CN101119126A - 一种无线网卡及其天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线网卡及其天线，所述无线网卡天线，所述无线网卡包括主板，所述天线为成形在所述无线网卡主板上的金属辐射体。所述无线网卡，包括天线及主板，所述天线为成形在所述无线网卡主板上的金属辐射体。本发明通过将网卡天线成形在无线网卡的主板上，节省了空间，在生产过程中不必再另装配网卡天线，便于将无线网卡主板安装于网卡壳体内，也使得无线网卡造型美观。

Description

一种无线网卡及其天线

技术领域

本发明涉及一种无线网卡及其天线。

背景技术

无线网卡天线的发展经历了几个阶段的演进，早期无线网卡天线多是外置天线，外置天线不占用无线网卡内部空间，可利用的空间大，且天线较易实现，但使用外置天线会造成无线网卡造型的不美观，同时用户搬来搬去的过程中也容易导致天线折断或接触不良。

出于造型和使用方面的考虑，无线网卡天线逐渐发展到内置阶段，早期的内置天线多以平面型倒F天线(PIFA，Planar Inverted F Antenna)为主。其大致原理是：将安装在参考地平面上的四分之一波长天线变成L型，并在偏离安装点的一点进行馈电，只要选择合适的馈电点就可很容易地实现对馈线的阻抗匹配，频带宽度则随天线高度增加。一般应用中，是用平面单元代替线形单元，使其产生宽带谐振特性，并且缩小了尺寸。当平面单元的周边长度约为半波长时，产生谐振。在这种天线旁边增加一个小的谐振片，可以展宽高频带宽，增加PIFA天线的直接，很容易实现多频天线。但PIFA的缺点是厚度较大，至少是6mm，很难满足今后无线网卡造型美观的要求。

后期又发展出了单极天线和倒F天线(IFA，Inverted F Antenna)，单极天线其实是振子天线的变型，IFA实际是PIFA天线的变型，这两种天线虽然不象PIFA天线那样在厚度上有较苛刻的要求，但也都需要一定的高度，并且需要独立的簧片作为辐射体。同时现有内置天线绝大多数需要支架来支撑以防止变型，在网卡生产过程中需要单独安装，而即使没有支架的天线，也需要热熔在无线网卡的后壳上，在成本上这部分是没法降低的，在无线网卡生产装配上这部分更没法省略。在单极和IFA天线中也有一种将天线实现在柔性电路板上的方式，将柔性电路通过同轴线或别的连接器件和无线网卡主板连接，这种天线需要通过结构固定在无线网卡壳体或主板上，并且这种天线大多是与无线网卡主板成90度安装在网卡上部或下部，同样存在成本较高，装配麻烦的缺点。

随着无线网卡体积的进一步缩小，诸多网卡设计者又开始采用介电常数比较高的陶瓷天线作为替代品，由于介电常数较高，陶瓷天线可以做到传统天线的约五分之一，的确节省了网卡空间，但陶瓷天线介质损耗较大，效率不高，更重要的是陶瓷天线由于材质的缘故价格昂贵，在竞争日益激烈的网卡市场上，陶瓷天线也没有优势可言。

综上所述，如何解决网卡天线给无线网卡造型带来的不便，如何给网卡部件的布局节省一定的空间，在此基础上如何降低网卡成本，简化网卡生产流程，成了诸多网卡天线设计人员关注的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种无线网卡及其天线，装配简单且降低了成本。

为了解决上述问题，本发明的无线网卡天线采用了如下技术方案：

一种无线网卡天线，所述无线网卡包括主板，所述天线为成形在所述无线网卡主板上的金属辐射体。

所述金属辐射体为铜箔。

所述金属辐射体为网卡工作频率四分之一波长的辐射带。

所述金属辐射体为倒L形或倒F形。

本发明还公开了一种无线网卡，包括天线及主板，所述天线为成形在所述无线网卡主板上的金属辐射体。

所述金属辐射体为铜箔。

所述金属辐射体为网卡工作频率四分之一波长的辐射带。

所述金属辐射体为倒L形或倒F形。

所述无线网卡主板上分有仅包含天线的天线区域和包含其他器件的非天线区域，所述无线网卡为多层结构，所述天线成形在所述天线区域的任意一层上。

所述天线区域的各层均为无地结构。

所述天线具有馈入端和开放端，所述天线在所述开放端末端回折一部分至天线非回折部分与地之间，所述天线的非回折部分形成辐射体第一部分，所述天线的回折部分形成辐射体第二部分。

