CN102683836B - 一种gprs天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种GPRS天线，该天线包括：一介质基板、间隔排布地第一辐射单元和第二辐射单元、馈电线、馈电点、接地线以及接地点，第一辐射单元包括排布在介质基板一表面的第一上谐振子和另一表面的第一下谐振子，第二辐射单元包括排布在介质基板一表面的第二上谐振子和另一表面的第二下谐振子，馈电线连接第一上谐振子和第二上谐振子于馈电点，接地线连接第一下谐振子和第一下谐振子于接地点，馈电线两侧设置了地线，地线经若干贯穿介质基板的金属化孔与接地线连接。本发明的GPRS天线通过结构设计即满足了天线的性能要求，并且具有较高的增益，能够满足使用GPRS模块的电子设备的无线数据传输要求。

Description

一种GPRS天线

技术领域

本发明属于通信设备领域，具体涉及一种用于机顶盒的GPRS天线。

背景技术

无线数据传输有一种是通过GPRS进行的，在GPRS的数据传输中，性能优异的天线是数据传输的保证，并且随着通信事业的不断发展将会不限于手机等移动终端，还会大量的使用到更多的电子设备。

数字电视机顶盒是随着电视***的更新而推出的一种家庭数字终端产品，是把卫星数字电视信号、地面数字电视信号、有线电视网数字信号甚至互联网的数字信号进行解调、解码转换成现有电视能接受的模拟信号和数字信号。三网融合是实现有线电视网、电信网与因特网的兼并融合，通过对现有网络环境的优化整合组成业务高度集成化的多媒体信息网络，提供集三网于一体的多媒体信息服务。因此，机顶盒成为未来必不可少的终端电子设备。

天线作为数字电视机顶盒无线数据交换的桥梁，将起着非常重要的作用。目前，用于数字电视机顶盒的天线常因增益不足导致无线数据传输间断，因此，需要一种新的GPRS天线，以解决无线数据传输问题。

发明内容

为了解决现有GPRS天线特别是用于数字电视机顶盒的天线存在的问题，本发明提供了一种GPRS天线，该天线通过巧妙的结构设计满足了使用GPRS，的电子设备的无线数据传输要求，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种GPRS天线，所述天线包括：一介质基板、间隔排布地第一辐射单元和第二辐射单元、馈电线、馈电点、接地线以及接地点，所述第一辐射单元包括排布在所述介质基板一表面的第一上谐振子和另一表面的第一下谐振子，所述第二辐射单元包括排布在所述介质基板一表面的第二上谐振子和另一表面的第二下谐振子，所述第一上谐振子和第二上谐振子经所述馈电线连接于所述馈电点，所述第一下谐振子和第二下谐振子经所述接地线连接于所述接地点，所述馈电线两侧设置了地线，所述地线经若干贯穿所述介质基板的金属化孔与所述接地线连接。

进一步地，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元谐振频段为880MHz～960MHz和1710MHz～1880MHz。

进一步地，所述第一上谐振子与所述第二上谐振子相同。

进一步地，所述第一上谐振子为开口背向所述馈电点的近似U字形。

进一步地，所述第一上谐振子和所述第二上谐振子的U形开口内，相同地填充若干贯穿所述介质基板的通孔。

进一步地，所述所述第一下谐振子和所述第二下谐振子相同。

进一步地，所述第一下谐振子为开口朝向所述馈电点的近似U字形，所述第一上谐振子与第一下谐振子、所述第二上谐振子与第二下谐振子的U字形的底在所述介质基板表面的投影间隔地相抵。

进一步地，所述第一下谐振子和所述第二下谐振子的U形开口内，相同地填充若干贯穿所述介质基板的通孔。

作为优选方案，所述第一上谐振子、所述第二上谐振子、第一下谐振子和所述第二下谐振子形状均为相同的近似U字形；第一上谐振子和所述第二上谐振子为开口背向所述馈电点的近似U字形，所述第一下谐振子为开口朝向所述馈电点的近似U字形，所述第一上谐振子与第一下谐振子、所述第二上谐振子与第二下谐振子的U字形的底在所述介质基板表面的投影间隔地相抵，第一上谐振子、所述第二上谐振子、所述第一下谐振子和所述第二下谐振子的U形开口内，相同地填充若干贯穿所述介质基板的通孔。

进一步地，所述介质基板组分包括玻纤布、环氧树脂以及包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物。

本发明的GPRS天线通过结构设计即满足了天线的性能要求，并且具有较高的增益，能够满足使用GPRS模块的电子设备的无线数据传输要求，结合低损耗的天线介质基板，使GPRS天线具有良好的工作性能。

