CN103296425A

CN103296425A - 天线装置

Info

Publication number: CN103296425A
Application number: CN2012100510077A
Authority: CN
Inventors: 刘若鹏; 徐冠雄; 邓存喜; 尹柳中
Original assignee: Kuang Chi Innovative Technology Ltd
Current assignee: Kuang Chi Institute of Advanced Technology
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: CN103296425B

Abstract

一种天线装置包括：一介质基板；第一天线单元；包括第一馈电输入端、第一辐射部及第一接地部；第二天线单元；包括第二馈电输入端、第二辐射部及第二接地部；及隔离器，包括第三接地部且设置于第一天线单元与第二天线单元之间，其中第二天线单元通过第二接地部与隔离器一体相连。通过采用上述内置型的双组双频天线装置，在一低损耗的介质基板上蚀刻两个天线单元，然后通过加上隔离器原件，减少两天线单元之间干扰，提高双天线端口间隔离度。因此，在不更改现有金属壳体模具设计时，采用上述内置双组双频的天线装置，极大的降低产品开发的成本。

Description

天线装置

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，更具体地说，涉及一种双组双频的天线装置。

背景技术

随着无线通信技术的日益发展，使无线通讯电子设备同时进行多个不同频段通讯需求日益增强。现有无线通讯电子设备一般采用多根射频天线。然而这些天线的尺寸、带宽、增益等重要指标却受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益极限、带宽极限等)。这些指标极限的基本原理使得天线的小型化技术难度远远超过了其它器件，而由于射频器件的电磁场分析的复杂性，逼近这些极限值都成为了巨大的技术挑战。

在一些更为复杂的电子系统中，天线需要多模工作，就需要在馈入天线前额外的阻抗匹配网络设计。但阻抗匹配网络额外的增加了电子系统的馈线设计、增大了射频系统的面积同时匹配网络还引入了不少的能量损耗，很难满足低功耗的系统设计要求。在系统无线系统设计时，往往给天线设置的空间相对来说非常有限，随着现代设备的通讯信息流量的增加，单天线的无法满足现有设备的要求，因此利用多天线可以解决这个瓶颈，但是多天线的设置于一体，容易使得天线相互干扰，隔离度很低。

无线通信业务的发展对通信数据的传输能力的需求越来越高，双组双频天线的内置化设计要求在小空间、近金属表面等恶劣背景下应用面临很多的困难，尤其电子设备的采用金属壳体，对内置天线性能产生很大的负面影响；如果为了天线的性能提高而更改金属机壳模具，导致成本增加，因此基于现有金属机壳设计及开模成本，其内置天线的设计面临诸多问题。其中最大的影响通信质量的因素在于它的双天线端口间隔离度的提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，突破传统天线设计的框架，当多天线的设置于一体，减少使得多个天线相互干扰，提高隔离度以满足无线电子设备要求。因此，本发明提供一种双组双频的天线装置。

一种天线装置包括：

一介质基板；

第一天线单元；包括第一馈电输入端、第一辐射部及第一接地部；

第二天线单元；包括第二馈电输入端、第二辐射部及第二接地部；及

隔离器，包括第三接地部且设置于第一天线单元与第二天线单元之间，其中第二天线单元通过第二接地部与隔离器一体相连。

进一步地，所述第一天线单元用于谐振接收或发射通讯频带为2.4GHz和5.8GHz电磁波信号。

进一步地，所述第二天线单元用于谐振接收或发射通讯频带为2.4GHz和5.8GHz电磁波信号。

进一步地，所述隔离器为双向隔离器。

进一步地，所述第一天线单元、单向隔离器及第二天线单元都蚀刻形成于介质基板的同一侧面上。

进一步地，第一天线单元与第二天线单元分别设置于介质基板相对的两个侧面上，而双向隔离器与第二天线单元设置于介质基板的同一侧面上。

进一步地，所述介质基板采用在1GHz工作频率下，具有标称的≤0.008的电损耗正切量。

进一步地，述介质基板成份包括玻纤布、环氧树脂及与所述环氧树脂发生交联反应的化合物。

进一步地，所述第一天线单元和第二天线单元都采用铜材料蚀刻与介质基板上。

一种根据所述天线装置的数字机顶盒的通讯频段为2.4GHz和5.8GHz。

相对现有技术，通过采用上述内置型的双组双频天线装置，在一低损耗的介质基板上蚀刻两个天线单元，然后通过加上隔离器原件，减少两天线单元之间干扰，提高双天线端口间隔离度。因此，在不更改现有金属壳体模具设计时，采用上述内置双组双频的天线装置，极大的降低产品开发的成本。

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为本发明内置型天线装置的一实施方式平面示意图；

图2为图1所示天线装置焊接有同轴电缆的实物侧面俯视图；

图3为图2所示天线装置的透视图；

图4为图2所示天线装置的第一天线单元与第二天线单元之间隔离度的测试数据图；

图5为图2所示天线装置的第一天线单元与第二天线单元S11参数图；

图6为图2所示第一天线单元在2.4GHz通讯频段的辐射方向图；

图7为图2所示第一天线单元在5.8GHz通讯频段的辐射方向图；

图8为图2所示第二天线单元在2.4GHz通讯频段的辐射方向图；

图9为图2所示第二天线单元在5.8GHz通讯频段的辐射方向图。

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。

请参阅图1，为本发明内置型天线装置的一实施方式平面示意图。天线装置应用于电子设备中，包括但不限于机顶盒、无线接入设备、无线路由器设备等。在本实施方式中，电子设备为通讯频段为2.4GHz和5.8GHz的数字机顶盒。