所述无线网卡上还设置有射频测试座、匹配网络和双工器，所述天线馈入端、匹配网络、射频测试座和双工器依次电连接，由所述天线与匹配网络合成的输入阻抗和所述双工器的输出阻抗共轭匹配。

本发明的有益效果在于：通过将网卡天线成形在无线网卡的主板上，节省了空间，在生产过程中不必再另装配网卡天线，便于将无线网卡主板安装于网卡壳体内，也使得无线网卡造型美观。进一步的，网卡天线采用铜箔，通过印制方式刻在主板上，不需要传统的热熔，极大的降低了网卡成本，提高了生产效率。

附图说明

图1所示为本发明具体实施方式的无线网卡天线的示意图；

图2所示为本发明具体实施方式的无线网卡主板的天线部分的示意图。

具体实施方式

下面对照附图结合具体实施方式对本发明作详细说明。

本发明具体实施方式的无线网卡天线如图1所示，该天线是成形在无线网卡主板上的金属辐射体。金属辐射体形成为网卡工作频率四分之一波长的辐射带，无线网卡主板为印刷电路板(PCB，Printed Circuit Board)，金属辐射体可以采用铜箔，天线可以采用倒L形，当然，同样也可采用倒F形。

本发明具体实施方式的无线网卡主板的天线部分如图2所示，本发明具体实施方式的无线网卡，包括网卡机壳(未示出)和无线网卡主板5，无线网卡主板5组装于网卡机壳内，无线网卡天线设置于所述无线网卡主板5之上并与无线网卡主板5电连接，天线为成形在无线网卡主板5上的金属辐射体。在无线网卡主板5上天线所在的区域附近不布置任何其他器件，从而将无线网卡主板5分为仅包含天线的天线区域和包含其他器件的非天线区域。无线网卡主板5可以是多层结构，天线可以实现在无线网卡主板5的顶层、底层或中间的任意一层。同时无线网卡主板5的天线区域的各层均为无地结构，即将无线网卡主板5天线区域的各层地全部去除，从而达到无线网卡能够全向辐射接收的目的。

在确定天线的长度时，可以先根据需要的工作频段以及主板PCB地的介电常数，来确定所述天线的长度，当然这些还受到PCB地的尺寸以及网卡外壳的介电常数的影响，介质中的波长为： $\mathrm{\λ}={\mathrm{\λ}}_0/\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r},$ 其中，λ₀为真空中的工作波长，ε_r为介质的节点常数。由此，可以将天线的金属辐射体设置为网卡工作频率四分之一波长的辐射带。

天线成形在主板上的方法，可以是将天线刻在主板上，也就是印制在主板上，而天线的金属辐射体则可以是印制在主板上的铜箔。天线可以位于无线网卡主板5的上端或下端，其形状可以为倒L形，当然也可以是倒F形，天线的一端设置为馈入端4，另一端为开放端。

无线网卡主板5的长度应该大于主板介质下最低工作频率波长的三分之一，宽度应该大于主板介质下最高工作频率波长的四分之一，以保证天线有适当的带宽。由于受到主板尺寸的限制，当天线不能满足要求时，可以将倒L形天线的开放端末端折回到未折回部分和PCB地3之间，形成金属辐射体第二部分2，倒L形天线开放端未折回来的部分被称为金属辐射体第一部分1。天线辐射体第一部分1和辐射体第二部分2之间的缝隙的宽度是一个严重影响天线工作频段的因素，因为辐射体第一部分1和第二部分2之间的耦合会严重影响天线的有效电长度，为了减少辐射体第一部分1和第二部分2之间的耦合，需要增大辐射体第一部分1和辐射体第二部分2之间的缝隙的宽度，但这又会导致辐射体第二部分2离PCB地3过近，导致辐射效率降低，所以应在设计过程中综合考虑，通过实验恰当选取辐射体第一部分1和第二部分2合适的间距。

