[实用新型]一种宽带高增益GPS天线

说明书

本实用新型公开一种宽带高增益GPS天线。天线通过微带互连线馈电，射频信号通过微带互连线进入IPD移相器芯片，在IPD移相器芯片中信号分为幅度相等，相位差90°的两路信号，其中第二封装焊盘的输出信号相位滞后于第三封装焊盘的输出信号90°。第二封装焊盘的输出信号通过第三微带互连线连接到天线第二馈电柱。第一封装焊盘的输出信号通过第二微带互连线连接到天线第一馈电柱。天线具有良好的全向特性。

技术领域

本实用新型属于射频器件技术领域，具体涉及一种宽带高增益GPS天线。

背景技术

全球定位系统(Global Positioning System，GPS)在导航、定位、自动驾驶等方面发挥了关键作用。随着GPS的不断发展，对该GPS天线提出的更高的要求，GPS频段主要包括GPS L1(1575.42MHz)和L2(1227.6MHz)频段。当前被广泛采用的GPS天线主要为单频天线，采用高介电常数的陶瓷介质制作，部分双频GPS天线设计是将两个频段的天线堆叠。目前的设计主要有以下问题：首先是当前GPS天线仍然以单频设计为主，定位精度有限；其次是GPS天线主要介质采用陶瓷制作，成本较高，堆叠形式的双频GPS天线成本增加更加显著，这严重限制了双频GPS天线的广泛使用；最后是非陶瓷介质的GPS天线如PCB、四臂螺旋等形式的天线尺寸较大，不利于GPS的小型化。

目前GPS天线实现圆极化的方式主要有两种：一是通过设置两馈点或者多馈点馈电方式来实现；二是设置单馈点，通过改变贴片的形状，实现不同的谐振模式来达到圆极化。单馈点微带天线具有不易实现圆极化、阻抗带宽及轴比带宽较窄的特点，而用多馈点的方法，需要添加多个电桥实现移相，会进一步增加成本。双馈点或多馈点天线需要采用电桥来实现，常用的陶瓷工艺电桥、微带线路电桥、阻容感电桥具有尺寸较大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对GPS天线性能差、成本高、尺寸大的问题，提供一种利用新型IPD移相器设计的小型化高增益GPS天线，能够同时覆盖GPS双频段，采用印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)设计，具有成本低、易加工、重量轻的优点，并通过优化实现天线小型化并具有较高增益。通过基于IPD移相器的设计，避免电桥的使用，有效减少移相电路占用空间，并降低了成本。通过双馈点实现圆极化，既能保证较宽的带宽，又能减少移相器的使用数量。

一种小型化宽带高增益GPS天线包括：

天线单元；

IPD移相器，位于天线单元的底部；

用于连接天线单元和IPD移相器的两根微带互连线；

用于接收射频信号的微带互连线；

其中：

IPD移相器，包括：芯片、封装外壳、封装地板、封装焊盘、键合线；芯片位于封装地板上方，被封装外壳包围，封装外壳起到保护和支撑作用；

所述芯片包括芯片地板、芯片介质、以及电容、电感，其中所述电容、电感位于芯片介质的顶部；该芯片包含高通通路和低通通路；所述高通通路为参考状态，包括第一电容、第四电容、第一电感、第二电感、第一芯片焊盘、第三芯片焊盘、第一接地过孔；所述低通通路为相移状态，包括第二电容、第三电容、第三电感、第四电感、第二芯片焊盘、第四接地焊盘、第二至四接地过孔；

第一芯片焊盘通过微带线与第一电容的一端、第二电容的一端、第一电感的一端、第四电感的一端连接，第二芯片焊盘通过微带线与第三电容的一端、第三电感的一端、第四电感的另一端连接，第三芯片焊盘通过微带线与第四电容的一端连接；第一电感的另一端通过微带线与第二电感的一端连接后接第一接地过孔，第二电感的另一端通过微带线与第一电容的另一端、第四电容的另一端连接，第三电感的另一端通过微带线接第二接地过孔，第二电容的另一端通过微带线接第三接地过孔，第三电容的另一端通过微带线接第四接地过孔；