[發明專利]貼片天線構造

在審

• 申請號: 201710881166.2
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107871929A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: C.M.安德森
• 申請（專利權）人: 陶格拉斯集團控股有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q21/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉茜,譚祐祥

交叉引用

本申請要求2016年9月26日提交的、名稱為Patch Antenna Construction（貼片天線構造）的美國臨時申請號62/399,839的權益，該申請通過引用 并入本文中。

技術領域

本公開大體涉及天線，且尤其涉及貼片天線和貼片天線的構造。

背景技術

隨著無線通信技術的進步，諸如移動電話、全球定位系統（GPS）接收器等的設備變得更流行，從而驅動性能更好、更可靠且更便宜的天線技術的發展。因為其魯棒性、性能和相對低的成本，貼片天線已經成為許多應用中的偏好解決方案。下一代通信技術，諸如物聯網（IoT）、機器對機器（M2M）通信、跟蹤設備、車隊車載信息系統和汽車應用，只會增加該趨勢。

在典型的貼片天線設計中，頂側輻射元件包括經由絲網印刷方法施加到電介質基底的金屬漿料。除非單個或者小量印刷，否則在每一個元件的表面上的印刷地點從單元到單元而變化。這繼而使每單元調整成為必要，這抬高了成本且可以對天線精度和性能的一致性具有負面影響。所需要的是一種用于貼片天線的構造的方法，其消除了每單元調整、簡化了制造、供給更一致的性能以及降低成本和得到貼片天線。

發明內容

所公開的是貼片天線和貼片天線構造的方法。所公開的貼片天線包括三個主要元件：電介質主體、輻射貼片元件（輻射器板）和饋電銷釘（feed pin）。電介質主體包含匹配輻射器板的一個或多個配合物理特征的一個或多個物理特征。這些配合特征提供輻射器板相對于電介質主體的正確的對準和固定。電介質主體和輻射器板各自包含中央孔。為了組裝天線，輻射器板被壓配合到電介質主體中，以便在每個中的配合特征和孔對準。饋電銷釘然后傳遞通過對準的孔，這使得天線能夠連接至外部元件，例如電子部件、系統和/或通信設備?？梢酝ㄟ^粘合劑或機械手段提供輻射器板和/或饋電銷釘的額外固定。因此，與目前所采用的方法相比較，制造過程被簡化并且提供更一致的結果和降低的成本。貼片天線還能包括多個銷釘，諸如2、3或4個銷釘。

額外實施例包括從電介質主體朝上突出以與輻射器板的物理特征接合的特征，諸如側、角或孔，因此確保輻射器板相對于電介質主體的對準。

貼片天線的公開配置還通過允許沒有手動焊接的壓配合來提供組裝的簡易性。這以更低的成本實現了更快的生產。額外地，實現更強的機械沖擊性能以及對溫度改變的抗性。在使用塑料材料時，壓配合組裝尤其合適，如果在高溫下使用回流焊接，則塑料材料否則可能會熔化。

本公開的方面涉及貼片天線。合適的貼片天線包括：由導電材料構造的輻射元件，其具有頂部表面和底部表面，其中，輻射元件孔在所述輻射元件內對稱地偏心定位；電介質基底，其具有接合所述輻射元件的至少一個表面的平面表面和對稱地偏心定位的電介質基底孔，其中，所述電介質基底被配置成牢固接合所述輻射元件，以便所述電介質基底孔與所述輻射元件孔對準；具有頭和柄部的導電饋電銷釘；其中，所述導電饋電銷釘的柄部從所述輻射元件上的饋電點傳遞通過所述輻射元件孔和所述電介質基底孔。輻射元件能夠經由摩擦配合或過盈配合固定到電介質基底。額外地，輻射元件能夠經由粘合劑結合固定到電介質基底。在一些配置中，所述導電饋電銷釘經由粘合劑結合固定到所述輻射元件和所述電介質基底中的至少一個。導電饋電銷釘能夠經由機械緊固固定到輻射元件和電介質基底。還能包括一個或多個額外導電饋電銷釘。電介質基底能夠是塑料的。貼片天線諧振元件是圓形的、橢圓形的、卵形的、正方形的、或矩形的。

本公開的另一方面涉及構造或制造貼片天線的方法。合適的方法包括如下步驟：沖壓或精密切割輻射元件；將由導電材料構造的所述輻射元件置放到電介質基底上，所述輻射元件具有頂部表面和底部表面，其中，輻射元件孔在所述輻射元件中對稱地偏心定位，所述電介質基底具有平面表面和對稱地偏心定位的電介質基底孔；將所述輻射元件孔與所述電介質基底孔對準；將所述輻射元件固定至所述電介質基底；以及將導電饋電銷釘傳遞通過所述輻射元件孔和所述電介質基底孔。固定輻射元件的步驟能夠經由摩擦配合或過盈配合實現。在一些方面中，固定輻射元件的步驟能夠經由粘合劑結合實現。其他方面包括摩擦/過盈配合和結合的組合。額外地，固定饋電銷釘的步驟能夠經由粘合劑結合、摩擦/過盈、或其組合實現。額外地，固定饋電銷釘的步驟能夠包括機械緊固。在一些配置中，所述電介質基底是塑料的。貼片天線和/或諧振元件能夠是圓形的、橢圓形的、卵形的、正方形的、或矩形的。