天线装置包括一介质基板11、第一天线单元12、第一输入端口31、隔离器13、第二输入端口32及第二天线单元14。其中隔离器13为双向隔离器；第一天线单元12包括第一馈电输入端8、第一辐射部122及第一接地部121；第二天线单元14包括第二馈电输入端9、第二辐射部142及第二接地部141；所述隔离器13还包括第三接地部132且设置所述第一天线单元12和第二天线单元14之间，所述第二接地部141与第三接地部132电连接于一体。所述双向隔离器13为轴对称铜箔金属蚀刻图案且用于将降低第一天线单元12和第二天线单元14之间相互干扰。

在本实施方式中，第一天线单元12可同时谐振接收或发射2.4GHz和5.8GHz电磁波信号，所述第二天线单元也可同时谐振接收或发射2.4GHz和5.8GHz电磁波信号，即天线装置的双谐振天线单元。所述第一天线单元12、双向隔离器13及第二天线单元14都蚀刻形成于介质基板11的同一侧面上。所述第一天线单元12和第二天线单元14都采用铜材料蚀刻与介质基板11上。

在其他实施方式中，第一天线单元12与第二天线单元14分别设置于介质基板11相对的两个侧面上，而双向隔离器13与第二天线单元14设置于介质基板的同一侧面上。

请一并参阅图2及图3，为天线装置焊接有同轴电缆的实物侧面俯视图及侧视图。所述天线装置焊接有第一同轴电缆20和第二同轴电缆21，所述第一同轴电缆20主铜线一端电连接于第一馈电输入端8，其外导体一端电连接所述第一接地部121；所述第一同轴电缆20主铜线另一端焊接所述第一输入端口31的其中一金属铜箔片上，其外导体另一端焊接所述第一输入端口21的其中另一金属铜箔片上。

所述第二同轴电缆21主铜线电连接于第二馈电输入端9；其外导体同时电连接所述第二接地部141和第三接地部132。所述第二同轴电缆20主铜线另一端焊接所述第一输入端口21的其中一金属铜箔片上，其外导体另一端焊接所述第一输入端口21的其中另一金属铜箔片上。

为了降低第一天线单元12及第二天线单元14辐射损耗，所述介质基板11采用在1GHz工作频率下，具有标称的≤0.008的电损耗正切量。所述介质基板11成份包括玻纤布、环氧树脂及与所述环氧树脂发生交联反应的化合物；其中环氧树脂及与所述化合物按照一定比例配置混合。

其中将环氧树脂及与所述环氧树脂发生交联反应的化合物、及一种或者多种溶剂所述浸润溶液经过搅拌后、将玻纤布浸润所述浸润溶液中使环氧树脂及与所述环氧树脂发生交联反应的化合物吸附在玻纤布中或者表面上；然后烘拷所述玻纤布使一种或者多种溶剂挥发，并使环氧树脂及与所述环氧树脂发生交联反应的化合物形成半固化物或者固化物。然后将上述固化片压合成本发明采用的介质基板11。

通过设置双向隔离器13之后对其测试，请参阅图4，天线装置的第一天线单元12与第二天线单元14之间隔离度的测试数据图。所述第一天线单元12和第二天线单元14在2.4500GHz通讯频段内的隔离度为-50.0467dB，在5.8250GHz左右通讯频段内的隔离度为-67.5468dB及在在5.7125GHz左右通讯频段内的隔离度为-70.3963dB。从上述测试结果可以看出，所述第一天线单元12和第二天线单元14之间隔离相对提高。

请参阅图5，所示天线装置的第一天线单元与第二天线单元S11参数图。所述天线装置在2.3375GHz-2.4500GHz通讯频段内的增益为3.0086dB-4.1234dB；所述天线装置在5.1500GHz-5.8250GHz通讯频段内的增益为1.8290dB-3.3309dB。

进一步通过对天线装置3进行测试，请参阅图6、7、8和9，其中图6第一天线单元12在2.4GHz通讯频段的辐射方向图；图7为第一天线单元12在5.8GHz通讯频段的辐射方向图；图8第二天线单元14在2.4GHz通讯频段的辐射方向图；图9为第二天线单元14在5.8GHz通讯频段的辐射方向图。

通过采用上述内置型的双组双频天线装置，在一低损耗的介质基板上蚀刻两个天线单元，然后通过加上隔离器原件，减少两天线单元之间干扰，提高双天线端口间隔离度。因此，在不更改现有金属壳体模具设计时，采用上述内置双组双频的天线装置，使其天线辐射方向能够绕过所述金属壳体，极大的降低产品开发的成本。

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

1.一种天线装置，其特征在于，包括：

一介质基板；

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线单元用于谐振接收或发射通讯频带为2.4GHz和5.8GHz电磁波信号。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第二天线单元用于谐振接收或发射通讯频带为2.4GHz和5.8GHz电磁波信号。

4.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，所述隔离器为双向隔离器。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线单元、双向隔离器及第二天线单元都蚀刻形成于介质基板的同一侧面上。

6.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，第一天线单元与第二天线单元分别设置于介质基板相对的两个侧面上，而双向隔离器与第二天线单元设置于介质基板的同一侧面上。

7.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述介质基板采用在1GHz工作频率下，具有标称的≤0.008的电损耗正切量。

8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，述介质基板成份包括玻纤布、环氧树脂及与所述环氧树脂发生交联反应的化合物。

9.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线单元和第二天线单元都采用铜材料蚀刻与介质基板上。

10.一种根据权利要求1至9任意一项所述天线装置的数字机顶盒，其特征在于，所述数字机顶盒的通讯频段为2.4GHz和5.8GHz。