CN102694236B - 一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线 - Google Patents
一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102694236B CN102694236B CN201210157116.7A CN201210157116A CN102694236B CN 102694236 B CN102694236 B CN 102694236B CN 201210157116 A CN201210157116 A CN 201210157116A CN 102694236 B CN102694236 B CN 102694236B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ring
- antenna
- interdigital capacitor
- width
- feed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y02B60/50—
Abstract
本发明公开了一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线，该天线的辐射体为金属薄层(01)，金属薄层(01)包括位于左上角的交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)、包围在交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)周围的地平面(04)三个部分。本发明具有尺寸电小，辐射效率高、易于共形、馈电简单和易于大规模加工制作等优点。
Description
技术领域
本发明属于天线技术领域，涉及一种应用于无线通信终端的高效率电小环天线。
背景技术
近来年无线通信技术的迅猛发展对于天线设计提出了越来越高的要求。现代移动通信终端设备例如手机、PDA、笔记本等留给天线的空间极为有限，设计体积紧凑同时又能高效率辐射的小型化天线一直是天线工程人员孜孜以求的目标。理论上，匹配良好同时又具有高辐射效率的电小天线是该类应用的最佳选择，然而，传统的电小天线自身微弱的辐射电阻和巨大的辐射电抗使其很难与常用的50欧姆特性阻抗传输线匹配，同时由于天线的电小尺寸其辐射效率受到了Chu极限的限制，其小尺寸和高效率难以两全。最近，Ziolkowski等人基于新型人工电磁介质(metamaterial)的新颖特性提出了一系列的电小天线，包括电小单极天线、电小环天线等，它们都能够直接用50欧姆传输线馈电并保持高辐射效率。然而，这些电小天线都属于立体结构类型，难以直接应用于基于平面微波电路的大多数移动通信终端。
发明内容
本发明的目的是为设计未来小型无线通信终端天线提供方便，克服现有电小天线技术中普遍存在的匹配困难以及辐射效率不高等不足，提供一种具有电小尺寸，可由50欧姆馈线直接馈电同时又具有高辐射效率和良好辐射方向图的平面环天线。
本发明的天线由金属薄片构成，包括位于左上角的交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)、包围在交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)周围的地平面(04)三个部分。
天线总体为长方体结构，长度为LG，λ/2.1≤LG≤λ/1.7，宽度为WG，λ/4.5≤WG≤λ/4.9，厚度为d，λ/200≤d≤λ/150，λ为天线工作频率对应的真空波长。
天线的交指电容加载辐射环和馈电耦合小环两个部分均位于天线的一角，其余部分为地平面。交指电容加载辐射环是指中部刻蚀有交指状电容的半矩形环，其长度为Lcll，λ/8.3≤Lcll≤λ/8.7，宽度为Wcll，λ/20≤Wcll≤λ/15，构成半环的金属线自身宽度为dcll，λ/95≤dcll≤λ/85。交指电容为两组(共四根)细金属线交错正对构成，长度为Lic，λ/50≤Lic≤λ/40，构成交指电容的金属线宽度为dic，λ/650≤dic≤λ/600。馈电耦合小环位于交指电容加载辐射环之内，其中一端留出一小段缺口以便用同轴传输线馈电，小环长度为Lf，λ/22≤Lf≤λ/20，宽度为Wf，λ/42≤Wf≤λ/38，构成小环的金属线自身宽度为df，λ/170≤df≤λ/160。交指电容加载辐射环的下方留出一段空隙，将辐射体与地平面隔离，空隙长度为Wcll，宽度为Lb，λ/40≤Lb≤λ/35。
本发明具有尺寸电小，辐射效率高、易于共形、馈电简单和易于大规模加工制作等优点。
附图说明
图1为本发明结构示意图，1-1为1-2的局部放大图。
图2为本发明的仿真和实测反射系数图。
图3为本发明实测的二维方向图。
附图标记说明：01金属辐射体；02交指电容加载辐射环；03馈电耦合小环；04金属地平面；05交指电容。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
请参见图1所示的本发明天线一较佳实例。该天线可操作于任一工作频率上，该工作频率可依据使用者需求选用。为方便说明，本示例选用1.6GHz作为天线的工作频率加以说明。以下λ为天线工作频率对应的真空波长。本发明的天线由金属薄片构成，包括交指电容加载辐射环02、馈电耦合小环03和金属地平面04；该天线的辐射体为金属薄层01，为便于加工，可在介电常数为3.2的单面覆铜板上光刻制得。金属薄层01的长度LG为λ/1.9，宽度WG为λ/4.7。金属薄层01包含位于左上角的交指电容加载辐射环02和馈电耦合小环03，以及包围在交指电容加载辐射环02和馈电耦合小环03周围的地平面04三个部分。交指电容加载辐射环02长度Lcll为λ/8.5，宽度Wcll为λ/18.9，构成半环的金属线自身宽度dcll为λ/90.9。交指电容05为两组(共四根)细金属线交错正对构成，长度Lic为λ/45.5，构成交指电容05的金属线自身宽度dic为λ/625。馈电耦合小环03长度Lf为λ/21.3，宽度Wf为λ/40，构成小环的金属线自身宽度df为λ/166.7。交指电容加载辐射环02的下方留出一段空隙，将辐射体与地平面隔离，空隙长度Wcll为λ/18.9，宽度Lb为λ/37.6。在该实例中，由于采用了耦合馈电以及辐射体与地平面共面放置，天线在电小尺寸的情况下仍具有很高的辐射效率，适宜用作无线通信终端天线。
该天线仿真和实测反射系数图如图2所示，可见在直接用50欧姆同轴线馈电的情况下，天线在1.6GHz频点的反射系数小于-25dB，得到了非常好的匹配。
该天线在yoz，xoz和xoy三个平面上的实测辐射方向图分别在图3(a)，(b)，(c)中给出，从图中可以看出，天线的主瓣方向指向远离地平面的一侧，在用作无线通信设备特别是手持通信设备终端时可有效减少对人体的辐射。实测效率和实际增益分别高达81.8％和4.5dB。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线，其特征在于，该天线由金属薄片构成，包括交指电容加载辐射环02、馈电耦合小环03和金属地平面04；该天线的辐射体为金属薄层01，为便于加工，可在介电常数为3.2的单面覆铜板上光刻制得，金属薄层01的长度LG为λ/1.9，宽度WG为λ/4.7，金属薄层01包含位于左上角的交指电容加载辐射环02和馈电耦合小环03，以及包围在交指电容加载辐射环02和馈电耦合小环03周围的地平面04三个部分，交指电容加载辐射环02长度Lcll为λ/8.5，宽度Wcll为λ/18.9，构成半环的金属线自身宽度dcll为λ/90.9，交指电容05为两组，共四根，细金属线交错正对构成，长度Lic为λ/45.5，构成交指电容05的金属线自身宽度dic为λ/625，馈电耦合小环03长度Lf为λ/21.3，宽度Wf为λ/40，构成小环的金属线自身宽度df为λ/166.7，交指电容加载辐射环02的下方留出一段空隙，将辐射体与地平面隔离，空隙长度Wcll为λ/18.9，宽度Lb为λ/37.6。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210157116.7A CN102694236B (zh) | 2012-05-18 | 2012-05-18 | 一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210157116.7A CN102694236B (zh) | 2012-05-18 | 2012-05-18 | 一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102694236A CN102694236A (zh) | 2012-09-26 |
