CN102780071B - 立体天线 - Google Patents

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Abstract

一种立体天线，设置于基板上。立体天线包括第一接地部、馈入部、辐射体及耦合部。第一接地部设置于基板上。馈入部垂直于基板。辐射体包括依次相连的第一辐射部、第二辐射部、连接部、第三辐射部及第四辐射部，第三辐射部与馈入部垂直相连，第二辐射部、连接部与第三辐射部均设置于与基板平行的平面，第二辐射部与第三辐射部的一边相对设置形成间隙，并通过连接部相连，另一边彼此反向延伸并分别连接第一辐射部与第四辐射部，第一辐射部与第四辐射部皆从平面延伸到基板上。耦合部设置于基板上，并与辐射体隔离。本发明中的立体天线可减小天线体积以及具有扩展频宽的优点。

Description

立体天线
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种立体天线。
背景技术
随着无线通信技术的突飞猛进，移动通信产品已成为现阶段科技产品的主流，包括移动电话、笔记型计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等，这些产品在与通信模块结合后，不仅可以连接至局域网络、收发e-mail，更可以接收如新闻、股票等实时信息，使彼此之间达到资源共享和数据传输的功能。
上述移动通信产品一般需要设计成较小体积，天线是其必备的组件之一，故减小天线体积成为减小移动通信设备体积的一种解决方案。因此，如何设计出结构紧凑，物理长度得到充分利用的立体天线则是一大挑战，也成为当前业界急需改进的目标。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种立体天线，能减小天线体积以及具有优良的辐射性能。
一种立体天线，设置于基板上，所述立体天线包括第一接地部、馈入部、辐射体及耦合部。第一接地部设置于所述基板上。馈入部垂直于所述基板，用于馈入电磁波信号。辐射体用于辐射电磁波信号，包括依次相连的第一辐射部、第二辐射部、连接部、第三辐射部及第四辐射部，所述第三辐射部与馈入部垂直相连，所述第二辐射部、所述连接部与所述第三辐射部均设置于与所述基板平行的平面，所述第二辐射部与所述第三辐射部的一边相对设置形成间隙，并通过所述连接部相连，另一边彼此反向延伸并分别连接所述第一辐射部与所述第四辐射部，所述第一辐射部与所述第四辐射部皆从所述平面延伸到所述基板上。耦合部呈长条形，设置于所述基板上，并与所述辐射体隔离。
优选的，所述立体天线还包括呈长条形的短路部，所述短路部垂直于所述基板，且所述短路部的一端与所述第一接地部相连，另一端与所述第二辐射部相连。
优选的，所述第一辐射部包括垂直相连的第一辐射段与第二辐射段，所述第一辐射段设置于所述基板上并与所述耦合部平行，所述第二辐射段与所述第二辐射部的一端相连。
优选的，所述第四辐射部包括垂直相连的第三辐射段与第四辐射段，所述第三辐射段设置于所述基板上并与所述耦合部平行，所述第四辐射段与所述第三辐射部的一端相连。
优选的，所述第一接地部中设置有槽孔，所述馈入部的一端穿过所述槽孔延伸至所述基板。
优选的，所述立体天线还包括第二接地部，设置于所述基板的与所述第一接地部相对的表面，并与所述第一接地部通过贯孔相连。
一种立体天线，设置于基板上，所述立体天线包括馈入部、辐射体、短路部以及设于所述基板上的接地部。辐射体的两端支撑于所述基板，中间部分通过所述馈入部与短路部与所述基板相隔，所述短路部连接于所述辐射体与接地部之间。
优选的，所述辐射体的中间部分包括T形结构，所述T形结构的中心线上设有间隙。
优选的，所述馈入部与短路部分别连接于所述辐射体位于所述间隙的两侧。
优选的，所述立体天线更包括耦合部，设置于所述基板上靠近所述辐射体的两端并远离所述馈入部的一侧。
上述立体天线通过设置辐射体的立体辐射架构以及与两层不同形状的接地部相连的设计方式，可以减小天线体积，并使其具有优良的辐射性能。
附图说明
图1与图2分别为本发明一实施方式中立体天线的不同方位的示意图。
图3为本发明一实施方式中立体天线的局部放大示意图。
图4为本发明一实施方式中立体天线的尺寸示意图。
图5为本发明一实施方式中立体天线的回波损耗测试图。
主要元件符号说明
基板                                       10
第一表面                                   102
间隙                                       103
第二表面                                   104
槽孔                                       105
平面                                       106
贯孔                                       107、109
立体天线                                   20
馈入部                                     202
辐射体                                     204
第一辐射部                                 2042
第一辐射段                                 20422
第二辐射段                                 20424
第二辐射部                                 2044
连接部                                     2045
第三辐射部                                 2046
