CN102117966B

CN102117966B - 一种印制天线

Info

Publication number: CN102117966B
Application number: CN2011100650063A
Authority: CN
Inventors: 王克猛; 陈鹏; 于亚芳
Original assignee: Huawei Device Co Ltd
Current assignee: Huawei Device Co Ltd
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: CN102117966A

Abstract

本发明实施例提供了一种印制天线，包括：信号馈入分支和接地分支，其中，所述信号馈入分支包括：第一馈入子分支、第二馈入子分支以及包括馈入点的联接块；所述接地分支包括：第一接地子分支和第二接地子分支；所述信号馈入分支和接地分支耦合。本发明实施例所提供的印制天线是具有超宽带的天线，该天线的工作频率可以覆盖700MHz-2600MHz，兼顾了LTE和GPS频道，且实现形式简单，应用非常便利。

Description

一种印制天线

技术领域

本发明涉及天线设计技术领域，特别涉及一种印制天线。

背景技术

天线就是从发射机或接收机里伸出的一段可以和信号谐振的导体，频率越低天线越长，频率高则反之，现在的无线电设备如手机，无线路由器等，频率很高，天线可以做的很小，于是就可以把天线蚀刻在机器的电路板上(也就是一小段铜皮)，或用含有导电材质的印刷材料印刷在一个软基板上，统称印刷天线。

终端网关产品（FMC）的发展趋势是越来越薄，相应的，内置天线可用的高度也在不断削减。

目前，一种行业标准发展趋势是由3G向长期演进（LTE）即4G平滑过渡，要求移动终端产品可以覆盖700MHz-900MHz、1700MHz-2600MHz，这对天线的带宽提出了新的要求。

为了应对FMC产品厚度较薄的趋势，印制单极子天线因其无高度要求、成本较低成为很多网关产品的首选，目前一般覆盖3G网络的五频印制单极子天线需要近1000mm²的面积。而如果有全球定位系统（GPS）天线的需求，则需要另外准备350mm²的面积。

综上所述，目前应用于FMC产品的印制天线，常规的天线形式无法保证足够的带宽，即很难实现在保证3G频段情况下覆盖到4G频段且兼顾GPS。

发明内容

本发明实施例在于提供一种印制天线，以提供足够的带宽，在保证3G频段情况下覆盖到4G频段且兼顾GPS。

本发明实施例提供了一种印制天线，包括：信号馈入分支和接地分支，其中，

所述信号馈入分支包括：

第一馈入子分支、第二馈入子分支以及联接块，所述联接块包括馈入点，其中，

所述第一馈入子分支与所述第二馈入子分支平行，且第一馈入子分支的长度大于第二馈入子分支的长度，所述第一馈入子分支与所述第二馈入子分支的一端通过所述联接块联接，所述馈入点远离所述联接块上所述第一馈入子分支与所述第二馈入子分支联接的一端；

所述接地分支包括：

第一接地子分支和第二接地子分支，其中，第一接地子分支的长度大于第二接地子分支，所述第一接地子分支远离所述馈入点，所述第二接地子分支靠近所述馈入点，且所述第二接地子分支平行于所述第二馈入子分支；

所述信号馈入分支和接地分支耦合；

其中，所述第一接地子分支包括：第一子段和第二子段；

所述第一子段平行于所述第一馈入子分支，所述第二子段与所述第一子段联接且垂直于所述第一馈入子分支；

其中，所述信号馈入分支和接地分支耦合包括：

所述第一子段与所述第一馈入子分支耦合；

所述第二接地子分支与所述联接块耦合，或者，所述第二接地子分支与所述第二馈入子分支和联接块耦合。

应用本发明实施例，通过不等长度的两个接地子分支，可以分别展宽高低频带宽，第一、第二馈入分支与两个不等长度的接地分支相互耦合，实现了高低频信号的辐射。具体的，远离馈入点的接地分支即第一接地分支可以调整天线的低频阻抗特性，有效展宽低频带宽。靠近馈入点的接地分支即第二接地分支可以改善天线高频阻抗特性，提高天线效率。

本发明实施例所提供的印制天线是具有超宽带的天线，该天线的工作频率可以覆盖700MHz-2600MHz，兼顾了LTE和GPS频道，且实现形式简单，应用非常便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种印制天线的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一印制天线具体实例的结构图；

