CN102769181A

CN102769181A - 一种全向天线及电子设备

Info

Publication number: CN102769181A
Application number: CN2012102221601A
Authority: CN
Inventors: 刘若鹏; 徐冠雄; 李双双; 邱奇; 岳艳涛
Original assignee: Kuang Chi Innovative Technology Ltd
Current assignee: Kuang Chi Institute of Advanced Technology
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: CN102769181B

Abstract

本发明提供一种全向天线，该天线包括：一介质基板；第一辐射单元，设置于介质基板一表面，呈梯形及与梯形底边接触的矩形组合状；第二辐射单元，呈梯形及与梯形底边接触的矩形组合状，与第一辐射单元相对地设置；馈电单元，呈三角形，一边与第一辐射单元相接；接地单元，呈三角形，一边与第二辐射单元相接，与馈电单元相对；第一辐射单元和第二辐射单元还分别包括了第一辐射单元分枝和第二辐射单元分枝。本发明全向天线是一种双频宽带全向天线，可以在两个频段下工作，并且阻抗可调，带宽和中心频点也可根据需要进行调节，应用该全向天线的电子设备能够基于IEEE 802.11进行无线信号传输，能够满足一定区域内无线信号覆盖的要求。

Description

一种全向天线及电子设备

技术领域

本发明涉及无线通讯设备领域，更具体地说，涉及一种全向天线以及和应用该全向天线的电子设备。

背景技术

无线通讯系统中，用户对无线通讯系统数据吞吐量持续提高、高要求的QoS服务质量及抗干扰能力强的要求。如，在IEEE802.11a/g/h等通讯系统中，无线接入点（AP）通过无线链路来与一个或者更多无线用户设备之间相互传输数据。该无线用户设备可能容易受到其它接入点、其他无线通讯装置、在该接入点与该远程接收点间的无线链路环境内的变化或干扰等。该干扰可能使得无线链路的传输数据能力大大降低、或者误码率极大提高及QoS服务质量较差而导致用户无法忍受。

无线电子设备例如便携式计算机和手持电子设备越来越流行。诸如这些的设备通常具有无线通信能力。例如，一些电子设备可以使用长距离无线通信电路例如蜂窝电话电路，以利用850MHz、900MHz、1800MHz 和1900MHz 的蜂窝电话频带( 例如，主要的全球移动通信系统或GSM 蜂窝电话的频带) 通信。也可以使用长距离无线通信电路处理2100MHZ 频带和其它频带。电子设备可以使用短距离无线通信链路来处理与附近设备的通信。例如，无线通讯电子设备可以使用2.4GHz和5GHz的Wi-Fi (IEEE 802.11)频带(有时叫做无线局域网频带)和2.4GHz的Bluetooth (蓝牙)频带进行通信。

特别现在基于IEEE 802.11协议的无线移动互联网高速发展，无线移动互联网设备、系统及子系统对天线组件提出更高的技术参数（增益值、驻波及多天线隔离度等参数）要求，天线也成为制约无线移动互联网设备、系统及子系统一个重要技术瓶颈。一些要求全面覆盖无线网络的场所，不仅需要天线具有良好的技术参数，也对天线的方向性提出了要求。因此需要提供用于无线电子设备的改进的天线，例如，其应用包括无线接入设备及无线路由设备等。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种全向天线，该全向天线具有良好的全向性，满足应用该全向天线的电子设备无线信号覆盖的要求，能够为一定区域内的网络用户提供良好、稳定的无线信号，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种全向天线，包括：一介质基板；第一辐射单元，设置于所述介质基板一表面，呈梯形及与所述梯形底边接触的矩形组合状；第二辐射单元，呈梯形及与所述梯形底边接触的矩形组合状，与所述第一辐射单元相对地设置；馈电单元，呈三角形，一边与所述第一辐射单元相接；接地单元，呈三角形，一边与所述第二辐射单元相接，与所述馈电单元相对；所述第一辐射单元包括设置在所述馈电单元两侧的第一辐射单元分枝，所述第二辐射单元包括设置在所述馈电单元两侧的第二辐射单元分枝。

