料制成，并且可以形成所述单极天线的部分。

所述无线电电路可以设置有连接，所述连接穿过所述屏蔽RF的外壳并与所述单极天线上的第二点接触。

所述单极天线可以包括至少第一连接部分和第二连接部分，可选地包括第三或更多的连接部分。所述部分可以被配置为所述基板上的蚀刻的、印刷的或以其他方式形成的导电迹线或贴片，它们通常都位于所述基板的同一侧，虽然在一些实施方式中至少一部分可以位于所述基底的相对侧并通过导电通孔等等与另一部分连接。