图3是基于图2所示实施例的反射系数曲线图；

图4是基于图2所示实施例的方向图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一个实施例提供了一种印制天线，如图1所示，天线区域需要净空，天线印制在PCB板上。本实施例中的印制天线包括：信号馈入分支和接地分支，信号馈入分支包括：第一馈入子分支10、第二馈入子分支20以及包括馈入点的联接块30，接地分支包括：第一接地子分支40和第二接地子分支50，为了说明方便，下面对印制天线所涉及到的各点进行编号。

a点是信号馈入点，其位于联接块30的最右端，b、e是第一馈入子分支10的两个端点，其中，b点与联接块30相连，e点是远离b点的另一端点；c、d是第二馈入子分支20的两个端点，其中，c点与联接块30相连，d点是远离c点的另一端点；f、h是第一接地子分支40的两个端点，其中，h点是接地点，f点是远离h的另一端点；i、j是第二接地子分支50的两个端点，其中，i点是接地点，j点是远离i的另一端点。

本实施例中的印制天线具体包括：

信号馈入分支，该分支具体包括：第一馈入子分支10、第二馈入子分支20以及包括馈入点的联接块30，其中，

第一馈入子分支10与第二馈入子分支20平行，且第一馈入子分支的长度大于第二馈入子分支的长度，所述第一馈入子分支10与所述第二馈入子分支20的一端通过所述联接块30联接，所述联接块的馈入点远离所述第一馈入子分支10与所述第二馈入子分支20联接的一端；

所述接地分支包括：该分支具体包括：第一接地子分支40和第二接地子分支50，其中，

第一接地子分支40的长度大于第二接地子分支50，所述第一接地子分支40远离所述馈入点a，所述第二接地子分支50靠近所述馈入点a，且所述第二接地子分支50平行于所述第二馈入子分支20；

所述信号馈入分支和接地分支耦合。

需要说明的是，上述信号馈入分支和接地分支耦合可以具体包括：

所述第一接地子分支40与所述第一馈入子分支10耦合；也即，第一接地分支40的f端到h端与第一馈入分支10的e端到b端之间存在重叠，该重叠量的多少没有严格限制，只要能保证两者能够实现耦合即可。

所述第二接地子分支50与所述联接块耦合30，或者，所述第二接地子分支50与所述第二馈入子分支20和联接块30耦合。

其中，所谓第二接地子分支50与所述联接块30耦合是指第二接地子分支50中的j端与第二馈入子分支20的c端对齐或不超过c端（即位于c端的右侧），相应的，第二接地子分支50中的i端与馈入点a对齐或在馈入点a的右侧；

所谓第二接地子分支50与所述第二馈入子分支20和联接块30耦合是指，第二接地子分支50中的j端在第二馈入子分支20的c端的左侧即位于c端与d端之间，或者j端与d端对齐，相应的，第二接地子分支50中的i端可以与馈入点a对齐，也可以在馈入点a的左侧或右侧。

上述第一接地子分支40包括：第一子段41和第二子段42，

在一个实施例中，第一接地子分支40为一条直线，此时所述第一接地子分支40平行于所述第一馈入子分支10，且与第一馈入子分支10耦合；或者，

在另一个实施例中，所述第一子段41平行于所述第一馈入子分支10，所述第二子段42与所述第一子段41联接且垂直于所述第一馈入子分支10，即第一子段41与第二子段42呈90°联接。

上述第一子段41的长度大于第二子段42的长度，或者，所述第一子段41的长度小于第二子段42的长度；或者，所述第一子段41的长度等于第二子段42的长度。

当所述第一子段41平行于所述第一馈入子分支10，所述第二子段42与所述第一子段41联接且垂直于所述第一馈入子分支10时，所述信号馈入分支和接地分支耦合包括：

所述第一子段41与所述第一馈入子分支10耦合；

所述第二接地子分支50与所述联接块30耦合，或者，所述第二接地子分支50与所述第二馈入子分支20和联接块30耦合。

需要说明的是，在一个较佳实施例中，所述第二接地子分支50的一端如i端与所述馈入点a对齐。

需要说明的是，在一个较佳实施例中，第一接地子分支40的长度为1.5至3.5倍的第二接地子分支50的长度。

需要说明的是，在一个较佳实施例中，所述第二接地子分支50的长度大于等于8mm。

需要说明的是，在一个较佳实施例中，第一馈入子分支10加联接块30的长度即第一馈入子分支10的e端到馈入点a的长度，加第一接地分支40的总长度为70-95mm。

需要说明的是，在一个较佳实施例中，所述各相互耦合平行分支之间的间距是0.5～2mm。也就是说，第一接地子分支40（第一接地子分支40为一条直线的情况下），第一子段41（在第一字段41和第二字段42垂直的情况下），第一馈入子分支10，第二馈入子分支20和第二接地子分支50相互平行。

