CN103915682A - 印刷电路板天线和印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种印刷电路板天线和印刷电路板。本发明印刷电路板天线，包括：馈电部分，具有至少一个第一分支；耦合交指部分，具有至少一个第二分支，所述第一分支和第二分支之间形成缝隙；接地部分，所述接地部分与所述馈电部分之间形成缝隙，所述接地部分与耦合交指部分之间形成缝隙，且所述接地部分设有一开口，所述馈电部分的馈电点从所述开口伸出。本发明实施例解决了天线高频带宽较宽时的效率较低问题，实现了整个带宽范围内效率都满足产品要求。

Description

印刷电路板天线和印刷电路板
技术领域
本发明实施例涉及无线通信技术，尤其涉及一种印刷电路板天线和印刷电路板。
背景技术
随着移动通信技术的迅猛发展，终端产品的功能越来越多样而复杂，对终端天线的要求也越来越苛刻和严格。终端产品的集成度也越来越高，2G、3G等几乎需要在同一款产品里面同时存在，这就要求天线要覆盖到整个所需要的频段。
目前常规的印刷电路板（Printed circuit board，以下简称PCB）天线是形成在PCB上的导电图案，其通过增加匹配电路实现高频和低频的双谐振。如图1所示的为一种现有技术中的PCB天线结构示意图，该PCB天线结构包括馈电部分11和低频耦合辐射体12。其中所述低频耦合辐射体12代替匹配电路实现低频的拓展，通过接地点120与PCB板10地接触；馈电部分11包含一馈电点110，通过所述馈电点110与PCB板10上射频电路电连接。
上述PCB天线结构虽然解决了低频需要通过匹配电路来实现以及低频带宽较窄的问题，但当高频带宽较宽时，对效率的提升仍存在一定的困难。
发明内容
本发明实施例提供一种印刷电路板天线和印刷电路板，以解决高频带宽较宽时的效率较低问题，以实现满足整个带宽范围内效率都满足产品要求。
第一方面，本发明实施例提供一种印刷电路板天线，包括：
馈电部分，具有至少一个第一分支；
耦合交指部分，具有至少一个第二分支，所述第一分支和第二分支的之间形成缝隙；
接地部分，所述接地部分与所述馈电部分之间形成缝隙，所述接地部分与耦合交指部分之间形成缝隙，且所述接地部分设有一开口，所述馈电部分的馈电点从所述开口伸出。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述馈电部分包括第一直线段型和所述第一分支，所述第一分支从所述第一直线段型的一侧平行伸出；
所述耦合交指部分包括第二直线段型和所述第二分支，所述第二分支从所述第二直线段型的一侧平行伸出，所述第二分支与所述第一分支相对交叉设置。
根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一分支和所述第二分支的长度相等或不相等，所述第一分支和所述第二分支之间的缝隙距离相等或不相等，所述接地部分与所述馈电部分之间的缝隙距离相等或不相等，所述接地部分与所述耦合交指部分之间的缝隙距离相等或不相等。
根据第一方面、第一方面的第一种至第二种可能的实现方式的任意一种，在第三种可能的实现方式中，所述接地部分为具有所述开口的环形，围设在所述馈电部分和所述耦合交指部分的外侧。
根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述接地部分的外侧还设置有接地点。
第二方面，本发明实施例提供一种印刷电路板，所述印刷电路板包括本发明上述实施例所提供的印刷电路板天线。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述印刷电路板上配置有微带馈线，所述微带馈线与所述馈电点电连接。
根据第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述微带馈线的阻抗特性可以为50欧姆。
第三方面，本发明实施例提供了一种印刷电路板天线，包括馈电部分、耦合交指部分和接地部分，其中，所述馈电部分包括第一直线段型、馈电点和至少第一分支，所述第一分支从所述第一直线段型的一侧伸出，所述馈电点位于所述直线段型与所述第一分支相对侧；所述耦合交指部分包括第二直线段型和至少第二分支，所述第二分支从所述第二直线段型的一侧伸出，所述第一分支与所述第二分支交叉，并且所述第一分支与所述第二分支之间有缝隙；所述接地部分为具有开口的环状，所述接地部分围设所述馈电部分和所述耦合交指部分，所述接地部分与所述馈电部分之间形成有缝隙，所述接地部分与耦合交指部分之间形成有缝隙，所述馈电点从所述开口伸出，所述接地部分外侧与PCB板接触部有接地点。
