CN101997169A - 无线通信模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一无线通信模块，其包括双频天线、绝缘板及金属接地板，绝缘板设于双频天线及金属接地板之间。双频天线包括凵形辐射体、矩形辐射体及馈入点，凵形辐射体及矩形辐射体位于同一平面，凵形辐射体包围矩形辐射体的三条边，且凵形辐射体与矩形辐射体的各边之间的间隙相等，矩形辐射体及凵形辐射体沿开口方向的中心轴重合，凵形辐射体开口的一边与矩形辐射体从凵形辐射体露出的边位于同一直线上，馈入点位于矩形辐射体从凵形辐射体露出的边上，且位于矩形辐射体沿开口方向的中心轴上，双频天线由矩形辐射体得到第一工作频率，由矩形辐射体及凵形辐射体发生电磁耦合效应而得到第二工作频率。所述无线通信模块可工作于两个频率的工作模态。

Description

无线通信模块

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种能够工作于两个频率的无线通信模块。

背景技术

随着无线通信技术、信息处理技术的迅速发展以及人们生活水平的日益提高，移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等便携式无线通信装置竞相涌现，进入到千家万户，使消费者可随时随地享受到高科技带来的种种便利。

在这些无线通信装置中，用来发射、接收无线电波以传递、交换无线电数据信号的天线装置，无疑是无线通信装置中最重要的组件之一。随着无线通信装置的发展，传统的单频天线装置已经不易满足人们对无线通信的需求，越来越多消费者希望其使用的无线通信装置在多种通信系统中均可使用。

例如，GPS(Global Position System，全球定位系统)与WIFI(Wireless Fidelity，基于IEEE 802.11b标准的无线局域网)是两种得到广泛应用的无线通信系统。由于这两种无线通信系统所使用的频带相差较远，目前绝大多数同时具备GPS与WIFI通信功能的无线通信装置都必须分别设置两个相应的天线以分别收发两个系统所用的信号。如此将增加天线装置的生产成本，也增加了天线装置的总体体积，不利于无线通信装置朝轻薄化方向发展的趋势。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种体积较小且能工作于两个工作频率的无线通信模块。

一种无线通信模块，所述无线通信模块包括双频天线、绝缘板及金属接地板。所述绝缘板设置于所述双频天线及所述金属接地板之间。所述双频天线包括一凵形辐射体、一矩形辐射体及馈入点。所述凵形辐射体及矩形辐射体位于同一平面，所述凵形辐射体包围所述矩形辐射体的三条边，且所述凵形辐射体与所述矩形辐射体的各边之间的间隙相等，所述矩形辐射体及所述凵形辐射体沿开口方向的中心轴重合，所述凵形辐射体开口的一边与所述矩形辐射体从所述凵形辐射体露出的边位于同一直线上，所述馈入点位于所述矩形辐射体从所述凵形辐射体露出的边上，且位于所述矩形辐射体沿开口方向的中心轴上，该双频天线由矩形辐射体得到一第一工作频率，由矩形辐射体及凵形辐射体发生电磁耦合效应而得到一第二工作频率。

本发明提供的无线通信模块通过所述矩形辐射体产生一个工作频率，凵形辐射体与矩形辐射体的耦合产生另一个频率，从而达到可工作于两个工作频率的双频工作模态，且其结构紧凑，占用体积小。

附图说明

图1为本发明提供的无线通信模块的示意图。

图2为图1中无线通信模块的双频天线的尺寸示意图。

图3为对图1中无线通信模块的双频天线的回波损耗的测量结果。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明的无线通信模块1可以设置于移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等无线通信装置(图未示)内。所述无线通信模块1包括双频天线100、绝缘板200及金属接地板300。本实施方式中，所述双频天线100可工作于GPS定位系统(1.575GHz)及WIFI无线通信系统(2.4GHz～2.5GHz)两个频段范围内。当然，所述双频天线100也可以用于其它的两个频段范围内。

所述绝缘板200为一矩形的印刷电路板。在本实施方式中，该绝缘板200的介电系数约为4.3。所述绝缘板200包括相对的第一面210及第二面220。所述第一面210与所述第二面220相互平行。一金属接地板300形成于所述第一面210上，所述双频天线100形成于所述第二面220上，与所述金属接地板300相对。本实施方式中，所述双频天线100、绝缘板200及金属接地板300采用印刷电路板工艺制成。