附图说明

图1是本发明GPRS天线的介质基板一表面结构示意图；

图2是图1圈示部分放大图；

图3是本发明GPRS天线的介质基板另一表面结构示意图；

图4是图3圈示部分放大图。

具体实施方式

现在详细参考附图中描述的实施例。为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在其他实施方式中，不详细描述公知的方法。过程、组件和电路，以免不必要地使实施例模糊。

参见图1和图3所示分别为本发明GPRS天线介质基板1两表面的结构示意图，结合图1和图3的局部放大图视图2和图4，该GPRS天线包括：介质基板1、第一上谐振子2和第一下谐振子7组成第一辐射单元、第二上谐振子3和第二下谐振子8组成的第二辐射单元、馈电线4、馈电点5、地线6、接地线9、接地点10、若干金属化孔11和若干通孔12。第一上谐振子2、第二上谐振子3、馈电线4、地线6分布于介质基板1的一表面上，第一上谐振子2和第二上谐振子3呈开口背向馈电点5的近似U字形，间隔的排布在介质基板1的该表面，地线6间隔的设置在馈电线4的两外侧，第一上谐振子2、第二上谐振子3经馈电线4连接于馈电点5；第一下谐振子7、第二下谐振子8、接地线9、分布于介质基板1的另一表面，第一下谐振子7和第二接地单元8呈开口朝向馈电点5的近似U字形，间隔的排布在介质基板1的该表面，第一下谐振子7和第二接地单元8在介质基板1上的位置是与第一上谐振子2、第二上谐振子3的位置相对应的，第一下谐振子7与第一上谐振子2、第二下谐振子8与第二上谐振子3的U字形的底在介质基板1表面的投影间隔地相抵，金属化孔11设置在介质基板1一表面的地线6上，贯穿介质基板1至接地线9，电连接地线6和接地线9，第一下谐振子7、第二下谐振子8以及地线6经接地线9连接于接地点10；通孔12呈矩形，贯穿介质基板1，分布在第一上谐振子2、第二上谐振子3、第一下谐振子7、第二下谐振子8的U形开口内，且在第一上谐振子2、第二上谐振子3、第一下谐振子7、第二下谐振子8的U形开口内的排布方式相同。

第一下谐振子7与第一上谐振子2、第二下谐振子8与第二上谐振子3的U字形的底在介质基板1表面的投影间隔地相抵，即是第一下谐振子7与第一上谐振子2在介质基板1表面的投影不相交，两者的U字形的底部相对，且间隔开一些距离。

本实施例的GPRS天线中由第一上谐振子2和第一下谐振子7组成第一辐射单元、第二上谐振子3和第二下谐振子8组成的第二辐射单元的谐振频段为880MHz～960MHz和1710MHz～1880MHz。

介质基板1组分包括玻纤布、环氧树脂以及与该环氧树脂发生交联反应的化合物，以下通过具体实施方式说明该介质基板。

第一类实施方式如下：

在该类实施方式中，用于生产加工本发明中的介质基板(包括单层或多层层压板片、覆铜基板、PCB板、芯片载体件或类似应用件等)的一些低介电常数低损耗的浸润溶液。所述浸润溶液包括：第一组份，包含环氧树脂；第二组份，包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物；及一种或者多种溶剂。其中第一组份和第二组份按照一定比例配置混合。上述第一组份、第二组份及所述一种或者多种溶剂配成所述浸润溶液。所述浸润溶液经过搅拌后、将所述一玻纤布浸润所述浸润溶液中使第一组份与第二组份吸附在玻纤布中或者表面上；然后烘拷所述玻纤布使所述一种或者多种溶剂挥发，并使第一组份与第二组份相互化合交联形成半固化物或者固化物。半固化物是指将吸附第一组份与第二组份的玻纤布在烘拷温度相对较低环境中，第一组份包含环氧树脂与第二组份包含化合物部分发生化合交联反应的软性混合物。固化物是指将吸附第一组份与第二组份的玻纤布在烘拷温度相对较高环境中，第一组份包含环氧树脂与第二组份包含化合物部分发生化合交联反应的相对较硬的混合物。其中所述半固化或固化物在1GHz频率下工作，具有≤4.0的标称介电常数和≤0.01的电损耗正切量。

在本实施方式中，所述浸润过的玻纤布通过低温烘烤形成半固化物(呈片状)，然后所述半固化物剪裁成剪裁片，根据厚度需要将所述多片剪裁片叠合并进行热压成本实施所述的多层介质基板(即多层层压板或片)。其中热压工序目的就是使得第一组份包含环氧树脂与第二组份包含化合物全部发生化合交联反应。

