CN103904418A - 一种全向终端天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全向终端天线，包括辐射单元、反射板和馈电端，其特征在于所述的辐射单元包括三角形基板，所述的三角形基板的一个角作为支点支承在所述的反射板上，所述的三角形基板垂直立于所述的反射板上，所述的三角形基板的正面和反面都设置有覆铜层，所述的三角形基板的周边均匀分布有沉铜过孔，所述的三角形基板的正面覆铜层通过所述的沉铜过孔与所述的反面覆铜层连接，本发明优点是其用三角形谐振单元，可以形成非频变结构，所以带宽可达30%以上，能够应用于宽带系统。另外，应用基片集成波导技术，让天线的结构尺寸缩减了三分之二，其辐射特性也实现了全向辐射。

Description

一种全向终端天线
技术领域
 本发明涉及一种应用于无线终端的小型化天线，特别涉及一种方向图为全向的小型化PCB天线。
背景技术
随着信息技术和微电子技术的快速发展，电子产品的小型化已经成为一个长久的发展趋势。特别是无线通信技术的快速发展，进一步促进了手持移动终端和可穿戴产品的小型化发展。产品的小型化技术，主要是基于器件的小型化，因为微电子技术的发展，器件的集成度越来越高，所以设备的处理和传输链路都容易实现小型化，唯一较大制约无线电子产品小型化的器件是天线。天线的结构尺寸主要是由天线上所分布的电流路径决定，也就是平时说的电长度，而电长度的决定因素是载波频率的波长和空间环境，如果空间环境是真空或者空气，电长度只有波长决定，如果空间环境是介质材料或磁性材料，则电长度由                                               决定，由于波长、介电常数和磁导率都是常数，所以天线的小型化是一个难点，也是当前研究的重点。
当前小型化技术有曲流技术、短路加载、集总参数加载和增加基片的介电常数和磁导率等，但天线小型化后会影响到天线的带宽，一般情况下带宽都会变窄，谐振特性变差所以又需要考虑带宽问题。另外，曲流和短路加载等技术都是基于微带天线技术，其辐射具有较强的方向性，而很多移动终端需要全向的收发特性，所以难以实现全向型。
发明内容
 本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于无线终端的小型化、超宽带的全向终端天线，应用PCB板工艺，结合基片集成波导技术，能够很好的满足当前移动终端的要求，且成本低、加工工艺简单，并易于批量生产。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种全向终端天线，包括辐射单元、反射板和馈电端，其特征在于所述的辐射单元包括三角形基板，所述的三角形基板的一个角作为支点支承在所述的反射板上，所述的三角形基板垂直立于所述的反射板上，所述的三角形基板的正面和反面都设置有覆铜层，所述的三角形基板的周边均匀分布有沉铜过孔，所述的三角形基板的正面覆铜层通过所述的沉铜过孔与所述的反面覆铜层连接。
三角形辐射单元的顶角直接焊接于馈电探针或馈电微带线上，反射板位于三角形辐射单元的顶角下部，但不和辐射单元相连接，也就是保证馈电单元的金属部分不能和反射板上的金属地导通。反射板的作用是阻抗匹配和影响天线的辐射方向范围。
所述的三角形基板为等腰三角形基板，所述的馈电端连接在所述的等腰三角形基板的顶角上。
所述的反射板包括介质板和金属层，所述的金属层铺设在所述的介质板上，馈电端为馈电探针，所述的馈电探针焊接在等腰三角形基板的顶角上，所述的馈电探针分别与三角形基板的正面覆铜层和反面覆铜层连接，所述的馈电探针向下穿过所述的反射板，所述的馈电探针与反射板上的金属层相互隔离，防止信号导入反射板损耗，而辐射单元上信号减弱，不能很好的辐射。
所述的反射板为PCB板，所述的馈电端为所述的PCB板上蚀刻出的微带线，所述的等腰三角形基板的顶角直接焊接在所述的微带线上，所述的等腰三角形基板的正面覆铜层和反面覆铜层分别与所述的微带线连接
所述的反射板上设置有通孔，所述的馈电探针穿过所述的通孔。
所述的三角形基板的材质为玻璃纤维环氧树脂或陶瓷，即用介质材料或磁性材料等作为基板。
与现有技术相比，本发明的优点在于一个天线可以实现小型化、宽频带和全向辐射三个参数的性能优化。基片集成波导技术能够利用成熟的PCB板加工工艺实现谐振单元两面覆铜的连接，让电流可以全面分布在谐振单元上，实现全向辐射。另外，基片集成波导技术与普通的V锥或V锥顶部球形加载类型天线相比较，内部的基片具有高的介电常数或磁导率，能够缩小天线一半或更多的尺寸。天线的谐振频率一般有电流分布决定，如果电流的路径都相等，带宽也就比较窄。然而，如果谐振单元上的电流分布长短不等，不同的电流路径对应不同的谐振频率，带宽也就会展宽。本发明应用三角形的顶角放置结构，能够让天线从顶角开始到顶部实现不同的电流分布，也就是非频变结构，展宽天线谐振带宽。另外，基于基片集成波导技术的三角形辐射单元，能够延长电流的路径，也有利于缩小天线尺寸。
传统的终端小型化天线主要以PCB基板或陶瓷基板的PIFA天线为主，如果基板的介电常数较大，可以做的很小，但这类天线都属于指向性天线，且带宽很窄，一般只有2%左右，谐振特性不好。本发明用三角形谐振单元，可以形成非频变结构，所以带宽可达30%以上，能够应用于宽带系统。另外，应用基片集成波导技术，让天线的结构尺寸缩减了三分之二，其辐射特性也实现了全向辐射。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构图；
图2为本发明的辐射单元的侧视图；
图3为本发明的反射板的结构图；
图4为本发明实施例一的反射板的俯视图；
图5为本发明实施例二的反射板的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一种全向终端天线，包括辐射单元1、反射板2和馈电端，辐射单元1包括三角形基板，三角形基板1的一个角11作为支点支承在反射板2上，三角形基板1垂直立于反射板2上，三角形基板1的正面和反面都设置有覆铜层，三角形基板1的周边均匀分布有沉铜过孔，三角形基板1的正面覆铜层通过沉铜过孔3与反面覆铜层连接。
三角形基板1为等腰三角形基板1，馈电端连接在等腰三角形基板1的顶角11上。
反射板2包括介质板21和金属层22，金属层22铺设在介质板21上，馈电端为馈电探针4，馈电探针4焊接在等腰三角形基板1的顶角11上，馈电探针4分别与等腰三角形基板1的正面覆铜层和反面覆铜层连接，馈电探针4向下穿过反射板2，馈电探针4与反射板2上的金属层相互隔离。 
反射板2上设置有通孔23，馈电探针4穿过通孔23。
三角形基板1的材质为玻璃纤维环氧树脂或陶瓷。
实施例二：其他部分与实施例相同，其不同之处在于反射板2为PCB板，馈电端为PCB板上蚀刻出的微带线24，等腰三角形基板1的顶角直接焊接在微带线24上，等腰三角形基板1的正面覆铜层和反面覆铜层分别与微带线24连接。

