[实用新型]一种手持设备多系统集成式天线

说明书

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，涉及一种手持设备多系统集成式天线。

背景技术

随着现代生活数字化程度的不断提高，移动通信设备所发挥的作用将越来越重要。对于在市区中使用的手机来说，由于随处都有良好的基站信号覆盖，所以手机天线的方向图即使是定向辐射也能接受到良好的信号，同时手机本身的辐射功率也不需要太高。而对于一些专用的对讲设备而言，需要至少满足以下不同于手机的通信需求：一是用于卫星定位的天线需要包含多个导航卫星频段，同时具有较宽的方向图覆盖范围；二是为了保证在没有通信基站覆盖的情况下，对讲机之间或对讲机与指挥中心之间能够进行随时随地的通信，天线需要具有全向覆盖的方向图以及足够高的增益；三是通信天线还要具有足够的带宽，以满足一些特殊保密通信的需要。此外，设备的重量、体积、机械强度以及维修难易程度也是需要衡量的重要指标。由于对讲机多采用较手机通信频段更低的UHF频段，其对应的波长在30厘米到1米的范围内，而谐振式天线的尺寸与工作波长呈正比，因此其天线尺寸也要大出许多。一般来说，对讲机天线往往采用独立设计的杆型天线，外接在机身顶部，很大程度上延长了设备的整体长度，以牺牲部分便携性获得较好的天线性能。

本实用新型所提出的天线系统包含三个独立天线，第一天线用于跳频通信系统，利用主机的金属屏蔽壳作为部分地板，具有带宽宽、增益高、全向方向图且在不同工作频率下方向图一致性好等优点；第二天线和第三天线分别用于GPS导航和卫星通信，具有带宽宽、驻波低、波束宽等优点。利用天线位置的排布，可以使第二天线、第三天线与第一天线极化正交，从而达到较高的隔离度。同时，三个天线结构紧凑且均为平面化结构，能够集成在手持设备盖板中，既节省空间重量又能保持外形的简洁美观。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种手持设备多系统集成式天线方案，解决了现有方案天线带宽窄、方向图全向性差、结构不够紧凑的问题。

本实用新型所采用的技术方案包括手持设备的主机部分、盖板部分以及连接主机和盖板的金属转轴；其中，手持设备的主机部分包裹有金属屏蔽壳。所述盖板部分包括介质保护壳和夹在介质保护壳中的介质基板；所述介质基板为双面覆铜基板，包括上金属层、介质层以及下金属层；所述上金属层刻蚀有垂直线极化的第一天线；所述下金属层刻蚀有非对称的水平线极化第二天线以及非对称的水平线极化第三天线，其中第三天线位于第二天线上方。

进一步，所述上金属层包括第一天线，所述第一天线包括第一正方形金属片、第二正方形金属片、贴片电感、第一长方形金属片、贴片电容、第三正方形金属片、第二长方形金属片、第一金属化通孔以及第二金属化通孔，第二正方形金属片位于第一正方形金属片的正上方，二者相隔一个缝隙，贴片电感的一端与第二正方形金属片相连，另一端与第一长方形金属片相连，贴片电容的一端与第一长方形金属片相连，另一端与第三正方形金属片相连，所述第二长方形金属片与第一长方形金属片相连，第一金属化通孔位于第一正方形金属片的中央，第二金属化通孔位于第三正方形金属片的中央，第一金属化通孔与第二金属化通孔均贯通介质基板，其中第一金属化通孔的两端分别连接上金属层的第一正方形金属片和下金属层的地板，第二金属化通孔的两端分别连接上金属层的第三正方形金属片和下金属层的地板；第一天线可采用同轴线进行馈电，将馈电同轴线的外导体焊接在第一正方形金属片上，内导体焊接在第二正方形金属片上，内导体上的电流依次流经第二正方形金属片、贴片电感、第一长方形金属片和第二长方形金属片，并主要在第二长方形金属片上形成垂直线极化的半波长谐振，串联在电流通路中的贴片电感和并联接地的贴片电容起到了阻抗匹配的作用，使得第一天线可以在一个较宽的频带内达到良好的阻抗匹配效果。