CN102157779A - 一种无线终端及其天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线终端及其天线，所述天线包括：天线馈线、接地元件、具有开槽线的金属辐射单元、位于开槽线缝隙处的匹配点；其中，所述接地元件位于具有开槽线的金属辐射单元的周围，且与具有开槽线的金属辐射单元之间留有缝隙。本发明将天线直接刻在电路板上，或通过焊接、线缆等连接，将天线连接到电路板上，省去了单独制作天线支架、开模等费用，减少了项目开支，降低了成本；很好地满足了无线终端的结构设计需要。

Description

一种无线终端及其天线
技术领域
本发明涉及无线终端技术领域，尤其涉及一种无线终端及其天线。
背景技术
随着无线通信技术的发展和普及，无线网卡等无线终端受到越来越多消费者的喜爱。为了吸引更多消费者的关注，低成本、超薄时尚的外观、高性能、低辐射的无线终端已经成为无线终端生产厂商的重要研究对象。
天线作为无线终端产品的重要组成部分，不仅直接影响无线终端通信的收发性能，天线的高度也是影响无线终端外观厚度的重要因素。目前如何能在有限的高度内，设计一款既可以满足结构要求，也可以满足天线性能指标要求的天线成为多数无线终端生产厂家面临的难题。
现有技术中，无线终端通常使用的天线为PIFA天线、单极子天线等，此时，则需要单独制作天线支架等，增加了项目开支，成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线终端及其天线，满足了多频天线的性能要求及无线终端的结构要求。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种无线终端天线，所述天线包括：匹配电路、与匹配电路相连的天线馈线、接地元件、具有开槽线的金属辐射单元、位于开槽线缝隙处的匹配点；其中，
所述接地元件位于具有开槽线的金属辐射单元的周围，且与具有开槽线的金属辐射单元之间留有缝隙。
进一步地，所述天线馈线为直线和/或曲线。
进一步地，所述匹配电路与天线馈点相连。
进一步地，所述接地元件与金属辐射单元的缝隙宽度范围为0.1-1mm，所述缝隙内设置有天线匹配点。
进一步地，所述金属辐射单元包括具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元，所述天线馈线将能量传给与自身相连的具有开槽线的第一金属辐射单元，与具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电；或者，所述天线馈线与具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元不相连接，直接与所述具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电。
进一步地，所述天线馈线与具有开槽线的第一金属辐射单元直接相连，或所述天线馈线与具有开槽线的第一金属辐射单元平行重合，通过过孔相互连接。
进一步地，所述具有开槽线的第一金属辐射单元位于所述电路板的正面部分的表层或介质板内，所述具有开槽线的第二金属辐射单元位于所述电路板的背面部分的表层或介质板内。
进一步地，所述具有开槽线的第一金属辐射单元与具有开槽线的第二金属辐射单元之间为绝缘介质，通过通孔、过孔、或埋孔相互连接。
进一步地，所述接地元件以分块独立的形式分布在具有开槽线金属辐射单元的周围，独立的接地元件之间通过串联电子器件相连；或者，所述接地元件以整体的形式分布在具有开槽线的金属辐射单元的周围。
进一步地，所述具有开槽线的金属辐射单元的形状为矩形、圆形、菱形、梯形、三角形的一种或多种；所述开槽线的形状为长方形、F型、E型、H型、S型、栅状型、梳齿型、环型的一种或多种。
一种无线终端，所述无线终端包括位于无线终端的电路板上的天线，所述天线包括：天线馈线、接地元件、具有开槽线的金属辐射单元、位于开槽线缝隙处的匹配点；其中，
所述接地元件位于具有开槽线的金属辐射单元的周围，且与具有开槽线的金属辐射单元之间留有缝隙。
进一步地，所述金属辐射单元包括具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元，所述天线馈线将能量传给与自身相连的具有开槽线的第一金属辐射单元，与具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电；或者，
所述天线馈线与具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元不相连接，直接与所述具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电。
本发明基于无线终端的电路板进行天线结构的设计，将天线直接刻在电路板上，或通过焊接、线缆等连接，将天线连接到电路板上，相较与其他终端上使用的PIFA天线或单极子天线等省去了单独制作天线支架、开模等费用，减少了项目开支，降低了成本；而且天线的性能能够满足多频天线的性能要求，天线的高度较小，很好地满足了无线终端的结构设计需要。
附图说明
图1为本发明的无线终端天线的正面结构示意图；
图2为本发明的无线终端天线的背面结构示意图；
