CN1155137C

CN1155137C - 圆极化天线以及利用该圆极化天线的信号收发装置和方法

Info

Publication number: CN1155137C
Application number: CNB981066984A
Authority: CN
Inventors: 北仍Ｒ; 櫛比裕一; 四方胜
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 2004-06-23
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: EP0872912A3; CN1197309A; US6040806A; DE69829431T2; EP0872912A2; EP0872912B1; JPH11239020A; DE69829431D1; KR100301432B1; KR19980081525A

Abstract

提供一种圆极化天线，包括：装配基片；一对安装在装配基片上的线极化表面安装天线，其具有极化面，将其中一个沿着装配基片的一边放置，而将另一个沿着装配基片垂直于一边的另一边放置，使得在垂直于装配表面的方向上各极化面互相垂直；与一对线极化表面安装天线相连的相位电路，用来在向表面安装天线发送或从表面安装天线接收幅度相等但相位差为90度的信号；与相位电路相连的放大电路；覆盖放大电路的屏蔽盒；上述装置安装在同一装配面上，相位电路包含具有第一端和第二端的第一微带线路，第一端分为一对第二、第三微带线路，它们分别与一对表面安装天线相连，并且第二端与放大电路相连。本发明还提供利用该圆极化天线的信号收发装置和方法。

Description

圆极化天线以及利用该圆极化天线的信号收发装置和方法

(1)技术领域

本发明涉及圆极化天线，尤其涉及小型、高度较小(low-profile)的圆极化天线，例如用于车载和便携式导航系统的GPS天线。本发明还涉及利用圆极化天线的无线装置。

(2)背景技术

图17示出了一种普通的圆极化天线。该圆极化天线为微带贴片(patch)型。

在图17中，圆极化天线100包括装配基片101、安装在装配基片101第二主表面上的贴片天线、覆盖安装在装配基片第一主表面上的放大电路(未画出)的屏蔽盒103以及一端与放大电路相连的电缆104。贴片天线102由诸如陶瓷和树脂之类的电介质基片构成。接地电极形成于贴片天线102整个第一主表面上而接近正方形的发射电极102a形成于第二主表面上。在发射电极102a中央与一个顶角之间区域附近，形成有通孔102b，它穿过电介质基片和装配基片101并与安装在装配基片101第一主表面上的放大电路相连。

图18(a)和18(b)示出了另一种普通圆极化天线。它也是微带贴片型。与图17中相同的部分采用相同的标号。图18(a)为从装配基片第二主表面看去的圆极化天线的透视图而图18(b)为从装配基片第一主表面看去的圆极化天线的透视图。

在图18中，圆极化天线110包括装配基片111、安装在装配基片111第二主表面上的的贴片天线102、覆盖安装在装配基片111第二主表面上的放大电路的屏蔽盒112、将贴片天线102与装配基片111第一主表面上的放大电路连接起来的连接电极113、覆盖安装在装配基片111第一主表面上的连接电极113的屏蔽盒114、以及一端与放大电路相连的电缆115。

由于贴片天线具有微带结构，所以接地电极基本上形成于整个装配表面上。为了将贴片天线102与放大电路连接起来，需要经过装配基片111的第一主表面。为了保护连接电极113并抑制不必要的发射，提供了屏蔽盒114。

在图17所示普通的圆极化天线100中，由于接地电极形成于构成贴片天线102的整个电介质基片装配表面，所以需要在装配基片101的第一主表面提供放大电路和屏蔽盒103。因此，圆极化天线整体具有较大高度。此外，由于需要在装配基片101的两个表面上安装元件，所以装配成本较高。

另一方面，在图18所示普通的圆极化天线110中，放大电路和屏蔽盒112与贴片天线102安装在装配基片111的同一平面上。而且在这种情况下，为了在装配基片111的第一主表面上形成连接放大电路与贴片天线102的连接电极113，需要在装配基片111第一主表面上提供覆盖连接电极113的屏蔽盒114。因此，圆极化天线的总体高度难以降低并且装配成本难以减少。