当然也可以理解，所述浸润过的玻纤布直接通过高温烘烤形成固化物，即本发明所述的单层介质基板(即单层层压板或片)。

在具体的实施例中，所述第二组份的化合物可选用包含由极性高分子与非极性高分子化合的共聚物，如苯乙烯马来酸酐共聚物。可以理解的是，可以与环氧树脂发生化合交联反应的共聚物均可用于本实施方式的配方成份。其中本实施方式的苯乙烯马来酸酐共聚物，其分子式如下：

在上述苯乙烯马来酸酐共聚物分子式中包含4个苯乙烯。在其他实施方式中，可以选择相应分子量，如苯乙烯马来酸酐共聚物分子式中包含6、8个苯乙烯或者任意个数。环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。

在其他的实施例中，所述第二组份的化合物还可以选用氰酸酯预聚体或者选用苯乙烯马来酸酐共聚物与氰酸酯预聚体按照任意比例混合的混合物。

在具体的实施例中，所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物按照官能值的比例进行配制，然后加入一定量的溶剂配成溶液。所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物混合工艺采用常规设备进行加工，如普通搅拌桶以及反应釜使环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物均匀混合，从而使所述溶液中的环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物均匀混合后即是本发明所述浸润溶液。

在具体的实施例中，通过加入一定的促进剂促使上述浸润溶液200-400秒内胶化(选用胶化环境温度171℃)，其中促进上述浸润溶液胶化时间260秒左右(如258-260秒、或250-270秒等)效果较好。所述促进剂可选用包括但不限于叔胺类，咪唑类以及三氟化硼单乙胺中的任意一类或他们之间混合物。

所述一种或者多种溶剂可以选用包括但不限于丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、甲苯中任意一种或上述两种以上溶剂之间混合形成的混合溶剂。

在另一实施例中，所述浸润溶液包括：第一组份，包含环氧树脂；第二组份，包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物；及一种或者多种溶剂。所述第二组份的化合物选用苯乙烯马来酸酐共聚物与氰酸酯预聚体按照任意比例混合的混合物。其中所述氰酸酯预聚体浓度75％。促进剂选用二甲基咪唑；所述溶剂选用丁酮。该实施方式浸润溶液具体配方如下表：

在上述配方中同时加入了苯乙烯马来酸酐共聚物和氰酸酯预聚体，两者均与环氧树脂均能发生化合交联反应。

第二类实施方式如下：

在本发明第二类实施方式中，生产本发明中的介质基板(包括单层或多层层压板片、覆铜基板、PCB板、芯片载体件或类似应用件等)的一些低介电常数低损耗的组合物(也可称之复合物或复合材料)，所述组合物包括玻纤布、第一组份及第二组份，第一组份包含环氧树脂；第二组份包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物。其中所述组合物在1GHz频率下工作，具有≤4.0的标称介电常数和≤0.01的电损耗正切量。其中本实施方式中，所述组合物在1GHz频率下工作，具有≤0.005的电损耗正切量。

所述组合物制造过程还包括如下工艺：

首先，将第二组份包含与所述环氧树脂发生交联的反应的化合物与所述环氧树脂按照官能值的比例进行配制，然后加入一定量的溶剂配成溶液。在具体的实施例中，所述化合物包含极性高分子与非极性高分子化合的共聚物，其中较佳实施例的共聚物可以选用苯乙烯马来酸酐共聚物。所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物混合工艺采用常规设备进行加工，如普通搅拌桶以及反应釜使环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物均匀混合。其中本实施方式的苯乙烯马来酸酐共聚物，其分子式如下：

在上述苯乙烯马来酸酐共聚物分子式中包含4个苯乙烯。在其他实施方式中，可以选择相应分子量，如苯乙烯马来酸酐共聚物分子式中包含6、或8个苯乙烯。环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。

在其他的实施例中，所述第二组份的化合物还可以选用氰酸酯预聚体或者选用苯乙烯马来酸酐共聚物与氰酸酯预聚体按照任意比例混合的混合物。

在具体的实施例中，使所述溶液中的环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物在一定条件下能进行化合交联反应，发生化合交联反应后依附于所述玻纤布，从而形成本发明的介质基板。

所述一种或者多种溶剂可以选用包括但不限于丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、甲苯中任意一种或上述之间混合溶剂。