图3为本发明的无线终端天线的横截面示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想为：在无线终端的电路板上进行天线的布线，根据不同的介质及天线的工作频率，确定天线的占用面积，天线的布线可以为电路板的单层板或多层板布线，具体采用开槽和耦合的方式辐射电磁波信号。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1和图2分别示出了本发明的无线终端的天线的正面结构和背面结构的示意，如图1和图2所示，本发明实施例是以双面挖槽的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)天线为例进行的说明，具体为在无线终端的PCB上的一块无其他元器件布局的区域，进行PCB天线的布局，该区域面积大概可以为360平方毫米左右，面积的大小还可以根据介质、天线的工作频率、天线匹配电路的影响进行灵活调整，本发明所提供的PCB天线的最小面积可以达到200平方毫米左右。
PCB天线的正面参照图1，PCB天线包括接地元件11、第一金属辐射单元12、位于第一金属辐射单元12上的F型开槽线13、天线馈点14、天线馈线16、位于天线馈线16前端且与天线馈线16相连的匹配电路15、第一金属辐射单元12与接地元件之间留有的缝隙17、位于缝隙17处的天线匹配点18。
具体地，图1所示的接地元件11是以分块独立的形式分布在第一金属辐射单元12的周围，独立的接地元件之间可以通过串联电子器件19进行连接，用来调节天线的谐振，其中电子器件19可以为电容、电感、电阻中的一种或多种；另外，接地元件11也可以以整体的形式分布在第一金属辐射单元12的周围，或以图1所示的接地元件11中独立的两块、或三块等作为一个整体，与剩余的接地元件通过电子器件19连接，分布在第一金属辐射单元12的周围，达到调整天线谐振频率和带宽的目的；在实际应用中，也可以根据调试情况减少接地元件的分布，例如接地元件可以分布在第一金属辐射单元12的两侧、或三侧等情况。
天线馈点14后面连接有匹配电路15，匹配电路15再与天线馈线16相连，天线馈线16的长度和宽度可以根据天线的仿真结果进行调整，以优化天线谐振。
PCB天线的背面参照图2，包括接地元件21、第二金属辐射单元22、位于第二金属辐射单元22上的栅状型开槽线23、第二金属辐射单元22与接地元件21之间留有的缝隙24、位于缝隙24处的天线匹配点26、栅状型开槽线23的缝隙处设置有匹配点27，所述匹配点27可以根据实际需要进行调整，具体可以为电容、电感、电阻中的一种或多种，用以调节天线的回波损耗的深浅，其也可以位于第二金属辐射单元22的表面；同理，应当理解，在第一金属辐射单元12的F型开槽线13的缝隙处也可以根据天线辐射的情况，设置有匹配点。
同理，图2所示的接地元件21是以分块独立的形式分布在第二金属辐射单元22的周围，独立的接地元件之间可以通过串联电子器件25进行连接，用来调节天线的谐振，其中电子器件25可以为电容、电感、电阻中的一种或多种；另外，接地元件21也可以以整体的形式分布在第二金属辐射单元22的周围，或以图2所示的接地元件21中的两块、或三块等作为一个整体，与剩余的接地元件通过电子器件25连接，分布在第二金属辐射单元22的周围，达到调整天线谐振频率和带宽的目的；在实际应用中，也可以根据调试情况减少接地元件的分布，例如接地元件可以分布在第二金属辐射单元22的两侧、或三侧等情况。
天线馈线16位于PCB板的表层或中间层，其形状可以是直线、曲线、或直线和曲线的组合，例如S型曲线和直线等线型的组合，其宽度可以根据实际的需要进行调整；天线馈线16可以与第一金属辐射单元12和/或第二金属辐射单元22直接相连，也可以与第一金属辐射单元12和/或第二金属辐射单元22平行重合布置，通过小的过孔与所述第一金属辐射单元12和/或第二金属辐射单元22相连；或天线馈线16与第一金属辐射单元12和第二金属辐射单元22均不相连，形成耦合馈电；具体是否连接可以根据仿真或者实际调试情况决定。其中，第一金属辐射单元12和第二金属辐射单元22的形状及尺寸可以根据实际需要进行调整，可以是矩形、圆形、菱形、梯形、三角形等等任意规则或不规则的形状，也可以是由具有上述形状的数个小的金属辐射单元组成；而且可以根据实际需要设置第一金属辐射单元12和第二金属辐射单元22的数量；而且第一金属辐射单元12和第二金属辐射单元22可以位于PCB表层、或PCB正面和背面之间的中间层的介质板中。应当理解，在具体实现时，所述PCB天线还可以是包括三个金属辐射单元的三层结构或多个金属辐射单元的多层结构等，尤其是当对天线性能要求不高时，还可以是只包括一个金属辐射单元的单层结构。
另外，缝隙17和缝隙24的宽度可以根据所需天线的谐振频率等因素进行调整，一般地，该宽度范围通常为0.1-1mm之间；天线匹配点18和天线匹配点26也可以根据实际情况进行设置，用于调整天线谐振点的位置，具体可以为一个、两个或多个的组合等等。
图3示出了本发明的无线终端天线的横截面的示意，如图3所示，所述天线包括位于PCB正面的第一金属辐射单元12和位于PCB背面的第二金属辐射单元22、F型开槽线13、栅状型开槽线23、以及位于PCB正面和背面之间的绝缘介质10，其中，第一金属辐射单元12和第二金属辐射单元22之间可以根据实际的调试情况，通过过孔相连，或不相连；第一金属辐射单元12和第二金属辐射单元22上的开槽线的形状可以根据实际耦合效果，为长方形、F型、E型、H型、S型、栅状型、梳齿型、环型等规则或不规则的形状、或几种形状的组合。
本发明还提供了一种具有上述天线的无线终端，该无线终端包括位于无线终端的电路板上的天线，所述天线包括：天线馈线、接地元件、具有开槽线的金属辐射单元、位于开槽线缝隙处的匹配点；其中，所述接地元件位于具有开槽线金属辐射单元的周围，且与具有开槽线的金属辐射单元之间留有缝隙。