在图18所示的普通情况下，可以采用多层基片作为装配基片并且连接电极可以形成于装配基片的内层。但是，在这种情况下装配基片的成本更高。

(3)发明内容

因此，本发明的一个目标是提供一种成本低高度小的圆极化天线和装配成本低的无线装置。

本发明提供一种圆极化天线，它包括：装配基片；一对安装在所述装配基片上的线极化表面安装天线，它们的极化平面沿垂直于所述装配基片的装配表面的方向并且大体上互相垂直；与一对线极化表面安装天线相连的相位电路，用来发送和接收幅度相等但相位差为90度的信号；与所述相位电路相连的放大电路；覆盖所述放大电路的屏蔽盒；以及所述线极化表面安装天线、所述相位电路、所述放大电路、所述屏蔽盒安装在所述装配基片的同一装配面上。

按照上述圆极化天线，实现了高度小的天线并且降低了元件的装配成本。

上述圆极化天线还可以包括覆盖所述表面安装天线、所述相位电路、所述屏蔽盒和所述装配基片的天线罩。

在上述圆极化天线中，每个表面安装天线可以在长方体基件的表面上或在其表面上及内部具有至少一个功率馈送电极、一个发射电极和一个接地电极，基件至少由电介质材料和磁性材料中的一种构成。

在上述圆极化天线中，如此形成每个所述表面安装天线，从而所述接地电极位于所述基件的第一主表面上，所述发射电极形成于基体部件的第二主表面上，其一端作为开路端而另一端作为与所述接地电极相连的接地端，并且所述功率馈送电极的一端形成于所述发射电极开路端附近。

在上述圆极化天线中，每个表面安装天线的所述发射电极的另一端可以分为多个端部，并且这些端部通过所述基件不同的端面与接地电极相连并用作接地端。

在上述圆极化天线中，如上放置所述表面安装天线对，使得它们的接地端互相相距最远。

在上述圆极化天线中，每个所述表面安装天线中的所述发射电极的开路端可以形成于所述基件的第二主表面上，朝内与基体的第二主表面的端部相预先确定的距离。

上述圆极化天线还可以包括提供于所述表面安装天线对之间的屏蔽板。

通过如此放置两个表面安装天线，从而使发射电极的接地端之间的距离最长，通过在表面天线中形成发射电极开路端以使其与基件的第二主表面端部相隔一定的距离，或者通过在两个表面安装天线之间相距最近之处提供屏蔽板，由此减少了两个表面安装天线之间的相互干扰并且制成天线罩高度较小的小高度圆极化天线。

在上述圆极化天线中，所述相位电路包括至少一个与所述表面安装天线对相连的电容元件和电感元件。

本发明进一步提供一种无线装置，它包括：上述圆极化天线；与所述圆极化天线相串联的接收部分和信号处理部分。

本发明进一步提供了将上述圆极化天线应用于无线装置的方法。

按照本发明的无线装置，由于利用了本发明的圆极化天线，所以实现了无线装置的小型化，降低了成本。

根据本发明的一个方面，提供一种圆极化天线，它包括：具有矩形或正方形形状的装配基片；一对安装在所述装配基片上的线极化表面安装天线，每个所述表面安装天线具有一个极化面，将其中一个表面安装天线沿着所述装配基片的一边放置，而将另一个表面安装天线沿着所述装配基片垂直于所述边的另一边放置，使得在垂直于所述装配基片的装配表面的方向上的各极化面互相垂直；与所述一对线极化表面安装天线相连的相位电路，用来在向所述表面安装天线发送和从所述表面安装天线接收幅度相等但相位差为90度的信号方面至少进行一项；与所述相位电路相连的放大电路；覆盖所述放大电路的屏蔽盒；所述一对线极化表面安装天线、所述相位电路、所述放大电路、所述屏蔽盒安装在所述装配基片的同一装配面上，所述相位电路包含具有第一端和第二端的第一微带线路，所述第一端分为一对第二、第三微带线路，它们分别与一对表面安装天线相连，并且所述第二端与所述放大电路相连。

