CN101162801A - 双频天线及使用该双频天线的多输入输出天线 - Google Patents

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Abstract

一种双频天线，包括馈入部、第一辐射体、第二辐射体、第一接地部、第二接地部以及连接部。馈入部用于传输电磁波信号。第一辐射体呈弧形，电性连接于馈入部。第二辐射体呈环形，电性连接于馈入部。第一接地部设置于馈入部的一侧。第二接地部设置于馈入部的另一侧。连接部用于电性连接第一辐射体、第二辐射体以及馈入部。本发明还提供一种使用上述双频天线的多输入输出天线。上述双频天线及多输入输出天线可同时工作于中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段，且多输入输出天线能有效增强其中各天线单元间的隔离度。

Description

双频天线及使用该双频天线的多输入输出天线
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及双频天线及使用该双频天线的多输入输出天线。
背景技术
无线局域网络(Wireless Local Access Network，WLAN)装置工作于中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段，为使无线局域网络装置可接收中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段的信号，许多无线局域网络装置安装有多个天线单元以形成天线阵列，进而达到多输入输出(Multi Input Multi Output，MIMO)的功能。如此，不仅需要将每一个天线单元的体积设计得较小，而且需要有效隔离每一个天线单元之间的干扰，才可满足无线局域网络装置具有小体积并具有优良的辐射性能的需求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种双频天线，使其同时工作于中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段。
此外，还需要提供一种多输入输出(Multi Input Multi Output，MIMO)天线，可有效增强多输入输出天线中各天线单元间的隔离度。
一种双频天线，设置于基板上，所述基板包括第一表面以及第二表面，所述双频天线包括馈入部、第一辐射体、第二辐射体、第一接地部、第二接地部以及连接部。馈入部设置于第一表面，用于传输电磁波信号。第一辐射体，设置于第一表面，呈弧形且电性连接于馈入部。第二辐射体，设置于第二表面，呈环形且电性连接于馈入部。第一接地部设置于馈入部的一侧。第二接地部设置于馈入部的另一侧。连接部用于电性连接第一辐射体、第二辐射体以及馈入部。
一种MIMO天线，设置于基板上，所述基板包括第一表面以及第二表面，所述MIMO天线包括对称设置的第一双频天线及第二双频天线。第一双频天线及第二双频天线分别包括馈入部、第一辐射体、第二辐射体、第一接地部、第二接地部以及连接部。馈入部设置于第一表面，用于传输电磁波信号。第一辐射体，设置于第一表面，呈弧形且电性连接于馈入部。第二辐射体，设置于第二表面，呈环形且电性连接于馈入部。第一接地部设置于馈入部的一侧。第二接地部设置于馈入部的另一侧。连接部用于电性连接第一辐射体、第二辐射体以及馈入部。
上述双频天线及多输入输出天线可同时工作于中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段，且多输入输出天线能有效增强其中各天线单元间的隔离度。
附图说明
图1为本发明实施方式中双频天线的正面示意图。
图2为本发明实施方式中双频天线的反面示意图。
图3为本发明实施方式中双频天线的电压驻波比测试图。
图4为本发明实施方式中多输入输出天线的正面示意图。
图5为本发明实施方式中多输入输出天线的反面示意图。
图6为本发明实施方式中多输入输出天线的第一双频天线的电压驻波比测试图。
图7为本发明实施方式中多输入输出天线的第二双频天线的电压驻波比测试图。
图8为本发明实施方式中多输入输出天线的隔离度测试图。
具体实施方式
请同时参阅图1和图2，图1为本发明实施方式中双频天线10的正面示意图，图2为图1所示的双频天线10的反面示意图。
在本实施方式中，双频天线10设置于基板200上，基板200为印刷电路板，基板200包括第一表面210以及第二表面220。双频天线10包括馈入部110、第一辐射体120、第二辐射体130、第一接地部140、第二接地部150以及连接部160。
第一辐射体120设置于第一表面210，且呈弧形。第一辐射体120的一端与馈入部110电性连接，另一端为开路端。在本实施方式中，第一辐射体120工作于4.9-6.0GHz频段。于其它实施方式中，通过改变第一辐射体120的尺寸可使其工作于其它商用频段。
第二辐射体130设置于第二表面220，且呈环形。在本实施方式中，第二辐射体130工作于2.2-3.7GHz频段。于其它实施方式中，通过改变第二辐射体130的尺寸可使其工作于其它商用频段。
在本实施方式中，第一辐射体120与第二辐射体130在基板200上的投影部分重叠。
在本实施方式中，第一接地部140设置于第一表面210上馈入部110的一侧，且呈直角梯形。第二接地部150设置于馈入部110的另一侧，且呈条状。其中，第一接地部140与第一辐射体120设置于馈入部110的同一侧，第一接地部140的长度较第二接地部150的长度长。在其它实施方式中，第一接地部140可为长条状。
在本实施方式中，连接部160贯穿基板200，用于电性连接第一辐射体120、第二辐射体130以及馈入部110。
