CN102956972A

CN102956972A - 天线

Info

Publication number: CN102956972A
Application number: CN2012104321430A
Authority: CN
Inventors: 张小冬; 陈韶明; 邹光健; 龚乐中; 李伯汝
Original assignee: GCI Science and Technology Co Ltd
Current assignee: GCI Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2032-11-01
Also published as: CN102956972B

Abstract

本发明提供一种天线，包括：地板，地板包括沿长度方向延伸并相对的第一边和第二边以及与长度方向相交的宽度方向延伸的第三边和第四边；两个以上的变形的环形天线，环形天线设在地板上的第三边侧，环形天线上开有沟槽及开口；与环形天线个数相匹配的寄生单元，寄生单元设在地板上的第四边侧；与环形天线个数相匹配的隔离板，隔离板分别设置在相邻的两个环形天线之间的地板的第三边侧，且沿地板的长度方向平行地延伸，并在第三边上每个隔离板的两侧开有凹槽。本发明的天线在有限的空间内实现了超宽带多输入多输出，可以大大提高传输速率，降低平均发射功率，适合于短距离高速无线通信，结构简单，易于实现。

Description

天线

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种天线。

背景技术

随着无线通信技术在全球范围内的迅猛发展，人们对于通过无线方式随时随地获取信息的需求也越来越迫切。这种需求使得室内分布无线通信快速发展。室内分布无线通信是针对室内用户群，利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。

在目前室内分布无线通信市场现用的天线为窄带多输入多输出天线或者带宽相对较宽的单天线，然而，这样的天线设计会造成传输速率受到限制，平均发射功率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在现有室内分布无线通信的天线外形尺寸下可实现超宽带的多输入多输出的天线，可以大大提高传输速率、并有效降低平均发射功率。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种天线，包括：

地板，所述地板包括沿长度方向延伸并相对的第一边和第二边以及与所述长度方向相交的宽度方向延伸的第三边和第四边；

两个以上的变形的环形天线，所述环形天线设在所述地板上的第三边侧，且沿所述地板的长度方向延伸，所述环形天线上开有沟槽及开口；

与所述环形天线个数相匹配的寄生单元，所述寄生单元设在所述地板上的第四边侧；

与所述环形天线个数相匹配的隔离板，各所述隔离板分别设置在每相邻的两个环形天线之间的地板的第三边侧，且各所述隔离板沿所述地板的长度方向平行地延伸，并在所述第三边上每个隔离板的两侧开有凹槽。

依据上述本发明的方案，其提出的包括环形天线的天线，在环形天线上设置有沟槽，可以有效调节天线的有效辐射长度和带宽，在环形天线上开设的开口和隔离板两侧开设的凹槽可实现阻抗匹配，寄生单元位于环形天线的端部，可改善天线工作频段的低频段的带宽。本发明在有限的空间内实现了超宽带多输入多输出，可以大大提高传输速率，有效的降低平均发射功率。同时，本发明结构简单，易于实现。

本发明还提供一种天线，包括：

两个以上的变形的倒F天线，所述倒F天线设在所述地板上的第三边侧，且沿所述地板的长度方向延伸，所述倒F天线上开有沟槽及开口；

与所述倒F天线个数相匹配的寄生单元，所述寄生单元设在所述地板上的第四边侧；

与所述倒F天线个数相匹配的隔离板，各所述隔离板分别设置在每相邻的两个倒F天线之间的地板的第三边侧，且各所述隔离板沿所述地板的长度方向平行地延伸，并在所述第三边上每个隔离板的两侧开有凹槽。

依据上述本发明的方案，其提出的包括倒F天线的天线，在倒F天线上设置有沟槽，可以有效调节天线的有效辐射长度和带宽，在倒F天线上开设的开口和隔离板两侧开设的凹槽可实现阻抗匹配，寄生单元位于倒F天线的端部，可改善天线工作频段的低频段的带宽。本发明在有限的空间内实现了超宽带多输入多输出，可以大大提高传输速率，有效的降低平均发射功率。同时，本发明结构简单，易于实现。

附图说明

图1为本发明实施例1的天线的结构示意图；

图2为标准环形天线的结构示意图；

图3为本发明实施例1的环形天线的结构示意图；

图4为天线驻波图；

图5为标准倒F天线的结构示意图；

图6为变形的倒F天线的一种结构示意图；

图7为变形的倒F天线的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

图1示出了本发明实施例1的天线的结构示意图，为了便于说明，图1中仅示出了与本发明相关的部件。

参见图1所示，本实施例中的天线包括地板10、环形天线20、寄生单元30、隔离板40，其中：

地板10多为四边形形状，一般是矩形或者近似于矩形的形状，其外边缘包括沿长度方向延伸并相对的第一边11和第二边12以及与长度方向相交的宽度方向延伸的第三边13和第四边14，长度方向与图1的所示的X方向近似相对应，宽度方向与图1的所示的Y方向近似相对应；