根据本发明的另一方面，提供一种无线装置，它包括：圆极化天线，它包括：具有矩形或正方形形状的装配基片；一对安装在所述装配基片上的线极化表面安装天线，每个所述表面安装天线具有一个极化面，将其中一个表面安装天线沿着所述装配基片的一边放置，而将另一个表面安装天线沿着所述装配基片垂直于所述边的另一边放置，使得在垂直于所述装配基片的装配表面的方向上的各极化面互相垂直；与所述一对线极化表面安装天线相连的相位电路，用来在向所述表面安装天线发送和从所述表面安装天线接收幅度相等但相位差为90度的信号方面至少进行一项；与所述相位电路相连的放大电路；覆盖所述放大电路的屏蔽盒；所述一对线极化表面安装天线、所述相位电路、所述放大电路、所述屏蔽盒是安装在所述装配基片的同一装配面上的；以及与所述圆极化天线串联相连的接收部分和信号处理部分，所述相位电路包含具有第一端和第二端的第一微带线路，所述第一端分为一对第二、第三微带线路，它们分别与一对表面安装天线相连，并且所述第二端与所述放大电路相连。

根据本发明的又一方面，提供一种进行发射和接收无线信号中的至少一项的方法，它包括以下步骤：提供圆极化天线，所述天线包括：具有矩形或正方形形状的装配基片；一对安装在所述装配基片上的线极化表面安装天线，每个所述表面安装天线具有一个极化面，将其中一个表面安装天线沿着所述装配基片的一边放置，而将另一个表面安装天线沿着所述装配基片垂直于所述边的另一边放置，使得在垂直于所述装配基片的装配表面的方向上的各极化面互相垂直；与所述一对线极化表面安装天线相连的相位电路，用来在向所述表面安装天线发送和从所述表面安装天线接收幅度相等但相位差为90度的信号方面至少进行一项；与所述相位电路相连的放大电路；覆盖所述放大电路的屏蔽盒；所述一对线极化表面安装天线、所述相位电路、所述放大电路、所述屏蔽盒安装在所述装配基片的同一装配面上；所述相位电路包含具有第一端和第二端的第一微带线路，所述第一端分为一对第二、第三微带线路，它们分别与一对表面安装天线相连，并且所述第二端与所述放大电路相连；将所述圆极化天线与无线装置相连；以及至少进行下述两项中的一项：利用天线接收无线信号并提供给无线装置；以及从天线发射无线信号，所述信号由无线装置提供给天线。

(4)附图说明

图1为按照本发明实施例的圆极化天线的透视图。

图2为图1所示实施例中所用表面安装天线结构的完整透视图。

图3为用于按照本发明的圆极化天线的另一种表面安装天线结构的完整透视图。

图4为当图3所示表面安装天线只有一个接地端时流入接地端电流的侧视图。

图5为构成图1所示线性极化天线的表面安装天线发射电极产生的电场的横截面。

图6为按照本发明另一实施例的圆极化天线透视图。

图7为构成图6所示线性极化天线的表面安装天线发射电极产生的电场的横截面。

图8为按照本发明又一实施例的圆极化天线透视图。

图9为用于按照本发明的圆极化天线的又一种表面安装天线结构的完整透视图。

图10为用于按照本发明的圆极化天线的再一种表面安装天线结构的完整透视图。

图11为按照本发明再一实施例的圆极化天线透视图。

图12为按照本发明再一实施例的圆极化天线透视图。

图13为按照本发明再一实施例的圆极化天线透视图。

图14为按照本发明再一实施例的圆极化天线透视图。

图15为按照本发明再一实施例的圆极化天线透视图。

图16为本发明无线装置实施例的方框图。

图17为普通圆极化天线的透视图。

图18(a)和18(b)为另一种普通圆极化天线的透视图。图18(a)为从装配基片第二主表面看去的圆极化天线的透视图而图18(b)为从装配基片第一主表面看去的圆极化天线的透视图。

