CN101908672B - 微带天线 - Google Patents

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Abstract

一种微带天线，设置于基板上，基板包括第一表面及与第一表面相对之第二表面，该微带天线包括馈入点、接地部及辐射体。馈入点设置于第一表面，用于馈入电磁波信号。接地部设置于第二表面。辐射体设置于第一表面，用于收发电磁波信号，其包括第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部及第四辐射部。第一辐射部、第二辐射部与第三辐射部均呈长条形且顺序直线连接。第四辐射部垂直连接于第三辐射部的另一端。其中，第一辐射部与馈入点相连，且其宽度与第三辐射部相等，第二辐射部的宽度比第一辐射部的宽度要宽。上述微带天线可以覆盖微波存取全球互通标准和无线宽带标准中的多个频段。

Description

微带天线
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种微带天线。
背景技术
无线通信领域针对不同标准应用有不同的频段范围，其中，微波存取全球互通(WorldInteroperability for Microwave Access，WiMAX)标准所覆盖的频段有2.3GHz~2.4GHz，2.496GHz~2.690GHz及3.4GHz~3.8GHz，无线宽带(Wireless Fidelity，Wi-Fi)标准所覆盖的频段有2.412GHz~2.472GHz及5.170GHz~5.825GHz。在现有技术中一种结构的天线辐射出的频率往往只能够覆盖某一个单一频段，如果要实现多频段覆盖，就必须使用多种结构不同的天线来覆盖多个频段。这样在无线通信设备中天线的占有面积就势必增大，不符合当今无线通信设备小型化的发展趋势。所以，如何在满足不同无线通信标准之频段范围下，以较小的面积来设计出微带天线则是一大挑战，亦是当前业界急需改进的目标。
发明内容
有鉴于此，需要提供一种天线，可实现多频段区域覆盖，且面积小，效果好。
一种微带天线，设置于基板上，基板包括第一表面及与第一表面相对之第二表面，该微带天线包括馈入点、辐射体及接地部。馈入点设置于第一表面，用于馈入电磁波信号。辐射体设置于第一表面，用于收发电磁波信号，其包括第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部及第四辐射部。第一辐射部，呈长条形，连接于馈入点；第二辐射部，呈长条形，其一端连接于第一辐射部，且其宽度比第一辐射部的宽度要宽；第三辐射部，呈长条形，其一端连接于第二辐射部的另一端，且其宽度与所述第一辐射部的宽度相同，其中，第一辐射部、第二辐射部及第三辐射部在同一直线上；第四辐射部，呈长条形，与第三辐射部另一端垂直连接。接地部设置于第二表面且呈矩形。
附图说明
图1A与图1B为本发明一实施方式中微带天线10的正面及反面示意图。
图2为本发明一实施方式中微带天线10的尺寸图。
图3为本发明一实施方式中微带天线10的回波损耗测试图。
图4为本发明一实施方式中不同长度的第一辐射部的回波损耗测试对比图。
图5为本发明一实施方式中不同长度的第四辐射部的回波损耗测试对比图。
图6A与图6B为本发明另一实施方式中微带天线10的正面及反面示意图。
图7为本发明另一实施方式中微带天线110的尺寸图。
图8为本发明另一实施方式中微带天线110的回波损耗测试图。
图9为本发明另一实施方式中改变了第二辐射部304的面积后，微带天线110的尺寸图。
图10为本发明另一实施方式中改变了第二辐射部304的面积后，微带天线110的回波损耗测试图。
图11A与图11B为本发明又一实施方式中微带天线111的正面及反面示意图。
图12为本发明又一实施方式中微带天线111的尺寸图。
图13为本发明又一实施方式中微带天线111的回波损耗测试图。
具体实施方式
请参阅图1A与图1B，所示为本发明一实施方式中微带天线10之正面及反面示意图。在本实施方式中，微带天线10设置于基板上，该基板包括第一表面102及第二表面104，第一表面102与第二表面104相对设置。微带天线10包括馈入点20、辐射体30及接地部40。
馈入点20设置于第一表面102，用于馈入电磁波信号。
辐射体30设置于第一表面102，用于辐射电磁波信号，包括第一辐射部302、第二辐射部304、第三辐射部306及第四辐射部308。在本实施方式中，第一辐射部302、第二辐射部304、第三辐射部306及第四辐射部308皆为长条形微带线，印刷于基板上。
第一辐射部302呈长条形，连接于馈入点20。
第二辐射部304呈长条形，一端连接于第一辐射部302。
第三辐射部306呈长条形，一端连接于第二辐射部304的另一端。在本实施方式中，第一辐射部302、第二辐射部304及第三辐射部306处于同一直线上，第一辐射部302与第三辐射部306宽度相同，第二辐射部304的宽度大于第一辐射部302的宽度。
第四辐射部308呈长条形，与第三辐射部306的另一端垂直连接。在本实施方式中，所述第一辐射部302、第二辐射部304、第三及辐射部306第四辐射部308以所述第三辐射部的轴线为对称轴对称。
接地部40，呈矩形，设置于所述基板之第二表面104。在本实施方式中，所述接地部40在第一表面的投影与第一、第二辐射部302、304重合，并与第三辐射部306部分重合。
在本实施方式中，所述第一、第二、第三及第四辐射部共同形成“土”字形，并且所述辐射体以所述第三辐射部的轴线为对称轴对称。
请参阅图2，所示为图1A与图2B所示的微带天线10的尺寸图。在本实施方式中，若微带天线10所要覆盖的低频段对应的波长为λ1，则辐射体30的整体长度就设计为λ1，即λ1等于第一辐射部302的长度、第二辐射部304的长度、第三辐射部306的长度及第四辐射部308的宽度之总和。若微带天线10所要覆盖的高频段对应的波长为λ2，则设计第四辐射部308之长度L308就等于λ2的四分之一。