环形天线20个数为两个以上，用于实现多输入多输出，图1中示出的是包括两个环形天线20的情况，但不限于两个环形天线20这种情况，本实施例中的环形天线20是一种变形了的环形天线，一般标准的环形天线如图2所示，而如图3所示，本实例中的环形天线20改变了接地点的位置，图2和图3中的箭头位置是射频信号的输入端，各个环形天线20设在地板10的同一面的第三边13侧，均匀分布地板10上，且沿地板10的长度方向延伸，换言之，环形天线20具有靠近第三边13侧的第一端部22和远离第三边13侧的第二端部21，环形天线20在第一端部22和第二端部21之间沿长度方向延伸；环形天线上20上开有沟槽23，沟槽23的面积越大，有效辐射长度越长，沟槽23的形状会相应的改变金属辐射体的形状，辐射体形状的多样性会在不同频点产生谐振，从而有利于工作带宽的扩展；如表1所示，为本发明的天线可以工作或覆盖频带的频率，环形天线上20上还开有开口24，开口24位于馈电位置(图中未示出)和接地点位置(位于第一端部22处，图中未示出)之间，用于实现阻抗匹配，一般的，可以通过改变开口24的大小调节环形天线20的容性，而天线接地点位置可以改变天线的感性，从而调节环形天线20的阻抗已达到阻抗匹配的目的；

寄生单元30的个数与环形天线20的个数相同，寄生单元30设在地板10上的第四边14侧，寄生单元30可以是独立设置在地板10上的，也可以是由冲压地板10而形成，地板10对应位置的板材由于冲压而向设有环形天线20的一面凸出，一般形成一个多边形板材31，多边形板材31并未与地板10完全分离，还有一边和地板10连接，该与地板10连接的边靠近地板10的第三边13侧，而其他边与地板10分离，并朝向对应的环形天线20侧弯折，寄生单元30可以用于改善低频段的带宽，天线工作频段越低，所需要的有效辐射长度越长，通过寄生单元30与环形天线20的耦合，可以增加天线的有效辐射长度，寄生单元30与环形天线20耦合还可以产生新的寄生频率，从而也可以增加天线的工作带宽；

表1天线可以工作或覆盖频带的频段

隔离板40的个数与环形天线20个数相匹配，如图1中有两个环形天线20，则相应的有一个隔离板40，各隔离板40分别设置在靠近第三边13且在每相邻的两个环形天线20之间的地板10上，且各隔离板40沿地板10的长度方向平行地延伸，隔离板40位于相邻两个环形天线20馈电位置(图中未示出)中间，用于改善环形天线20之间的相关性，并在地板10的第三边13上每个隔离板40的两侧开有不封闭的凹槽15，用于阻抗匹配。

本发明的天线一般可以覆盖表1中各表1中各主流通信系统工作的频段，图4是本实施例的天线驻波图，驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)是表征和测量天线系统中的驻波特性的，也就是天线中正向波与反射波的情况，由表1和图4可以看出本实施例的天线有效扩展了天线带宽。

据此，依据上述本实施例的方案，在环形天线20上设置有沟槽23，可以有效调节天线的有效辐射长度和带宽，在环形天线20上开的开口和隔离板40两侧开的凹槽15可实现阻抗匹配，寄生单元30位于环形天线20的端部，可改善天线工作频段的低频段的带宽。其在有限的空间内实现了超宽带多输入多输出，可以大大提高传输速率，有效的降低平均发射功率。同时，本发明结构简单，易于实现。

此外，在其中一个实施例中，如图1所示，沟槽23上可以设有一个以上的凸起部231，也可以在所述环形天线的接地点位置两侧设有一个以上突出的金属块221，用于调节工作频带，其中，凸起部231的个数和位置等可以根据具体要求而定。