(5)具体实施方式

通过以下结合附图对本发明的描述可以进一步理解本发明的其它特征和优点。

图1为按照本发明实施例的圆极化天线。在图1中，圆极化天线1包括装配基片2、安装在装配基片2第二主表面上的表面安装天线3和4、覆盖安装在装配基片2第二主表面上放大电路(未画出)的屏蔽罩5、将放大电路与表面安装天线3和4连接起来的相位电路6以及一端与放大电路相连的电缆7。装配基片2第一主表面上没有安装任何元件。表面安装天线3和4的结构相同，并且如下所述，放置成其纵向相互垂直以使极化平面在垂直于装配基片2安装表面的方向上相互垂直。相位电路6由微带线构成并且其一端被分为微带线6a和微带线6b，它们分别与表面安装天线3和4连接。微带线6a和6b分别是容性和感性的，起着容性元件和感性元件的作用。如此确定微带线6a和6b的长度和宽度，使得其阻抗绝对值与表面安装天线3和4的输出阻抗匹配。具体而言，微带线6b长于微带线6a。

图2示出了图1所示实施例中所用表面安装天线3和4的结构。在图2中，表面安装天线3或4包括由诸如树脂或陶瓷等电介质构成的基件10、形成于基件10第一主表面上的接地电极11、形成于基件10第二主表面上的长度大约为共振频率下四分之一波长的曲折状发射电极12以及从基件10的第一主表面通过端面延伸至第二主表面的功率馈送电极13。发射电极12的一端作为开路端12a，该端通过空隙14与功率馈送电极13相对，而另一端作为接地端12b，该端通过基件10的一个端面与接地电极11相连。

在结构如上所述的表面安装天线3或4中，当信号输入功率馈送电极13时，信号从功率馈送电极13经缝隙14传递到发射电极12。由于发射电极形成具有接地端和开路端的λ/4短截线，所以它按照输入信号谐振。随后，在发射电极12与接地电极11之间产生电场，并且有部分能量漏出并以无线电波的方式发射。电磁波具有线极化特性，电场方向与基件10的纵向一致并且沿着基本上垂直于基件10纵向的方向发射。

再参看图1，结构如上所述的圆极化天线1中，两个表面安装天线3和4设置为它们的基件纵向互相垂直以使发射电磁波的极化面(由电场方向和电磁波行进方向构成的平面)沿垂直装配基片2的方向互相垂直。另一方面，从两个表面安装天线3和4传递到放大电路的信号具有由相位电路6导致的90度相移。因此，圆极化天线1如处理圆极化波的天线那样工作。

采用圆极化天线1的这种结构，由于覆盖放大电路的屏蔽罩5、表面安装天线3和4以及相位电路只安装在装配基片2的第二主表面上，所以降低了元件安装成本，实现了高度小的天线。此外，当相位电路6由电容元件和电感元件组成从而使它们的阻抗绝对值与表面安装天线3和4的输出阻抗匹配时，幅度相同而相位相差90度的信号被送至表面安装天线3和4，并且实现了放大电路与表面安装天线3和4的匹配。

由于在图1所示圆极化天线1中两个表面安装天线3和4的发射电极12的长度被设定为λ/4左右，所以流经发射电极12的高频电流在接地端12b处最大。高频电流最大表明在那里产生的磁场也最强。由于接地端12b在基件10端面上垂直于主表面(即垂直于装配基片2)，所以在两个表面安装天线3和4中，在接地端12b附近流动的高频电流产生的磁场平行于装配基片2。因此，如果两个表面安装天线3和4的接地端12b或者接地端12b和形成于接地端12b所在基件10同一端面上的功率馈送电极13非常靠近，则它们会互相干扰并且使天线特性(特别是圆极化的轴比)变差。

在圆极化天线1中，如此布置两个表面安装天线3和4使得发射电极12的开路端12a相互靠近，从而使接地端12b相互之间距离最远。在这种布局下，两个表面安装天线3和4的相互干扰减小并且防止了圆极化天线1天线性能的下降。