在本实施方式中，基板为FR4电路板，其长度大致为60mm，宽度大致为20mm。第一辐射部302长度大致为19mm，宽度大致为2mm。第二辐射部304长度大致为10mm，宽度大致为6mm。第三辐射部306长度大致为29mm，宽度大致为2mm。第四辐射部308长度大致为14mm，宽度大致为2mm。接地部40长度大致为40mm，宽度大致为20mm。在其他实施方式中，基板若为其他类型电路板，根据上述设计理论，基板之尺寸会有所不同。
请参阅图3，所示为图2中微带天线10的回波损耗测试图。如图所示，采用这种设计方式可以使得该天线可以覆盖到WiMAX标准之3.4GHz~3.6GHz这个低频段，且其衰减幅度均小于-15dB，符合行业中衰减幅度小于-10dB的标准。
请参阅图4，所示为本发明实施方式中不同长度之第一辐射部的回波损耗测试对比图。从图中可知，当设计第一辐射部302之长度L302为15mm时，其对应天线可以覆盖到WiMAX标准下2.3GHz~2.4GHz频段和2.496GHz~2.690GHz频段，以及Wi-Fi标准下2.412GHz~2.472GHz频段，且其衰减幅度均小于-10dB的行业标准；当设计第一辐射部302之长度L302为19mm时，其对应天线可以覆盖到WiMAX标准下3.4GHz~3.8GHz频段，且其衰减幅度亦均小于-10dB的行业标准。利用本实施方式中改变第一辐射部302之长度L302的设计方式可以使得该天线在满足行业标准的前提下能覆盖到不同频段，从而可以极大地满足用户使用不同频段的灵活性需求。
请参阅图5，所示为图1A和图1B所示的微带天线10中第四辐射部308呈不同长度时的回波损耗测试对比图。从图中可知，通过改变第四辐射部的长度L308，可以使得微带天线10在满足行业标准的前提下能覆盖到不同之频段，从而可以极大地满足用户使用不同频段的灵活性需求。
请参阅图6A与图6B，所示为本发明另一实施方式中微带天线110的正面及反面示意图。
在本实施方式中，微带天线110与图1A和图1B所示的微带天线10大致相同，仅在其基础上增加了第五辐射部310。第五辐射部310呈长条形，与所述第三辐射部306正交相连，并设置于所述第二辐射部304和所述第四辐射部308之间。在本实施方式中，所述第五辐射部310以所述第三辐射部306的轴线为对称轴呈对称结构。
请参阅图7，所示为本发明另一实施方式中微带天线110的尺寸图。在本实施方式中，基板长度大致为60mm，宽度大致为20mm。第一辐射部302长度大致为25mm，宽度大致为2mm。第二辐射部304长度大致为10mm，宽度大致为6mm。第三辐射部306长度大致为23mm，宽度大致为2mm。第四辐射部308长度大致为14mm，宽度大致为2mm。第五辐射部310长度大致为15mm，宽度大致为1.5mm。接地部40长度大致为40mm，宽度大致为20mm。
请参阅图8，所示为图7中微带天线110之回波损耗测试图。如图所示，采用这种设计方式可以使得该天线可以覆盖到WiMAX标准之3.5GHz~3.6GHz、Wi-Fi标准之5.20GHz~5.35GHz及5.72GHz~5.82GHz这些频段，且其衰减幅度均小于-10dB，符合行业标准。通过这种结构天线之设计方式可以使得该天线在满足行业标准的前提下实现了多频段覆盖，从而极大地满足了用户对多频段覆盖的灵活性需求。
请参阅图9，其是在图7的基础上改变了第二辐射部304之面积，即第二辐射部304长度大致为10mm，宽度大致为8mm。
请参阅图10，其是在将图7中第二辐射部304之长度大致为10mm，宽度大致为8mm之后，微带天线110之回波损耗测试图。如图所示，采用此种设计方式可以使得该天线可以覆盖到WiMAX标准之3.7GHz~3.8GHz频段及Wi-Fi标准之5.72GHz~5.82GHz频段，且其衰减幅度均小于-10dB，符合行业标准。通过对比图8与图10可以看出，本发明可以通过改变第二辐射部304之面积以实现不同频段的覆盖。
请参阅图11A与图11B，所示为本发明又一实施方式中微带天线111的正面及反面示意图，其是在图6所示之微带天线110的基础上增加了一第六辐射部312。其中，第六辐射部312呈长条形，与第三辐射部306正交相连，并设置于第四辐射部308和第五辐射部310之间。在本实施方式中，第六辐射部312且以第三辐射部306之轴线为对称轴呈对称结构。
在本实施方式中，所述第一、第二、第三、第四第五及第六辐射部共同形成“圭”字形。
请参阅图12，所示为本发明又一实施方式中微带天线111的尺寸图。在本实施方式中，基板长度大致为60mm，宽度大致为20mm。第一辐射部302长度大致为25mm，宽度大致为2mm。第二辐射部304长度大致为5mm，宽度大致为8mm。第三辐射部306长度大致为28mm，宽度大致为2mm。第四辐射部308长度大致为12mm，宽度大致为2mm。第五辐射部310长度大致为15mm，宽度大致为1.5mm。第六辐射部312长度大致为6mm，宽度大致为1.5mm。接地部40长度大致为40mm，宽度大致为20mm。
请参阅图13，所示为本发明又一实施方式中微带天线111之回波损耗测试图。如图所示，采用此种设计方式可以使得该天线可以覆盖到WiMAX标准之3.40GHz~3.60GHz频段及Wi-Fi标准之5.72GHz~5.82GHz频段，且其衰减幅度分别小于-20dB和小于-15dB，皆远小于-10dB的衰减幅度之行业标准。从图中可知，本发明之又一实施方式通过增加第六辐射部312不仅可以使得该天线实现多频段覆盖，而且还可以大大降低其回波损耗，从而可以极大地满足对回波损耗有严格要求之用户的需求。
本发明通过改变第一辐射体302或第四辐射体308的长度，或者增加第五辐射体310或第六辐射体312均可以实现利用一种结构的天线覆盖多个频段，不需要多个天线来覆盖多个频段，这样就大大减少了天线所占用的面积，而且在满足不同无线通信标准的频段范围下，使得无线通信设备小型化得以实现。