第四辐射部                                 2048
第三辐射段                                 20482
第四辐射段                                 20484
耦合部                                     206
短路部                                     208
第一接地部                                 210
第二接地部                                 212
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请同时参阅图1和图2，所示分别为本发明一实施方式中立体天线20的不同方位的示意图。
在本实施方式中，立体天线20设置于基板10上。基板10包括第一表面102及与第一表面102相对设置的第二表面104，如图2所示。立体天线20包括馈入部202、辐射体204、耦合部206、短路部208、第一接地部210及第二接地部212。
请参阅图3，所示为本发明一实施方式中立体天线20的局部放大示意图。
第一接地部210设置于基板10的第一表面102上，并由接地金属层组成。在本实施方式中，第一接地部210的接地金属层中形成有槽孔105。第二接地部212设置于基板10的第二表面104上，并由接地金属层组成。第一接地部210与第二接地部212通过贯孔107及109电性相连。
馈入部202用于馈入电磁波信号，并由长条形的微带线组成。在本实施方式中，馈入部202的一端穿过槽孔105延伸至基板10，馈入部202的另一端连接至辐射体204。
辐射体204包括依次相连的第一辐射部2042、第二辐射部2044、连接部2045、第三辐射部2046及第四辐射部2048。在本实施方式中，馈入部202垂直相连于第三辐射部2046。
在本实施方式中，第二辐射部2044、连接部2045及第三辐射部2046均设置于与基板10平行的平面106。在本实施方式中，第二辐射部2044与第三辐射部2046均呈L形结构，且这两个L形结构的一边相对设置形成间隙103，并通过连接部2045相连，这样可以改善立体天线20的辐射性能，这两个L形结构的另一边彼此反向延伸并分别连接第一辐射部2042与第四辐射部2048。在本实施方式中，第二辐射部2044与第三辐射部2046形成辐射体204的中间部分，并共同形成一个T形结构，间隙103位于T形结构的中心线上。相应地，第一辐射部2042与第四辐射部2048分别形成辐射体204的两端，并支撑于基板10。
第一辐射部2042包括垂直相连的第一辐射段20422与第二辐射段20424。在本实施方式中，第一辐射段20422设置于基板10的第一表面102，第二辐射段20424垂直相连于第二辐射部2044，这样一来，第一辐射部2042就从平面106延伸至基板10的第一表面102以形成立体架构。
第四辐射部2048包括垂直相连的第三辐射段20482与第四辐射段20484。在本实施方式中，第三辐射段20482设置于基板10的第一表面102，第四辐射段20484垂直相连于第三辐射部2046，同样地，第四辐射部2048就从平面106延伸至基板10的第一表面102以形成立体架构。
在本实施方式中，第二辐射段20424与第四辐射段20484的面积大小相等，第一辐射段20422与第三辐射段20482的面积大小相等。在本实施方式中，平面106与基板10的第一表面102之间的间距等于第二辐射段20424的长度，这样一来，第一辐射部2042、第二辐射部2044、连接部2045、第三辐射部2046及第四辐射部2048共同形成立体的辐射结构，且这种立体的辐射结构是竖立在基板10的第一表面102之上。
耦合部206设置于基板10的第一表面102，呈长条形。在本实施方式中，耦合部206位于基板10上靠近辐射体204的两端并远离馈入部202的一侧，同时与第一辐射段20422和第三辐射段20482平行且与其存在较小的间隔，这样可以耦合部分电磁波信号，以改善立体天线20的方向性，进而可以达到进一步优化其辐射性能的效果。
短路部208由长条形的微带线组成。在本实施方式中，短路部208垂直于基板10，其一端与第一接地部210相连，另一端与第二辐射部2044相连。在本实施方式中，短路部208与馈入部202的面积大小相等，且相互对立并分别连接于辐射体204位于间隙103的两侧，以使辐射体204的中间部分通过短路部208和馈入部202与基板10相隔，这种设置方式用于进一步改善立体天线20的辐射性能。
请参阅图4，所示为本发明一实施方式中立体天线20的尺寸示意图，其中数值单位均为毫米(mm)。如图4所示，第一辐射段20422和第三辐射段20482的长度与宽度均分别为2mm与3.2mm，第二辐射段20424和第四辐射段20484的长度与宽度均分别为3mm与3.2mm，馈入部202和短路部208的长度与宽度均分别为3mm与1.5mm，间隙103的长度与宽度分别为9mm与0.4mm，连接部2045的长度与宽度分别为0.3mm与0.4mm，耦合部206的长度与宽度分别为12mm与1mm。
请参阅图5，所示为本发明一实施方式中立体天线20的回波损耗(Return Loss)测试图。如图5所示，实线为在立体天线20中增加耦合部206的回波损耗测试图，虚线为在立体天线20中没有增加耦合部206的回波损耗测试图，由图5中的对比可知，本发明实施方式中的立体天线20通过增加耦合部206的方式可以达到扩展频宽的目的，同时这种设计方式使得立体天线20可以覆盖到3.4GHz～3.8GHz频段，且在这个频段下其回波损耗的衰减幅度均小于-10dB，符合行业标准。
本发明通过增加耦合部206达到扩展频宽的目的，并通过设置辐射体204的立体辐射架构以及与两层不同形状的接地部相连的设计方式，可以减小天线体积，并使得立体天线20具有优良的辐射性能。