图3示出了在按照本发明的圆极化天线中所用的另一种表面安装天线的结构。在图3中，表面安装天线90包括由诸如树脂或陶瓷等电介质构成的基件91、形成于基件91第一主表面上的接地电极92、形成于基件91第二主表面上长度大约为共振频率下四分之一波长的发射电极93以及功率馈送电极94。发射电极93的一端延伸到端面并且用作开路端93a，而另一端分叉为三个接地端93b、93c和93d，它们通过基件91的不同端面与接地电极92相连。如此形成功率馈送电极94，其一端通过基件91端面上的缝隙95与发射电极93的开路端93a相对，而另一端延伸至基件91的第一主表面。

在结构上所述表面安装天线90中，当信号输入至功率馈送电极94时，信号从功率馈送电极94经缝隙95传递至发射电极93。由于发射电极93形成具有开路端和接地端的λ/4短截线，所以它按照输入信号谐振。随后，在发射电极93与接地电极92之间产生电场，并且有部分能量漏出并和以无线电波的形式发射。电磁波具有线极化特性，电场方向与基体部件10的纵向一致并且沿着基本上垂直于基体部件10纵向的方向发射。

在表面安装天线90中，发射电极93的一端分叉为三个接地端93b、93c和93d，它们通过不同的端面与接地电极92相连。以下将对此加以描述。

如果表面安装天线90只有接地端93b作为发射电极93的另一端而没有接地端93c和93d，则所有流入发射电极93另一端的电流都聚集在接地端93b。图4示出了当只有接地端93b作为发射电极93另一端时流入接地端93b的电流大小。在图4中，与图3相同或等价的部分采用相同的标号。如图4所示，由于其电磁，流经接地端93b的电流J聚集在靠近接地端93b的开路端93a附近。因此，接地端93b处的电流密度非常大，并且由于在该端的导体损耗而减小了天线增益。为了解决这一问题，可以考虑扩展接地端93b的宽度。而且在这种情况下，由于流动的电流聚集在开路端93a附近的特性没有变化，所以由于开路端93a靠近接地端93b而减小了发射电极93的基本长度，因而谐振频率升高。由此产生了这样的缺陷。导体损耗无法降低。

但是，当把发射电极93的接地端分为三个端93b、93c和94d时，由于流动的电流分散了，所以流经每个接地端的电流数量减少。由于接地端处电流密度减小，所以导体损耗降低并且天线增益提高。

在图3所示的表面安装天线90中，把接地端被分割为三个部分。当如此构造天线，从而省略接地端93d并且将接地端分为形成于两个相对端面上的两个接地端93b和93c时也得到了同样的好处。

如果圆极化天线是要安装在室外的天线(例如GPS天线)，则整个天线由天线罩覆盖以保护天线元件。图5为从罩壳中的表面安装天线3或4的发射电极12发射的电场的横截面图，这里圆极化天线1用天线罩覆盖。在图5中示出了天线罩8。

如图5所示，由于表面安装天线3或4的发射电极12的长度被设定为λ/4左右，所以从表面安装天线3或4的发射电极12发射的电场E1在发射电极12的开路端12a最强。由于开路端12a形成于基件10第二主表面端部的附近，并且由具有某一介电常数的电介质构成的天线罩8覆盖了表面安装天线3或4以形成高度小圆极化天线，所以由开路端12a发射并基本上向接地电极11行进的部分电场E1被天线罩8离开并且基件10的端部。

发射电极12发射的电场E1到达远离表面安装天线3和4端部的部分的状态意味着两个表面安装天线3和4由它们的电场E1相互干扰的可能性增加。这使天线特性变差。

图6示出了本发明另一实施例。图6示出了防止天线性能由于从发射电极开路端发射的电场而变差的情况。与图1和图2相同的部分在图6中用相同的标号标识，并且不再赘述。

在图6中，构成圆极化天线9的两个表面安装天线3x和4x的发射电极12的开路端12a形成于从基件10的端部向内相隔某一距离“d”的位置处。

图7为圆极化天线9中表面安装天线3x或4x的发射电极12发射的电场的横截面图。由于表面安装天线3x和4x中发射电极12的开路端12a形成于从基件10第二主表面端即向内相隔距离为“d”的位置处，所以开路端12a发射的电场E2的大部分到达接地电极11，而被天线罩8引出的一部分电场E2不到达远离基件10端部之处。因此，减少了两个表面安装天线3和4之间的干扰，因而防止了圆极化天线9天线性能的变差。此外，由于圆极化天线的性能不易受天线罩8的影响，所以天线罩的高度可以进一步降低并制成高度小的圆极化天线。