Claims (6)

1.一种全向终端天线，包括辐射单元、反射板和馈电端，其特征在于所述的辐射单元包括三角形基板，所述的三角形基板的一个角作为支点支承在所述的反射板上，所述的三角形基板垂直立于所述的反射板上，所述的三角形基板的正面和反面都设置有覆铜层，所述的三角形基板的周边均匀分布有沉铜过孔，所述的三角形基板的正面覆铜层通过所述的沉铜过孔与所述的反面覆铜层连接。
2.根据权利要求1所述的一种全向终端天线，其特征在于所述的三角形基板为等腰三角形基板，所述的馈电端连接在所述的等腰三角形基板的顶角上。
3.根据权利要求2所述的一种全向终端天线，其特征在于所述的反射板包括介质板和金属层，所述的金属层铺设在所述的介质板上，馈电端为馈电探针，所述的馈电探针焊接在等腰三角形基板的顶角上，所述的馈电探针分别与等腰三角形基板的正面覆铜层和反面覆铜层连接，所述的馈电探针向下穿过所述的反射板，所述的馈电探针与反射板上的金属层相互隔离。
4.根据权利要求2所述的一种全向终端天线，其特征在于所述的反射板为PCB板，所述的馈电端为所述的PCB板上蚀刻出的微带线，所述的等腰三角形基板的顶角直接焊接在所述的微带线上，所述的等腰三角形基板的正面覆铜层和反面覆铜层分别与所述的微带线连接。
5.根据权利要求3所述的一种全向终端天线，其特征在于所述的反射板上设置有通孔，所述的馈电探针穿过所述的通孔。
6.根据权利要求1所述的一种全向终端天线，其特征在于所述的三角形基板的材质为玻璃纤维环氧树脂或陶瓷。
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