所述双频天线100包括矩形辐射体10、凵形辐射体20及馈入点30。所述矩形辐射体10及凵形辐射体20均位于所述第二面220上。

所述矩形辐射体10包括第一边11、第二边12、第三边13及第四边14。所述第一边11与所述第三边13相对。所述第二边12与所述第四边14相对。所述矩形辐射体10适合作为天线工作于第一工作频段2.45GHz。所述矩形辐射体10的长L₁与宽W₁的尺寸根据公式：

计算，其中f是天线的工作频率，ε是介电系数。本实施方式中，f＝2.4GHz，ε＝4.5。带入公式可得L₁＝W₁＝5.89cm。

所述凵形辐射体20包围所述矩形辐射体10的第一边11、第二边12及第三边13。所述凵形辐射体20与所述第一边11、第二边12及第三边13的间距L_m相等。所述凵形辐射体20沿开口方向的中心轴与所述矩形辐射体10的沿凵形辐射体20开口方向的中心轴重合于00’。所述凵形辐射体20开口的一边21与所述矩形辐射体10的第四边14位于同一直线上。工作时，所述凵形辐射体20被所述矩形辐射体10激发，与矩形辐射体10发生电磁耦合效应，从而使所述凵形辐射体20与矩形辐射体10共同构成一个大的矩形天线，使得双频天线100可工作于第二工作频段1.575GHz。所述凵形辐射体20的长L₂与宽W₂的尺寸也符合矩形天线的公式：

其中f是天线的工作频率，ε是介电系数。本实施方式中，f＝1.575GHz，ε＝4.5。带入公式可得L₂＝W₂＝8.98cm。

所述馈入点30位于所述矩形辐射体10从所述凵形辐射体20露出的第四边14上，且位于所述矩形辐射体10的中心轴00’上。所述馈入点30可以接同轴电缆或微波接头。

如图3所示，其为对图1中双频天线100的回波损耗(Return Loss)的测量结果。其中，双频天线100的共振频率是1.575GHz及2.45GHz，其回波损耗(Return Loss)低于10dB为1.570GHz至1.580GHz以及2.40GHz至2.6GHz。由以上测量结果显示，双频天线200确可用以接收双频带讯号。

本发明提供的无线通信模块通过所述矩形辐射体产生一个工作频率，凵形辐射体与矩形辐射体的耦合产生另一个频率，从而达到可工作于两个工作频率的双频工作模态，且其结构紧凑，占用体积小。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种无线通信模块，所述无线通信模块包括双频天线、绝缘板及金属接地板，所述绝缘板设置于所述双频天线及所述金属接地板之间，其特征在于，所述双频天线包括一凵形辐射体、一矩形辐射体及馈入点，所述凵形辐射体及矩形辐射体位于同一平面，所述凵形辐射体包围所述矩形辐射体的三条边，且所述凵形辐射体与所述矩形辐射体的各边之间的间隙相等，所述矩形辐射体及所述凵形辐射体沿开口方向的中心轴重合，所述凵形辐射体开口的一边与所述矩形辐射体从所述凵形辐射体露出的边位于同一直线上，所述馈入点位于所述矩形辐射体从所述凵形辐射体露出的边上，且位于所述矩形辐射体沿开口方向的中心轴上，该双频天线由矩形辐射体得到一第一工作频率，由矩形辐射体及凵形辐射体发生电磁耦合效应而得到一第二工作频率。

2.如权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述凵形辐射体及矩形辐射体的长度L和宽度W的尺寸与天线谐振频率f及介电系数ε满足下列公式：

$L=\frac{3\×{10}^8}{2\×(f\×\sqrt{\mathrm{\ϵ}})};$

$W=\frac{3\×{10}^8}{2\×(f\×\sqrt{\mathrm{\ϵ}})}.$

3.如权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，该第一工作频率为2.45GHz频段，第二工作频率为1.575GHz频段。

4.如权利要求3所述的无线通信模块，其特征在于，所述矩形辐射体的长度及宽度均为5.89cm，所述凵形辐射体的长度及宽度均为8.98cm。

5.如权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述凵形辐射体与所述矩形辐射体的三条边之间的间隙是1mm。

6.如权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述双频天线、绝缘板及金属接地板采用印刷电路板工艺制成。

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