进一步地，所述金属辐射单元包括具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元，所述天线馈线将能量传给与自身相连的具有开槽线的第一金属辐射单元，与具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电；或者，
所述天线馈线与具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元不相连接，直接与所述具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电。
本发明提供的基于无线终端的电路板进行天线结构的设计，天线可以采用PCB形式或柔性电路板(FPC)形式，把天线直接刻在电路板上，或通过焊接、线缆等连接，将天线连接到电路板上，相较与其他终端上的PIFA天线和单极子天线等省去了单独制作天线支架、开模等费用，减少了项目开支，降低了成本；而且本发明提供的天线高度较小，很好地满足了超薄无线终端的设计需要。
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。

Claims (12)

1.一种无线终端天线，其特征在于，所述天线包括：匹配电路、与匹配电路相连的天线馈线、接地元件、具有开槽线的金属辐射单元、位于开槽线缝隙处的匹配点；其中，
所述接地元件位于具有开槽线的金属辐射单元的周围，且与具有开槽线的金属辐射单元之间留有缝隙。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线馈线为直线和/或曲线。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述匹配电路与天线馈点相连。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述接地元件与金属辐射单元的缝隙宽度范围为0.1-1mm，所述缝隙内设置有天线匹配点。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述金属辐射单元包括具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元，所述天线馈线将能量传给与自身相连的具有开槽线的第一金属辐射单元，与具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电；或者，
所述天线馈线与具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元不相连接，直接与所述具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电。
6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述天线馈线与具有开槽线的第一金属辐射单元或具有开槽线的第二金属辐射单元直接相连，或所述天线馈线与具有开槽线的第一金属辐射单元或具有开槽线的第二金属辐射单元平行重合，通过过孔相互连接。
7.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述具有开槽线的第一金属辐射单元位于所述电路板的正面部分的表层或介质板内，所述具有开槽线的第二金属辐射单元位于所述电路板的背面部分的表层或介质板内。
8.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述具有开槽线的第一金属辐射单元与具有开槽线的第二金属辐射单元之间为绝缘介质，通过通孔、过孔、或埋孔相互连接。
9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述接地元件以分块独立的形式分布在具有开槽线金属辐射单元的周围，独立的接地元件之间通过串联电子器件相连；或者，
所述接地元件以整体的形式分布在具有开槽线的金属辐射单元的周围。
10.根据权利要求1至9任一项所述的天线，其特征在于，所述具有开槽线的金属辐射单元的形状为矩形、圆形、菱形、梯形、三角形的一种或多种；
所述开槽线的形状为长方形、F型、E型、H型、S型、栅状型、梳齿型、环型的一种或多种。
11.一种无线终端，其特征在于，所述无线终端包括位于无线终端的电路板上的天线，所述天线包括：天线馈线、接地元件、具有开槽线的金属辐射单元、位于开槽线缝隙处的匹配点；其中，
所述接地元件位于具有开槽线的金属辐射单元的周围，且与具有开槽线的金属辐射单元之间留有缝隙。
12.根据权利要求11所述的无线终端，其特征在于，所述金属辐射单元包括具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元，所述天线馈线将能量传给与自身相连的具有开槽线的第一金属辐射单元，与具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电；或者，
所述天线馈线与具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元不相连接，直接与所述具有开槽线的第一金属辐射单元和具有开槽线的第二金属辐射单元进行耦合馈电。
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