进一步地，所述第一辐射单元与所述第二单元设置于所述介质基板的同一表面。

进一步地，所述介质基板包括两表面，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元位于所述介质基板不同表面，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元在所述介质基板任一表面的投影相对，所述馈电单元与所述接地单元在所述介质基板任一表面的投影相对。

进一步地，所述第一辐射单元分枝和/或所述第二辐射单元分枝为成对的矩形状。

进一步地，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元对称设置。

进一步地，所述馈电单元与所述接地单元的两顶点相对。

进一步地，所述馈电点设置于所述馈电单元的顶点。

进一步地，所述接地点设置于所述接地单元的顶点。

进一步地，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元还包括设置于各自远端的第一辐射单元端部和所述第二辐射单元端部，第一辐射单元端部和所述第二辐射单元端部均呈矩形条状。

进一步地，还包括一信号传输线，所述信号传输线电连接于所述馈电单元。

本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备能够进行无线信号的收发，包括前述的全向天线。

进一步地，所述电子设备包括无线接入点和路由器。

本发明全向天线是一种双频宽带全向天线，可以在两个频段下工作，并且阻抗可调，带宽和中心频点也可以根据需要进行调节，应用该全向天线的电子设备能够基于IEEE 802.11进行无线信号传输，能够满足一定区域内无线信号覆盖的要求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明全向天线的结构示意图；

图2为图1全向天线的仿真S参数曲线图。

具体实施方式

现在详细参考附图中描述的实施例。为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在其他实施方式中，不详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地使实施例模糊。

参见图1所示为本发明全向天线的一种实施方式，该全向天线包括介质基板1、第一辐射单元2、第二辐射单元3、馈电单元4和接地单元5，介质基板1具有两个表面，第一辐射单元2、第二辐射单元3、馈电单元4和接地单元5均设置在介质基板1的同一个表面上。第一辐射单元2和第二辐射单元3关于经过两者之间中心线的垂直面对称的分布在介质基板1上，第一辐射单元2和第二辐射单元3形状和大小均相同，均是呈现梯形和与梯形底边接触的矩形组合状，在第一辐射单元2上设置了第一辐射单元分枝21，该第一辐射单元分枝21呈现出一对的矩形状，在第二辐射单元3上设置了第二辐射单元分枝31，该第二辐射单元分枝31与第一辐射单元分枝21相同，在第一辐射单元2和第二辐射单元3的远端（即两者相对端的另一端）设置了第一辐射单元端部22和第二辐射单元端部32，第一辐射单元端部22和第二辐射单元端部32均呈矩形条状，分别贴于第一辐射单元2和第二辐射单元3的梯形部分的顶边。馈电单元4呈三角形状，其一边与第一辐射单元2的矩形部分相接，接地单元5也呈三角形状，其一边与第二辐射单元3的矩形部分相接，馈电单元4与接地单元5相对的角的角度a（接地单元5的该角未标示）为58°，馈电单元4的馈电点41和接地单元5的接地点51设置于其各自相对的角的顶点处。

介质基板1可以采用FR4，第一辐射单元2和第二辐射单元3可以由金属片直接加工出，然后贴附在介质基板1的表面，也可以在介质基板1的表面覆上金属层后蚀刻出第一辐射单元2和第二辐射单元3的形状。

在本实施方式中，第一辐射单元2、第二辐射单元3、馈电单元4和接地单元5设置在介质基板1的同一个表面上，在其他的实施方式中，可以第一辐射单元2、第二辐射单元3、馈电单元4和接地单元5设置在介质基板1不同的表面上，例如，在第一辐射单元2与馈电单元4设置于介质基板1的一表面，第二辐射单元3和接地单元5设置于介质基板1的另一表面，然后通过贯穿介质基板1的金属化通孔使馈电点和接地点处于介质基板1的同一表面。