图8示出了本发明一实施例。图8示出了防止两个表面安装天线相互干扰的情况。在图8中，与图1中相同或等价的部分采用相同的标号，并且不再赘述。

在图8中，在表面安装天线3和4之间的相位电路6上方提供与相位电路6绝缘的屏蔽板16，而表面安装天线3和4相互靠近地位于圆极化天线15内。屏蔽板16由金属之类的导体制成，其端部与装配基片绝缘并加以固定，而且接地。由于屏蔽板16位于相互靠近的两个表面安装天线3和4之间，所以两个表面安装天线互相靠近部分发射的电场和磁场被屏蔽。这样就防止了两个表面安装天线3和4之间的相互干扰，因而防止了圆极化天线15性能的变差。按照与图6所示圆极化天线9相同的方式，由于即使提供天线罩两个表面安装天线之间的相互干扰也不会增加，所以天线罩的高度可以降低并且制成了高度小的圆极化天线15。

图9示出了用作按照本发明圆极化天线的再一个表面安装天线的结构。在图9中，表面安装天线20包括由诸如树脂或陶瓷等电介质构成的基件21、形成于基件21端面到第一主表面上的接地电极22、形成于基件21第二主表面上并且底部呈两个直角的U形发射电极23、从基件21的第一主表面通过端面延伸到第二主表面的功率馈送电极24以及从电极21的第一主表面通过端面到第二主表面的接地电极25。发射电极23的一端与接地电极22相连，并且另一端用作开路端。接地电极25的一端通过缝隙26与发射电极23的开路端相对。与发射电极23的开路端对应，功率馈送电极24在发射电极23开路端侧接地电极22。

在结构如上所述的表面安装天线20中，当信号输入至功率馈送电极24时，信号从功率馈送电极24经形成于功率馈送电极24与发射电极23开路端之间的电容器27到达发射电极23。发射电极23的一端与接地电极22相连，而另一端作为开路端。利用开路端与接地电极25之间的电容和发射电极本身的电感，发射电极23如同LC谐振电路那样工作。电场产生于发射电极23与接地电极25之间，一部分的能量泄漏出去并且以无线电波的方式发射。

图10示出了用于按照本发明圆极化天线的再一种表面安装天线的结构。在图10中，表面安装天线30包括由诸如树脂或陶瓷等电介质制成的基件31、形成于基件31一个端面上的功率馈送电极32和位于其两侧的接地电极33、形成于相对端面上的发射电极34以及在两个相对端面之间将功率馈送电极32与发射电极34连接起来的通孔35。

结构如上所述的表面安装天线30如同单极天线那样工作，由于功率馈送电极32、通孔35和发射电极34的存在而一端开路。由于单极天线的工作原理众所周知，所以不再赘述。

图9和10所示的表面安装天线用于线极化。由这种天线实现的圆极化天线具有与图1所示实施例相同的工作原理和优点。

在图2至图9所示实施例的表面安装天线中，发射电极为曲折状和底部呈两个直角的U形。电极也可以是其它形状，例如直线形或L形。图2至10中实施例的表面安装天线的基件采用电介质。也可以采用磁性材料。

图11示出了按照本发明另一实施例的圆极化天线。在图11中，与图1中相同或等价的部分采用相同的标号，并且不再赘述。

在图11中，圆极化天线40的相位电路41具有在连至表面安装天线3部分处表面安装电容器41a和在连至表面安装天线4部分处的微带线41b构成的电感。表面安装电容器41a和微带线41b分别起着容性元件和显示感性功能的感应性元件的作用。确定它们的电容、长度和宽度，使得加至表面安装天线3和4的信号有90度的相移并且它们阻抗与表面安装天线3和4的输出阻抗匹配。