馈入部110设置于第一表面210，且呈直角梯形。馈入部110的一端与射频模块(未示出)电性连接，另一端通过连接部160与第一辐射体120的一端及第二辐射体130电性连接。
在本实施方式中，馈入部110的上底边长度为11毫米，下底边长度为12毫米。第一辐射体120的内、外径与第二辐射体130的内、外径相同，其中内径为5.8毫米，外径为6.2毫米。第一接地部140的上底边长度为10.6毫米，下底边长度为11毫米。第二接地部150的长为1.15毫米，宽为0.5毫米。
请参阅图3，为本发明实施方式中双频天线10的电压驻波比(Voltage Standing WaveRatio，VSWR)测试图。横轴为双频天线10的工作频率，纵轴为电压驻波比值。从图3可以看出本实施方式中的双频天线10工作于2.2-3.7GHz及4.9-6.0GHz频段时，其VSWR小于2，符合802.11 a/b/g应用需求，并可实现接收及发射双频信号的功能。
请同时参阅图4和图5，图4所示为本发明实施方式中多输入输出(Multi Input MultiOutput，MIMO)天线20的正面示意图，图5所示为图4所示的MIMO天线20的反面示意图。
在本实施方式中，MIMO天线20设置于基板200’上，基板200’为印刷电路板，基板200’包括第一表面210’以及第二表面220’。MIMO天线20包括对称设置的第一双频天线21及第二双频天线22。第一双频天线21及第二双频天线22的形状、结构及尺寸与图1及图2所示的双频天线10的形状、结构及尺寸相同。
第一双频天线21包括馈入部110’、第一辐射体120’、第二辐射体130’、第一接地部140’、第二接地部150’以及连接部160’。
第二双频天线22包括馈入部110”、第一辐射体120”、第二辐射体130”、第一接地部140”、第二接地部150”以及连接部160”。
馈入部110’(110”)，设置于第一表面210’，用于传输电磁波信号。第一辐射体120’(120”)，设置于第一表面210’，呈弧形且电性连接于馈入部110’(110”)。第二辐射体130’(130”)，设置于第二表面220’，呈环形且电性连接于馈入部110’(110”)。第一接地部140’(140”)，设置于馈入部110’(110”)的一侧。第二接地部150’(150”)设置于馈入部110’(110”)的另一侧。连接部160’(160”)，用于电性连接第一辐射体120’(120”)、第二辐射体130’(130”)以及馈入部110’(110”)。
第一辐射体120’(120”)的一端与馈入部110’(110”)电性连接，另一端为开路端。第一辐射体120’(120”)与第二辐射体130’(130”)在基板200’上的投影部分重叠。第一接地部140’(140”)与第一辐射体120’(120”)设置于馈入部110’(110”)的同一侧，第一接地部140’(140”)的长度较第二接地部150’(150”)的长度长。
馈入部110’与馈入部110”平行设置，且二者间形成一间隙170。第一双频天线21的第一辐射体120’及第一接地部140’设置于馈入部110’相对于间隙170的另一侧。第二双频天线22的第一辐射体120”及第一接地部140”设置于馈入部110”相对于间隙170的另一侧。第二接地部150’与第二接地部150”平行设置，且位于间隙170中。连接部160’，160”贯穿基板200’。
请参阅图6，为本发明实施方式中MIMO天线20的第一双频天线21的VSWR测试图。横轴为MIMO天线20的第一双频天线21的工作频率，纵轴为电压驻波比值。从图6可以看出本实施方式中的MIMO天线20的第一双频天线21工作于2.2-3.7GHz及4.9-6.0GHz频段时，其VSWR小于2，符合802.11 a/b/g应用需求，并可实现接收及发射双频信号的功能。
请参阅图7，为本发明实施方式中MIMO天线20的第二双频天线22的VSWR测试图。横轴为MIMO天线20的第二双频天线22的工作频率，纵轴为电压驻波比值。从图7可以看出本实施方式中的MIMO天线20的第二双频天线22工作于2.2-3.7GHz及4.9-6.0GHz频段时，其VSWR小于2，符合802.11 a/b/g应用需求，并可实现接收及发射双频信号的功能。
请参阅图8，为本发明实施方式中MIMO天线20的隔离度测试图。横轴为MIMO天线20的工作频率，纵轴为第一双频天线21与第二双频天线22的隔离度值。从图8可以看出本实施方式中的MIMO天线20工作于2.2-3.7GHz频段时，第一双频天线21与第二双频天线22的隔离度的最大值为-19dB。当工作于4.9-6.0GHz频段时，第一双频天线21与第二双频天线22的隔离度的最大值为-23dB。MIMO天线20在其两个工作频段中的最大隔离度值均小于-10，符合MIMO天线的应用需求，并可实现接收及发射双频信号的功能。
在本实施方式中，通过将第一辐射体120及第二辐射体130设置于基板200的不同表面，同时将第一辐射体120设计为弧形及第二辐射体130设计为环形，可达到缩小双频天线10的面积的效果。第一接地部140可改善双频天线10的低频段的电压驻波比，第二接地部150可改善双频天线10的高频段的电压驻波比。
在本实施方式中，通过将第一辐射体120’(120”)及第二辐射体130’(130”)设置于基板200’的不同表面，同时将第一辐射体120’(120”)设计为弧形及第二辐射体130’(130”)设计为环形，可达到缩小MIMO天线20的面积的效果。第一接地部140’可改善双频天线21的低频段的电压驻波比，第二接地部150’可改善双频天线21的高频段的电压驻波比。第一接地部140”可改善双频天线22的低频段的电压驻波比，第二接地部150”可改善双频天线22的高频段的电压驻波比。此外，通过将第一辐射体120’与第一辐射体120”反向设置，能增强第一双频天线21及第二双频天线22间的隔离度。