再者，在其中一个实施例中，沟槽23的形状可以根据实际要求选取，沟槽23的形状可以包括矩形、椭圆形、圆形、方形、三角形中的一种，一般，优选椭圆形的沟槽23。

在其中一个实施例中，隔离板40可以为金属板，也可以为覆有金属的PCB板；地板10可以为金属板，也可以为覆有金属的PCB板；一般PCB板上覆的金属为铜。

实施例2

本实施例涉及一种与实施例1中所涉及的天线相比将环形天线20替换成倒F天线而得到的天线，除以下说明的内容以外的内容与实施例1中所涉及的天线相同。因本实施例中的天线和实施例1中的天线相比，只是将环形天线20替换成倒F天线，其他未作变动，因此，相同内容不予赘述，在本实施例中只详细介绍一下倒F天线的结构。

倒F天线个数为两个以上，以实现多输入多输出，倒F天线的个数视具体情况而定，本实施例中的倒F天线是一种变形了的倒F天线，一般标准的倒F天线如图5所示，而图6和图7给出了两种变形了的倒F天线的结构，图5～图7中的箭头位置是射频信号的输入端，各个倒F天线设在地板10的同一面的第三边13侧，均匀分布地板10上，且沿地板10的长度方向延伸，换言之，倒F天线具有靠近第三边13侧的第一端部和远离第三边13侧的第二端部，倒F天线在第一端部和第二端部之间沿长度方向延伸；倒F天线上开有沟槽，沟槽的面积越大，有效辐射长度越长，沟槽的形状会相应的改变金属辐射体的形状，辐射体形状的多样性会在不同频点产生谐振，从而有利于工作带宽的扩展；倒F天线上还开有开口，开口位于馈电位置和倒F天线接地点位置之间，用于实现阻抗匹配，一般的，可以通过改变开口的大小调节倒F天线的容性，从而调节倒天线的阻抗已达到阻抗匹配的目的，据此，依据本发明提出包括有倒F天线的天线，在倒F天线上设置有沟槽，可以有效调节天线的有效辐射长度和带宽，在倒F天线上开的开口和隔离板40两侧开的凹槽15可实现阻抗匹配，寄生单元30位于倒F天线的端部，可改善天线工作频段的低频段的带宽。其在有限的空间内实现了超宽带多输入多输出，可以大大提高传输速率，有效的降低平均发射功率。同时，本发明结构简单，易于实现。

此外，在其中一个实施例中，沟槽上设有一个以上的凸起部，也可以在倒F天线的接地点位置两侧设有一个以上突出的金属块，用于调节工作频带，其中，凸起部231的个数和位置等可以根据具体要求而定。

再者，在其中一个实施例中，沟槽的形状可以根据实际要求选取，沟槽可以包括矩形、椭圆形、圆形、方形、三角形中的一种，一般，优选椭圆形的沟槽。

在其中一个实施例中，本实施例中的隔离板40可以为金属板，也可以为覆有金属的PCB板；地板10可以为金属板，也可以为覆有金属的PCB板，一般PCB板上覆的金属为铜。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点及效果：

(1)本发明的天线是一种超宽带多输入多输天线，可以大大提高传输速率，可以有效的降低平均发射功率；

(2))本发明的天线更加适合于短距离高速无线通信，特别是室内分布的无线通信；

(3))本发明的天线采用了寄生单元产生寄生频率，从而有效扩展天线带宽的思想，通过寄生单元与主天线的耦合，可以增加天线的有效辐射长度，在有限的空间里减少天线的物理尺寸；

(4)本发明的天线结构简单，易于实现。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种天线，其特征在于，包括：

地板，所述地板包括沿长度方向延伸并相对的第一边和第二边以及与所述述长度方向相交的宽度方向延伸的第三边和第四边；

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述寄生单元包括所述地板对应位置的板材冲压成的多边形板材，所述多边形板材第三边侧的边与所述地板连接，所述多边形板材的其他边与所述地板分离，并弯向所述环形天线侧。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：

所述沟槽上设有一个以上的凸起部；

或着/和

在所述环形天线的接地点两侧设置一个以上突出的金属块。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述沟槽的形状包括矩形、椭圆形、圆形、方形、三角形中的一种。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述隔离板为金属板或覆有金属的PCB板，所述地板为金属板或覆有金属的PCB板。

6.一种天线，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述寄生单元包括所述地板对应位置的板材冲压成的多边形板材，所述多边形板材第三边侧的边与所述地板连接，所述多边形板材的其他边与所述地板分离，并弯向所述倒F天线侧。

8.根据权利要求6所述的天线，其特征在于：

所述沟槽上设有一个以上的凸起部；

或者/和

在所述环形天线的接地点两侧设置一个以上突出的金属块。

9.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述沟槽的形状包括矩形、椭圆形、圆形、方形、三角形中的一种。

10.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述隔离板为金属板或覆有金属的PCB板，所述地板为金属板或覆有金属的PCB板。