Claims (5)

1.一种立体天线，设置于基板上，其特征在于，所述立体天线包括：
第一接地部，设置于所述基板上；
馈入部，垂直于所述基板，用于馈入电磁波信号；
辐射体，用于辐射电磁波信号，包括依次相连的第一辐射部、第二辐射部、连接部、第三辐射部及第四辐射部，所述第三辐射部与馈入部垂直相连，所述第二辐射部、所述连接部与所述第三辐射部均设置于与所述基板平行的平面，所述第二辐射部与所述第三辐射部的一边相对设置形成间隙，并通过所述连接部相连，另一边彼此反向延伸并分别连接所述第一辐射部与所述第四辐射部，所述第一辐射部与所述第四辐射部皆从所述平面延伸到所述基板的非接地区域上以支撑所述辐射体；
短路部，垂直于所述基板，所述短路部与所述馈入部的面积大小相等，其一端与所述第一接地部相连，另一端与所述第二辐射部相连；及
耦合部，呈长条形，设置于所述基板上，并与所述辐射体隔离，以耦合部分所述电磁波信号改善所述立体天线的方向性和辐射性能。
2.如权利要求1所述的立体天线，其特征在于，所述第一辐射部包括垂直相连的第一辐射段与第二辐射段，所述第一辐射段设置于所述基板上并与所述耦合部平行，所述第二辐射段与所述第二辐射部的一端相连。
3.如权利要求1所述的立体天线，其特征在于，所述第四辐射部包括垂直相连的第三辐射段与第四辐射段，所述第三辐射段设置于所述基板上并与所述耦合部平行，所述第四辐射段与所述第三辐射部的一端相连。
4.如权利要求1所述的立体天线，其特征在于，所述第一接地部中设置有槽孔，所述馈入部的一端穿过所述槽孔延伸至所述基板。
5.如权利要求4所述的立体天线，其特征在于，所述立体天线还包括第二接地部，设置于所述基板的与所述第一接地部相对的表面，并与所述第一接地部通过贯孔相连。
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