| CN102694236B true CN102694236B (zh) | 2015-03-04 |
Family
ID=46859563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210157116.7A Expired - Fee Related CN102694236B (zh) | 2012-05-18 | 2012-05-18 | 一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102694236B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105811087B (zh) * | 2016-03-15 | 2019-05-24 | 合肥联宝信息技术有限公司 | 贴片天线及笔记本电脑 |
| CN114171900B (zh) * | 2021-10-27 | 2022-11-22 | 荣耀终端有限公司 | 一种终端天线及电子设备 |
| WO2023093213A1 (zh) * | 2021-11-24 | 2023-06-01 | 荣耀终端有限公司 | 一种终端天线 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201638932U (zh) * | 2010-01-29 | 2010-11-17 | 浙江大学 | 一种用于无线通信终端的平面多输入多输出天线 |
| CN201638939U (zh) * | 2010-01-29 | 2010-11-17 | 浙江大学 | 一种基于单负材料超慢波波导的小型化贴片天线 |
-
2012
- 2012-05-18 CN CN201210157116.7A patent/CN102694236B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201638932U (zh) * | 2010-01-29 | 2010-11-17 | 浙江大学 | 一种用于无线通信终端的平面多输入多输出天线 |
| CN201638939U (zh) * | 2010-01-29 | 2010-11-17 | 浙江大学 | 一种基于单负材料超慢波波导的小型化贴片天线 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| An Electrically Small Frequency Reconfigurable Antenna With a Wide Tuning Range;Yufeng Yu等;《IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS》;20111231;第10卷;第1-4页，图1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102694236A (zh) | 2012-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101719593B (zh) | 宽频多频全向阵列天线 | |
| Parchin et al. | Small-size tapered slot antenna (TSA) design for use in 5G phased array applications | |
| CN102544713B (zh) | 基于平面双层扇形电磁缝隙结构的频率可重构超宽带天线 | |
| CN100463289C (zh) | 用于3g系统移动终端的平面螺旋微带天线 | |
| Lu et al. | Planar small-size eight-band LTE/WWAN monopole antenna for tablet computers | |
| CN201868575U (zh) | 一种蓝牙天线 | |
| CN104157969A (zh) | 一种基于调节阻抗匹配技术的宽频带mimo双天线 | |
| Gong et al. | Compact MIMO antennas using a ring hybrid for WLAN applications | |
| CN104901004A (zh) | 一种高增益端射毫米波天线 | |
| CN205248439U (zh) | 一种超宽带双圆环形平面单极天线 | |
| CN101777691B (zh) | 开槽印制单极超宽带天线 | |
| CN105161837A (zh) | 一种小型化共面波导馈电宽带印刷天线 | |
| CN102694236B (zh) | 一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线 | |
| Hsu et al. | Investigation of a single‐plate π‐shaped multiple‐input–multiple‐output antenna with enhanced port isolation for 5 GHz band applications | |
| CN202817178U (zh) | 双频单级天线及其移动终端 | |
| CN103560318B (zh) | 一种小型化定向辐射印刷天线 | |
| Dioum et al. | Dual-band monopole MIMO antennas for LTE mobile phones | |
| CN209104370U (zh) | 用于5g移动通信的单层贴片式微波毫米波跨频段双频双极化辐射单元 | |
| Khabba et al. | Beam-steering millimeter-wave antenna array for fifth generation smartphone applications | |
| KR102056747B1 (ko) | 초광대역 안테나 | |
| CN102969567A (zh) | 通讯装置及其增加天线操作频宽的方法 | |
| Barapatre et al. | Design of UWB circular monopole antenna with enhanced bandwidth | |
| Prakash et al. | MIMO antenna for mobile terminals with enhanced isolation in LTE band | |
| CN103811867A (zh) | 一种天线及终端 | |
| CN203039093U (zh) | 一种定向天线、定向天线装置及无线覆盖系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150304 Termination date: 20160518 |