[实用新型]多频段宽频抗金属天线

说明书

技术领域

本专利涉及无线通迅用天线技术领域，具体涉及一种多频段宽频抗金属天线，同时覆盖GSM/CDMA/CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA/GPS频段的多频段宽频抗金属天线。

背景技术

天线作为无线通讯设备不可缺少的关键部件，用来发射或接收无线电波以传递无线信号，天线是整个无线通信设备的前端，其性能的优劣对整个设备的性能起着至关重要的作用。近年来定位导航类、无线传感网络、物联网集成应用发展迅速。特别是AGPS（AssistedGPS：辅助全球卫星定位系统）的快速发展，要求集成移动通信系统(GSM/GPRS)2G/3G与传统GPS系统，无线传感网、物联网、车联网的发展，为实现感知、信息传递及控制，需要实时通信和传递动态位置信息，同样要求集成2G/3G与GPS系统，诸多应用要求通讯天线和导航天线便于集成。既能安装在非金属表面又能安装在金属表面，还要能适合不同面积的金属表面。

在实际设计研究中，设计并实现既能应用于3G网络又能兼容2G网络的多频段宽带天线，并便于集成GPS、Wifi天线等的宽频带多频段天线，会出现体积较大，结构复杂，不便集成，成本较高、辐射性能差等缺点。如为了保证足够的带宽和增益，对天线接地板的面积有一定的要求，导致体积较大，附近有金属物体，可能会影响天线的Q值和阻抗匹配，导致辐射性能变差。作为车载、船用系统，或者无线传感、物联网、车联网应用，都难免附近有金属结构的出现，因此留有一定的设计余度，在附近有金属结构变化或系统接地结构变化时，尽量减小天线性能的恶化，将性能变化控制在合理的范围内。

国内发明专利涉及到GSM与GPS天线进行集成的很少，大多数是两种天线在空间上简单组合，体积较大，又影响各自性能。有些不适合金属安装表面，并且带宽较小，难以做到高频和低频匹配的兼顾。在2104年4月23日授权给维克托·拉比诺维奇和迈克尔·马特科瓦斯琪等人的中国专利“用于车辆应用的GPS、GSM和无线LAN天线”，专利申请号为201080020046.X，授权公告号为CN 102439791 B；该专利将GPS天线与GSM天线进行组合，其中GPS天线采用的是PCB微带天线有源天线，GSM采用的是PCB天线。两个天线在同一水平面前后分开布置，各天线之间仅存在结构上的连接，电气性能上各自独立，并通过一定的空间距离实现两者的隔离，天线体积大于两种天线体积的总和，整个天线体积较大。

根据申请号为201080020046.X的专利中披露内容推算，该方案体积较大，仅仅GPS部分水平面就大于100*100mm，预估整套天线体积不小于150*200*100mm，根据专利中提供的GSM天线电压驻波比（VSWR）图可见，VSWR<2.0带宽为824～960MHz，1710～2039MHz。其中低频段带宽不足，作为设计的典型参数，尚且难以保证在824～960MHz，1710～2170MHz频段范围内VSWR<2.0，作为产品生产过程中PCB材料参数偏差、工艺差异、公差控制等各个方面的偏差，更难以保证实际的产品能满足设计需求。因为带宽不足，当天线安装在不同表面时，特别是安装在金属表面，会因为金属物的存在，对于不同体积及形状的金属物，天线近场电磁场发生不同程度的变化，天线性能出现不同的变化，甚至影响天线的技术参数的恶化。对天线的适用范围造成影响，在使用中不得不规定安装表面的材质、体积、安装表面的体积，天线周边的其他金属物体分布，包括与其他金属物的距离。

发明内容

为了有效解决天线设计中面临的扩展带宽、多频段的综合匹配问题，提供一种体积小、易集成、辐射性能优良的宽频带多频段抗金属天线。

为了达到上述目的，本发明所设计的多频段宽频抗金属天线，包括金属底座、GPS天线模组、通信天线模组、天线罩和天线馈线，所述的金属底座和天线罩构成封闭空间，GPS天线模组和通信天线模组设置在前述封闭空间内，天线馈线分为通信馈线和GPS馈线，分别连接在通信天线模组和GPS天线模组的馈电连接处，其中：

       a）所述的通信天线模组包括通信天线PCB、第一天线辐射单元、第二天线辐射单元、双面线馈电单元、地曲流单元和通信天线接地板，并均采用铜、银、铝等导电材料，通过激光技术、腐蚀、印刷等技术将导电材料选择性敷着在介质基板的表面，形成一定的图形结构；