图12示出了按照本发明又一实施例的圆极化天线。在图12中，与图1中相同或等价的部分采用相同的标号，并且不再赘述。

在图12中，圆极化天线50的相位电路51具有在连至表面安装天线3部分处的表面安装电容器51a和在连至表面安装天线4部分处的空心电感器51b。表面安装电容器41a和空心电感器41b分别起着显示容性功能的容性元件和显示感性功能的感性元件的作用。确定它们的电容和电感，使得加至表面安装天线3和4的信号有90度的相移并且它们的阻抗与表面安装天线3和4的输出阻抗匹配。

图13示出了按照本发明再一实施例的圆极化天线。在图13中，与图1中相同或等价的部分采用相同的标号，并且不再赘述。

在图13中，圆极化天线60的相位电路61具有在连至表面安装天线3部分处的形成于装配基片2上的交指式电容器61a和由在连至表面安装天线4部分处的微带线61b构成的电感。交指式电容器61a和微带线41b分别起着显示容性功能的容性元件和显示感性功能的感性元件的作用。确定它们的电容、长度和宽度，使得加至表面安装天线3和4的信号有90度并相移且它们的阻抗与表面安装天线3和4的输出阻抗匹配。

图14示出了按照本发明再一实施例的圆极化天线。在图14中，与图1中相同或等价的部分采用相同的标号，并且不再赘述。

在图14中，圆极化天线70的相位电路71具有在连至表面安装天线3部分处的表面安装电容器71a和在连至表面安装天线4部分处的表面安装电感器71b。表面安装电容器71a和表面安装电感器71b分别起着显示容性功能的容性元件和感性元件的作用。确定它们的电容和电感，使得加至表面安装天线3和4的信号有90度的相移并且它们的阻抗与表面安装天线3和4的输出阻抗匹配。

图15示出了按照本发明再一实施例的圆极化天线。在图15中，与图1中相同或等价的部分采用相同的标号，并且不再赘述。

在图15中，圆极化天线80的相位电路81具有在连至表面安装天线3部分处的由在多层装配基片2上侧和内侧的电极构成的平板电容器81a和在连至表面安装天线4部分处的微带线81b。平板电容器81a和微带线81b分别起着显示容性功能的容性元件和显示感性功能感性元件的作用。确定它们的电容、电感、长度和宽度，使得表面安装天线3和4的90度的相移并且它们的阻抗与表面安装天线3和4的输出阻抗匹配。

如上所述，由于采用电容器和电感器作为相位电路的容性元件和感性元件，所以本发明的圆极化天线40、50、60、70和80具有与图1相同的工作方式和优点。利用片状元件作为容性元件和感性元件，可以减少相位电路形成所需的面积从而使圆极化天线的体积更小。此外，由于采用了片状元件，电容和电感很容易改变，所以装配基片2可以灵用于频率不同的圆极化天线。

图16示出了作为采用本发明圆极化天线的无线装置实施例的导航系统结构。

在图16中，无线装置110包括：天线111，它包括安装在带有天线罩的外壳内的本发明的圆极化天线；与天线111相连的接收部分112；与接收部分112相连的信号处理部分113；以及分别与信号处理部分113相连的地图绘制系统114；显示器115和接口部分116。天线111从多颗GPS卫星接收电磁波并在接收部分112内从电磁波中获得各种信号。在信号处理部分113中，根据接收到的信号计算无线装置的当前位置，即，装备无线装置的汽车的位置。地图和当前位置显示在显示器115上，用户借助具有地图绘制系统114和遥控器等的接口部分116进行操作，地图绘制系统包括以CD-ROM形式存储的地图软件。

通过利用上述本发明的圆极化天线构造天线之一的导航系统，无线的体积缩小并且成本降低，并且由于体积缩小而在放置时有很大的灵活性。。因此降低了在汽车中建立导航系统的费用。