无线网卡主板5上还可以设置匹配网络(如可由三个阻容器件构成)、射频测试座、与射频测试座电连接的射频双工器等(图中未示出)。天线馈入端4依次与匹配网络、射频测试座和射频双工器电连接。

通常在天线装上外壳后会导致天线工作频带向下偏离，所以可以适当的将谐振频率调整高一些，具体偏离的程度需要根据不同的网卡机壳介电常数、厚度等因素来调试。天线设计完毕再根据天线的输入阻抗适当调整匹配网络，使得天线匹配网络合成的输入阻抗和双工器的输出阻抗达到共轭匹配。通过匹配网络来调整天线加匹配网络整体的输入阻抗、通过调整天线长度、以及通过调整天线的辐射体第一部分1和金属辐射体第二部分2间的间距，来调整天线工作频段，从而可以使该天线应用于不同尺寸的网卡中，达到在需要频段内良好辐射的效果。

在使用网卡时，设置在主板上的倒L天线和基站信号电磁波共振，达到接收和发射射频信号的目的。

在一个应用实例中，将倒L天线直接设置在无线网卡主板上，经测试，该天线达到了在CDMA850MHz频段内良好的辐射效果。如表1所示，在信道为1013、384和691时，采用本实施例的网卡总辐射功率TRP、总的全向接收灵敏度TIS和有源效率在自由空间中都可以达到要求。

表1

信道	1013	384	691
				TRP(dBm)	21.2	22.1	20.9
TIS(-dBm)	103.6	102.5	102.1
				Efficiency(％)	52.0	62.5	50.1

如上所述，本发明将网卡天线设置在无线网卡主板上，使得网卡天线与无线网卡主板为一整体，便于将无线网卡主板安装于网卡壳体内，装配简单，在生产过程中不必再另装配网卡天线，天线采用铜箔印制在主板上，不仅大大减小了天线的厚度，更不需要传统的热熔，极大的降低了网卡成本，提高了生产效率。

Claims (12)

1.一种无线网卡天线，所述无线网卡包括主板，其特征在于，所述天线为成形在所述无线网卡主板上的金属辐射体。

2.如权利要求1所述的无线网卡天线，其特征在于，所述金属辐射体为铜箔。

3.如权利要求1所述的无线网卡天线，其特征在于，所述金属辐射体为网卡工作频率四分之一波长的辐射带。

4.如权利要求1所述的无线网卡天线，其特征在于，所述金属辐射体为倒L形或倒F形。

5.一种无线网卡，包括天线及主板，其特征在于，所述天线为成形在所述无线网卡主板上的金属辐射体。

6.如权利要求5所述的无线网卡，其特征在于，所述金属辐射体为铜箔。

7.如权利要求5所述的无线网卡，其特征在于，所述金属辐射体为网卡工作频率四分之一波长的辐射带。

8.如权利要求5所述的无线网卡，其特征在于，所述金属辐射体为倒L形或倒F形。

9.如权利要求5至8任一所述的无线网卡，其特征在于，所述无线网卡主板上分有仅包含天线的天线区域和包含其他器件的非天线区域，所述无线网卡为多层结构，所述天线成形在所述天线区域的任意一层上。

10.如权利要求9所述的无线网卡，其特征在于，所述天线区域的各层均为无地结构。

11.如权利要求5至8任一所述的无线网卡，其特征在于，所述天线具有馈入端(4)和开放端，所述天线在所述开放端末端回折一部分至天线非回折部分与地(3)之间，所述天线的非回折部分形成辐射体第一部分(1)，所述天线的回折部分形成辐射体第二部分(2)。

12.如权利要求11所述的无线网卡，其特征在于，所述无线网卡上还设置有射频测试座、匹配网络和双工器，所述天线馈入端、匹配网络、射频测试座和双工器依次电连接，由所述天线与匹配网络合成的输入阻抗和所述双工器的输出阻抗共轭匹配。

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