Claims (14)

1.一种双频天线，设置于基板上，所述基板包括第一表面以及第二表面，其特征在于，所述双频天线包括：
馈入部，设置于所述第一表面，用于传输电磁波信号；
第一辐射体，设置于所述第一表面，呈弧形且电性连接于所述馈入部；
第二辐射体，设置于所述第二表面，呈环形且电性连接于所述馈入部；
第一接地部，设置于所述馈入部的一侧；
第二接地部，设置于所述馈入部的另一侧；以及
连接部，用于电性连接所述第一辐射体、所述第二辐射体以及所述馈入部。
2.如权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述第一辐射体的一端与所述馈入部电性连接，另一端为开路端。
3.如权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述第一辐射体与所述第二辐射体于所述基板上的投影部分重叠。
4.如权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述第一接地部与所述第一辐射体设置于所述馈入部的同一侧，且所述第一接地部的长度较所述第二接地部的长度长。
5.如权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述连接部贯穿所述基板。
6.一种多输入输出天线，设置于基板上，所述基板包括第一表面以及第二表面，所述多输入输出天线包括对称设置的第一双频天线及第二双频天线，其特征在于，所述第一双频天线及所述第二双频天线分别包括：
馈入部，设置于所述第一表面，用于传输电磁波信号；
第一辐射体，设置于所述第一表面，呈弧形且电性连接于所述馈入部；
第二辐射体，设置于所述第二表面，呈环形且电性连接于所述馈入部；
第一接地部，设置于所述馈入部的一侧；
第二接地部，设置于所述馈入部的另一侧；以及
连接部，用于电性连接所述第一辐射体、所述第二辐射体以及所述馈入部。
7.如权利要求6所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一辐射体的一端与所述馈入部电性连接，另一端为开路端。
8.如权利要求6所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一辐射体与所述第二辐射体于所述基板上的投影部分重叠。
9.如权利要求6所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一接地部与所述第一辐射体设置于所述馈入部的同一侧，且所述第一接地部的长度较所述第二接地部的长度长。
10.如权利要求6所述的多输入输出天线，其特征在于，所述连接部贯穿所述基板。
11.如权利要求6所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一双频天线及所述第二双频天线的馈入部平行设置，且二者间形成一间隙。
12.如权利要求11所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一双频天线的第一辐射体及第一接地部设置于所述第一双频天线的馈入部相对于所述间隙的另一侧。
13.如权利要求12所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第二双频天线的第一辐射体及第一接地部设置于所述第二双频天线的馈入部相对于所述间隙的另一侧。
14.如权利要求13所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一双频天线以及所述第二双频天线的第二接地部平行设置，且位于所述第一双频天线及所述第二双频天线的馈入部之间所形成的间隙中。
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