[发明专利]用于柔性曲折线贴片天线的系统、设备和方法

说明书

交叉引用

本申请要求于2016年1月20日提交的美国临时申请号62/281,009和于2016年6月2日提交的美国临时申请号62/344,818的权益，所述申请通过引用并入本文。

背景技术

当天线的尺寸减小时，先前采用的曲折线天线具有低带宽和低辐射效率。虽然曲折线天线由于其小尺寸、低轮廓（low profile）和简单的结构而具有优点，但也存在缺点。曲折线天线具有低辐射效率，并且当天线的尺寸减小时，辐射电阻也减小。这导致降低的辐射效率。此外，曲折线天线通常具有低带宽（小于5％）。

全球定位系统（GPS）系统广播可以由地球表面上或附近的GPS接收器接收以确定位置、速度和时间的微波信号。目前存在可用于民用的四种GPS信号：L1 C/A、L2C、L5和L1。GLONASS是一种空基卫星导航系统，其由俄罗斯航空航天国防军使用，并且是针对GPS的替代。北斗导航卫星系统由两个单独的卫星星座构成，并在中国和相邻地区中提供导航服务。

需要的是一种采用曲折线的柔性天线，其跨多个带宽提供稳定的性能而不损害性能。

发明内容

公开了一种使用柔性体跨多个带宽具有稳定的辐射性能的天线。曲折线被包含以获得GPS L1/GPS L2/GPS L5/GLONASS/BEIDOU（北斗）谐振，并且贴片被包含以使带宽从1170 MHz增加到1610 Mhz。贴片天线具有低轮廓，其可以安装在平坦表面上并且包括形成微带传输线的平坦矩形金属片。天线的柔性体允许天线符合表面的形状，包括多个弯曲。曲折线位于接地平面上的50Ω馈电电缆和贴片元件之间。贴片元件与曲折线连续并且使得能够实现带宽方面的增加。在至少一些配置中，贴片元件具有部分地包围曲折线的C形。通过在单个天线结构中组合曲折线和贴片，天线可以实现GPS L1、GPS L2、GPS L5、GLONASS和BEIDOU频率谐振。此外，微型同轴电缆可以用作邻近贴片和曲折线的天线的接地平面上的馈电技术。

本公开的一方面针对一种天线，包括：贴片元件，其中贴片元件具有平坦矩形传输线；曲折线元件，其与贴片元件连续；50Ω微型同轴馈电电缆；以及接地平面，其中曲折线元件位于接地平面上的50Ω馈电电缆和贴片元件之间。此外，贴片元件可以是具有低轮廓的平坦矩形金属片。在至少一些配置中，贴片元件是柔性的。贴片元件也可以是C形的并且在三个边上包围曲折线元件。贴片元件可配置成可符合安装表面。在一些配置中，50Ω微型同轴馈电电缆在附接到贴片元件的第一端处具有中心导体。此外，50Ω微型同轴馈电电缆可以具有附接到接地平面的外导体。此外，其中50Ω微型同轴馈电电缆具有带有附接到外部电子设备的SMA连接器的第二端。接地平面可以定位成邻近贴片元件。此外，接地平面可以是矩形的。接地也可以经由外导体附接到50Ω微型同轴馈电电缆。

本公开的另一方面针对一种天线，包括：贴片元件，其中贴片元件具有平坦矩形传输线；曲折线元件，其与贴片元件连续并且由贴片元件在三个边上包围；50Ω微型同轴馈电电缆；以及接地平面。此外，贴片元件可以是具有低轮廓的平坦矩形金属片。在至少一些配置中，贴片元件是柔性的。曲折线元件也可以位于接地平面上的50Ω馈电电缆和贴片元件之间。贴片元件可配置成可符合安装表面。在一些配置中，50Ω微型同轴馈电电缆在附接到贴片元件的第一端处具有中心导体。此外，50Ω微型同轴馈电电缆可以具有附接到接地平面的外导体。此外，其中50Ω微型同轴馈电电缆具有带有附接到外部电子设备的SMA连接器的第二端。接地平面可以定位成邻近贴片元件。此外，接地平面可以是矩形的。接地也可以经由外导体附接到50Ω微型同轴馈电电缆。

本公开的又另一方面针对一种天线构件，包括：贴片元件构件，其中贴片元件构件具有平坦矩形传输线；曲折线元件构件，其与贴片元件构件连续；50Ω微型同轴馈电电缆构件；以及接地平面构件，其中曲折线元件构件位于接地平面构件上的50Ω馈电电缆和贴片元件构件之间。此外，贴片元件构件可以是具有低轮廓的平坦矩形金属片。在至少一些配置中，贴片元件构件是柔性的。贴片元件构件也可以是C形的并且在三个边上包围曲折线元件构件。贴片元件构件可配置成可符合安装表面。在一些配置中，50Ω微型同轴馈电电缆构件在附接到贴片元件构件的第一端处具有中心导体。此外，50Ω微型同轴馈电电缆构件可以具有附接到接地平面构件的外导体。此外，其中50Ω微型同轴馈电电缆构件具有带有附接到外部电子设备的SMA连接器的第二端。接地平面构件可以定位成邻近贴片元件构件。此外，接地平面构件可以是矩形的。接地也可以经由外导体附接到50Ω微型同轴馈电电缆构件。