馈电单元4与接地单元5相对的角的角度会对天线谐振频段的带宽造成影响，一般该角度设置在30°到120°，该角度在选取时还需与第一辐射单元分枝21、第二辐射单元分枝31一同考虑，馈电单元4与第一辐射单元2接触的边和第一辐射单元分枝21的两个宽共同占据了第一辐射单元2矩形部分的宽，馈电单元4的角度、大小和第一辐射单元分枝21的宽相互影响，接地单元5的设置与馈电单元4相似，考虑到第一辐射单元2与第二辐射单元3对称，接地单元5也可以与馈电单元4对称。

第一辐射单元端部22和第二辐射单元端部32的设置在天线尺寸受限是可以增加天线的尺寸，改变天线的工作频段，在第一辐射单元端部22和第二辐射单元端部32的矩形条长度增加时，天线的工作频段将向低频的方向移动。

该天线还包括一信号传输线（图中未示出），该信号传输线连接馈电点41和接地点51，在天线与电子设备之间进行信号的传输。

再参见图1所示，该图示出了一种具体的天线，该天线总长度为48mm，第一辐射单元2和第二辐射单元3矩形部分的宽度均为8mm，第一辐射单元分枝21和第二辐射单元分枝31的宽度均为2mm，第一辐射单元端部22和第二辐射单元端部32的长度为4mm，馈电单元4和接地单元5相对的角的角度a均为58°。

参见图2所示为图1全向天线的仿真S参数曲线图，选取损耗在-10dB临界位置进行频点的标注，如下表所示：

频点/GHz	损耗/dB
		2.355	-10.16
2.7895	-10.094
		4.9087	-10.032
5.8125	-10.171

如上表所示该天线在2.355-2.7895GHz和4.9087-5.8125GHz下具有-10dB以下的损耗，表明该天线在2.355-2.7895GHz和4.9087-5.8125GHz频段范围内能够正常的工作。

本发明的全向天线能够用于电子设备中，使得电子设备通过该全向天线进行无线信号收发。至于该天线与电子设备中的电路连接是基于现有方案，在此不做熬述。

值得一提的是，该天线应用的电子设备包括但不限于无线接入点、路由器、蓝牙模块等。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种全向天线，其特征在于，包括：

一介质基板；

第一辐射单元，设置于所述介质基板一表面，呈梯形及与所述梯形底边接触的矩形组合状；

第二辐射单元，呈梯形及与所述梯形底边接触的矩形组合状，与所述第一辐射单元相对地设置；

馈电单元，呈三角形，一边与所述第一辐射单元相接；

接地单元，呈三角形，一边与所述第二辐射单元相接，与所述馈电单元相对；

所述第一辐射单元包括设置在所述馈电单元两侧的第一辐射单元分枝，所述第二辐射单元包括设置在所述馈电单元两侧的第二辐射单元分枝。

2.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述第一辐射单元与所述第二单元设置于所述介质基板的同一表面。

3.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述介质基板包括两表面，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元位于所述介质基板不同表面，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元在所述介质基板任一表面的投影相对，所述馈电单元与所述接地单元在所述介质基板任一表面的投影相对。

4.根据权利要求1-3任一项所述的全向天线，其特征在于，所述第一辐射单元分枝和/或所述第二辐射单元分枝为成对的矩形状。

5.根据权利要求4所述的全向天线，其特征在于，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元对称设置。

6.根据权利要求4所述的全向天线，其特征在于，所述馈电单元与所述接地单元的两顶点相对。

7.根据权利要求6所述的全向天线，其特征在于，所述馈电点设置于所述馈电单元的顶点。

8.根据权利要求7所述的全向天线，其特征在于，所述接地点设置于所述接地单元的顶点。

9.根据权利要求5-8任一项所述的全向天线，其特征在于，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元还包括设置于各自远端的第一辐射单元端部和所述第二辐射单元端部，第一辐射单元端部和所述第二辐射单元端部均呈矩形条状。

10.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，还包括一信号传输线，所述信号传输线电连接于所述馈电单元。

11.一种电子设备，能够进行无线信号的收发，其特征在于，包括权利要求1-10所述的全向天线。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括无线接入点和路由器。