Claims (5)

1.一种微带天线，设置于基板上，所述基板包括第一表面及与所述第一表面相对设置之第二表面，所述微带天线包括：
馈入点，设置于所述基板之第一表面，用于馈入电磁波信号；
辐射体，设置于所述基板之第一表面，用于辐射电磁波信号，包括：
第一辐射部，呈长条形，连接于所述馈入点；
第二辐射部，呈长条形，一端连接于所述第一辐射部，且其宽度比所述第一辐射部的宽度要宽；
第三辐射部，呈长条形，一端连接于所述第二辐射部的另一端，且其宽度与所述第一辐射部的宽度相同，其中，所述第一辐射部、所述第二辐射部及所述第三辐射部在同一直线上；及
第四辐射部，呈长条形，与所述第三辐射部另一端垂直连接；
第五辐射部，呈长条形，与所述第三辐射部正交相连，并以第三辐射部的轴线为对称轴呈对称结构，且所述第五辐射部设置于所述第二辐射部和所述第四辐射部之间；
第六辐射部，呈长条形，与所述第三辐射部正交相连，且所述第六辐射部设置于所述第五辐射部和所述第四辐射部之间；及
接地部，设置于所述基板之第二表面，且所述接地部在所述第一表面的投影与所述第一、第二辐射部重合，并与所述第三辐射部部分重合。
2.如权利要求1所述的微带天线，其特征在于，所述辐射部共同形成“土”字形。
3.如权利要求1所述的微带天线，其特征在于，所述辐射体以所述第三辐射部的轴线为对称轴对称。
4.如权利要求1所述的微带天线，其特征在于，所述辐射部共同形成“圭”字形。
5.如权利要求1所述的微带天线，其特征在于，所述基板为FR4电路板。
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