在无线装置110中，采用了圆极化天线1。当采用图6、8和11-15所示的圆极化天线9、15、40、50、60、70、80时可以取得同样的效果。

虽然上面借助较佳实施例对本发明作了描述，但是本领域内的技术人员明白，可以在不偏离本发明精神的前提下对本发明作出形式和细节方面的上述和其他修改。

Claims

1.一种圆极化天线，它包括：

具有矩形或正方形形状的装配基片；

一对安装在所述装配基片上的线极化表面安装天线，每个所述表面安装天线具有一个极化面，将其中一个表面安装天线沿着所述装配基片的一边放置，而将另一个表面安装天线沿着所述装配基片垂直于所述边的另一边放置，使得在垂直于所述装配基片的装配表面的方向上的各极化面互相垂直；

与所述一对线极化表面安装天线相连的相位电路，用来在向所述表面安装天线发送和从所述表面安装天线接收幅度相等但相位差为90度的信号方面至少进行一项；

与所述相位电路相连的放大电路；

覆盖所述放大电路的屏蔽盒；

所述一对线极化表面安装天线、所述相位电路、所述放大电路、所述屏蔽盒安装在所述装配基片的同一装配面上，所述相位电路包含具有第一端和第二端的第一微带线路，所述第一端分为一对第二、第三微带线路，它们分别与一对表面安装天线相连，并且所述第二端与所述放大电路相连。

2.如权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，进一步包括覆盖所述表面安装天线、所述相位电路、所述屏蔽盒和所述装配基片的天线罩。

3.如权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，每个表面安装天线在长方体的基件表面上至少设置了功率馈送电极、发射电极和接地电极，所述基件由电介质材料或磁性材料构成。

4.如权利要求3所述的圆极化天线，其特征在于，如此形成每个所述表面安装天线，使所述接地电极位于所述基件的第一主表面上，所述发射电极形成于基件的第二主表面上，其一端作为开路端而另一端作为与所述接地电极相连的接地端，并且所述功率馈送电极的一端形成于所述发射电极开路端附近。

5.如权利要求4所述的圆极化天线，其特征在于，每个表面安装天线的所述发射电极的另一端可以分割为多个端部，并且把所述端部通过所述基件不同的端面与接地电极相连并用作接地端。

6.如权利要求4所述的圆极化天线，其特征在于，如此设置所述一对表面安装天线，使得各自的接地端相距最远。

7.如权利要求4所述的圆极化天线，其特征在于，每个所述表面安装天线中所述发射电极的开路端形成于所述基件第二主表面上，从所述基件的第二主表面的一个端部向内相隔预定的距离。

8.如权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，进一步包括提供于所述一对表面安装天线之间的屏蔽板。

9.如权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述相位电路包括与所述一对表面安装天线相连的容性元件和感性元件。

10.一种无线装置，它包括：

圆极化天线，它包括：

具有矩形或正方形形状的装配基片；

与所述相位电路相连的放大电路；

覆盖所述放大电路的屏蔽盒；

所述一对线极化表面安装天线、所述相位电路、所述放大电路、所述屏蔽盒是安装在所述装配基片的同一装配面上的；以及

与所述圆极化天线串联相连的接收部分和信号处理部分，所述相位电路包含具有第一端和第二端的第一微带线路，所述第一端分为一对第二、第三微带线路，它们分别与一对表面安装天线相连，并且所述第二端与所述放大电路相连。

11.一种进行发射和接收无线信号中的至少一项的方法，它包括以下步骤：

提供圆极化天线，所述天线包括：

具有矩形或正方形形状的装配基片；

与所述相位电路相连的放大电路；

覆盖所述放大电路的屏蔽盒；

所述一对线极化表面安装天线、所述相位电路、所述放大电路、所述屏蔽盒安装在所述装配基片的同一装配面上；

所述相位电路包含具有第一端和第二端的第一微带线路，所述第一端分为一对第二、第三微带线路，它们分别与一对表面安装天线相连，并且所述第二端与所述放大电路相连；

将所述圆极化天线与无线装置相连；以及

至少进行下述两项中的一项：

利用天线接收无线信号并提供给无线装置；以及

从天线发射无线信号，所述信号由无线装置提供给天线。