参见图2，其是根据本发明实施例的一印制天线具体实例的结构图。结合图1和图2，本实施例中，第一接地子分支40包括：第一子段41和第二子段42，且第一子段41平行于所述第一馈入子分支10，第二子段42与所述第一子段41联接且垂直于所述第一馈入子分支10，第二接地子分支50中的i端与馈入点a对齐。

该印制天线的具体尺寸如下：第一接地子分支40的第一子段41的长度为15.6mm，第二子段42的长度为14.3mm，第二接地子分支50的长度为11.3mm，第一馈入子分支10的e端到馈入点a的距离为46.8mm，第二馈入子分支20的d端到馈入点a的水平距离为36.7mm。

参见图3，其是基于图2所示实施例的反射系数曲线图。该图中，纵坐标是反射系数（S11），横坐标是频率。从图中可以看出，标号为7的点其反射很小，因而频率很高，而天线所能达到的频率越高，表明其效率越高。

参见图4，其是基于图2所示实施例的方向图，其中图4a是垂直极化方向图，图4b是水平极化方向图，图4c是辐射方向极化图。

参见表1，其是基于图2所示实施例的实际测试效率：

表1

Frequency(MHz)	Efficiency(%)
		700	23.0
720	27.0
		740	31.7
760	35.6
		780	39.3
800	35.4
		820	36.7
840	39.1
		860	36.9
880	40.4
		900	37.9
920	38.1
		940	38.6
960	39.8
		980	42.4
1000	41.8
		1020	38.2
1040	37.5
		1060	34.9
1080	33.8
		1100	34.4
1120	35.5
		1140	37.2
1160	37.2
		1180	36.8
1200	35.7
		1520	25.3
1550	36.7
		1580	43.0
1610	46.9
		1640	48.3
1670	50.8
		1700	51.9
1730	52.4
		1760	52.8

1790	51.2
		1820	54.5
1850	54.2
		1880	53.9
1910	53.3
		1940	56.2
1970	58.8
		2000	60.2
2030	63.4
		2060	68.9
2090	73.9
		2120	72.7
2150	75.6
		2180	78.4
2210	75.8
		2240	68.4
2270	65.0
		2300	59.6
2330	51.1
		2360	47.3
2390	46.0
		2420	41.6
2450	35.7
		2480	34.1
2510	34.0
		2540	30.2
2570	26.0
		2600	26.2

应用本发明实施例，通过不等长度的两个接地子分支，可以分别展宽高低频带宽，第一、第二馈入分支与两个不等长度的接地分支相互耦合，实现了高低频信号的辐射。具体的，远离馈入点的接地分支即第一接地分支可以调整天线的低频阻抗特性，有效展宽低频带宽。靠近馈入点的接地分支即第二接地分支可以改善天线高频阻抗特性，提高天线效率。通过上述具体实例可知，应用上述实施的印制天线，只需1000mm2的面积就可以使终端覆盖700MHz-900MHz、1700MHz-2600MHz，而且还可以满足全球定位系统（GPS）天线的需求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种印制天线，其特征在于，包括：信号馈入分支和接地分支，其中，

所述信号馈入分支包括：

所述接地分支包括：

所述信号馈入分支和接地分支耦合；其中，所述第一接地子分支包括：第一子段和第二子段；

其中，所述信号馈入分支和接地分支耦合包括：

所述第一子段与所述第一馈入子分支耦合；

2.根据权利要求1所述的印制天线，其特征在于，所述信号馈入分支和接地分支耦合包括：

所述第一接地子分支与所述第一馈入子分支耦合；

所述第二接地子分支与所述联接块耦合，或者，所述第二接地子分支与所述第二馈入子分支和所述联接块耦合。

3.根据权利要求1所述的印制天线，其特征在于，所述第一接地子分支为一条直线，所述第一接地子分支平行于所述第一馈入子分支，且与所述第一馈入子分支耦合。

4.根据权利要求1所述的印制天线，其特征在于，所述第一子段的长度大于第二子段的长度，或者，所述第一子段的长度小于第二子段的长度；或者，所述第一子段的长度等于第二子段的长度。

5.根据权利要求1所述的印制天线，其特征在于，所述第二接地子分支的一端与所述馈入点对齐。

6.根据权利要求1所述的印制天线，其特征在于，所述第一接地子分支的长度为第二接地子分支的长度的1.5至3.5倍。

7.根据权利要求1所述的印制天线，其特征在于，所述第二接地子分支的长度大于等于8mm。

8.根据权利要求1所述的印制天线，其特征在于，第一馈入子分支加联接块的长度，加第一接地分支的总长度为70-95mm。

9.根据权利要求1所述的印制天线，其特征在于，所述各相互耦合的平行分支之间的间距是0.5～2mm。