所述溶液一具体实施例各种成分比例如下表：

上述溶液配方包括环氧树脂、苯乙烯马来酸酐共聚物、氰酸酯预聚体、促进剂二甲基咪唑及一种溶剂丁酮。在上述配方中同时加入了苯乙烯马来酸酐共聚物和氰酸酯预聚体，两者均与环氧树脂能化合交联。

然后，从上述溶液中提取所述少量测试样本，在某一特定温度环境测试所述溶液胶化时间，通过添加促进剂来调节所述溶液在该定温度环境胶化时间。可以通过加入一种或多种促进剂促使上述溶液在200-400秒时间内胶化，其中所述某一特定温度环境可是单一一温度值或者一选定的特定温度范围，在本实施方式，通过设定在171摄氏度环境进行胶化时间，使得上述溶液在胶化时间260秒左右(如258-260秒、或250-270秒等)效果较佳。所述促进剂可选用包括但不限于选用叔胺类，咪唑类以及三氟化硼单乙胺中的任意一类或他们之间混合物。

第三步，当上述测试样本在200-400秒时间范围内胶化时，将玻纤布在所述溶液中浸润后取出烘干，形成组合物。在该具体步骤中，将玻纤布浸入溶液中充分浸润保证所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物吸附在玻纤布中或者表面上，然后浸入溶液的玻璃布通过悬挂于鼓风干燥箱在180℃烘烤5分钟左右，目的就是将溶剂丁酮充分挥发，并且使得所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物化合交联反应，玻璃布与所述化合交联反应的产物制得半固化组合物。可以理解的是，延长烘烤时间和或提高烘烤温度，即可形成固化组合物。一般大量工业生产采用垂直上胶机中浸胶子***和烘箱子***中完成。

最后，将烘干的化组合物与导电箔进行压合。在该具体步骤中，将烘干的化组合物(半固化板或半固化片)与导电箔在真空热压机中压合。所述导电箔选用包含铜、银、金、铝或上述材料合金材料等制得的导电材料。由于铜材料的价格相对较低，因此选用铜制成的导电箔适用产业化。

同时为了适用天线***或电子设备一些性能参数要求，将多片半固化板或半固化片进行层压形成多层层压板。应用这些层压板可以有效减少天线复合损耗，进而保证天线辐射增益值。

利用上述组合物、单层片半固化板或半固化片、多层层压板加工成天线基板、PCB板、覆铜基板、芯片载体件或类似应用件，通过引入极性与非极性高分子共聚物的形式来降低上述制件(天线基板、PCB板、覆铜基板、芯片载体件或类似应用件、单层或多层压压板片)的介电常数以及介电损耗，从而满足其在电子设备中应用的需求。

例如，一种移动多媒体广播装置为车载CMMB终端，该CMMB终端包括主机、头枕套、显示屏、连接杆、电源线和GPRS天线，该车载CMMB终端通过连接杆固定在座位的上端，头枕套包覆着车载CMMB终端的主机、GPRS天线及显示屏的四周，GPRS天线放置在头枕套的靠近车窗的内侧，以便于接收和发送CMMB信号。

上面结合附图对本发明的较佳实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下做出的，均在本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种GPRS天线，其特征在于，所述天线包括：一介质基板、间隔排布地第一辐射单元和第二辐射单元、馈电线、馈电点、接地线以及接地点，所述第一辐射单元包括排布在所述介质基板一表面的第一上谐振子和另一表面的第一下谐振子，所述第二辐射单元包括排布在所述介质基板一表面的第二上谐振子和另一表面的第二下谐振子，所述第一上谐振子和第二上谐振子经所述馈电线连接于所述馈电点，所述第一下谐振子和第二下谐振子经所述接地线连接于所述接地点，所述馈电线两侧设置了地线，所述地线经若干贯穿所述介质基板的金属化孔与所述接地线连接，

其中，所述第一上谐振子和所述第二上谐振子为开口背向所述馈电点的近似U字形；

所述第一下谐振子和所述第二下谐振子为开口朝向所述馈电点的近似U字形；

第一上谐振子、所述第二上谐振子、所述第一下谐振子和所述第二下谐振子的U形开口内，相同地填充若干贯穿所述介质基板的通孔。

2.根据权利要求1所述的GPRS天线，其特征在于，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元谐振频段为880MHz～960MHz和1710MHz～1880MHz。

3.根据权利要求1所述的GPRS天线，其特征在于，所述第一上谐振子与第一下谐振子、所述第二上谐振子与第二下谐振子的U字形的底在所述介质基板表面的投影间隔地相抵。

4.根据权利要求1所述的GPRS天线，其特征在于，所述介质基板组分包括玻纤布、环氧树脂以及包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物。