在第三方面的第一种可能实现方式中，所述第一分支和所述第二分支的长度相等或不相等，所述第一分支和所述第二分支之间的缝隙距离相等或不相等，所述接地部分与所述馈电部分之间的缝隙距离相等或不相等，所述接地部分与所述耦合交指部分之间的缝隙距离相等或不相等。
本发明实施例印刷电路板天线，通过增加交指结构，加强耦合辐射，实现整个带宽范围内效率都满足产品要求，解决高频带宽较宽时的效率较低问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种现有技术中的PCB天线结构示意图；
图2为本发明实施例一的印刷电路板天线的结构示意图；
图3A-图3I为本发明其它实施例的印刷电路板天线的结构示意图；
图4为本发明实施例一的印刷电路板天线的频带特性示例图；
图5为本发明实施例一的印刷电路板天线的性能图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2为本发明实施例一的印刷电路板天线的结构示意图，本实施例适用于天线装置，使其在小尺寸印制天线的基础上，提升效率，尤其提高低频效率，并且无需匹配就可实现长期演进(Long Term Evolution，以下简称LTE)全频覆盖；同时，高频的smith圆图较为收敛，高频段效率提升较为明显。参照图2，所述印刷电路板天线包括馈电部分21、耦合交指部分22和接地部分23。
其中，馈电部分21，具有至少一个第一分支211；耦合交指部分22，具有至少一个第二分支221，所述第一分支211和第二分支221之间形成缝隙；接地部分23，所述接地部分23与所述馈电部分21之间形成缝隙，所述接地部分23与耦合交指部分22之间形成缝隙，且所述接地部分23设有一开口，所述馈电部分21的馈电点212从所述开口伸出。
由上可以看出，本发明实施例印刷电路板天线，通过增加交指结构，可以加强耦合辐射，实现整个带宽范围内效率都满足产品要求，解决高频带宽较宽时的效率较低问题。
其中，所述馈电点212与射频电路（图中未示出）连接。所述馈电点212设置为从所述开口伸出，这样可以提供天线整个辐射带宽的高频部分。另外，在没有所述耦合交指部分22和接地部分23的情况下，印刷电路板天线可以做高频天线使用。
在上述实施例技术方案的基础上，优选的：所述馈电部分21包括直线段型213和所述第一分支211，各所述第一分支211从直线段型213的一侧伸出（例如，所述第一分支211从直线段型213的一侧平行伸出）；所述耦合交指部分22包括直线段型222和所述第二分支221，各所述第二分支221从直线段型222的一侧伸出（例如，所述第二分支221从直线段型222的一侧平行伸出），所述第二分支221与所述第一分支211相对交叉设置。
其中，本发明实施例中的交叉可以是只要有其中一个所述第一分支211和其中一个第二分支221交叉即可。并且各所述第一分支211和各所述第二分支221的数量可以根据需要设置相应的数量。如图3A-图3C所示，以便调谐天线带宽和谐振点，同时交叉部分的宽度和深度也可以根据需要设定，如图3D-图3F所示，以便调谐耦合强弱。该交叉布局结构使得所述印刷电路板天线能够以较小的尺寸满足天线设计高集成度的要求，并且能够加强耦合辐射，提升高频效率。
另外，各所述第一分支211的长度、第二分支221的长度、第一分支211和第二分支221之间的缝隙距离以及所述接地部分23与所述馈电部分21和所述耦合交指部分22之间的缝隙距离，可以根据实际需要设计为相等或不相等的模式，如图3G-图3I所示。
其中，所述接地部分23为具有所述开口的环形，围设在所述馈电部分21和所述耦合交指部分22的外侧，但本发明其他实施例接地部分的环绕形式并不限于此。所述接地部分23的外侧还设置有接地点231，该接地点231与PCB板的铺铜接触。
本发明实施例还提供一种印刷电路板，所述印刷电路板包括印刷电路板天线，参照图2，所述印刷电路板天线包括馈电部分21、耦合交指部分22和接地部分23。
其中，馈电部分21，具有至少一个第一分支211；耦合交指部分22，具有至少一个第二分支221，所述第一分支211和第二分支221之间形成缝隙；接地部分23，所述接地部分23与所述馈电部分21之间形成缝隙，所述接地部分23与耦合交指部分22之间形成缝隙，且所述接地部分23设有一开口，所述馈电部分21的馈电点212从所述开口伸出。
由上可以看出，本发明实施例印刷电路板天线，通过增加交指结构，可以加强耦合辐射，实现整个带宽范围内效率都满足产品要求，解决高频带宽较宽时的效率较低问题。
其中：所述馈电部分21包括直线段型213和所述第一分支211，各所述第一分支211从直线段型213的一侧伸出（例如，所述第一分支211从直线段型213的一侧平行伸出）；所述耦合交指部分22包括直线段型222和所述第二分支221，各所述第二分支221从直线段型222的一侧伸出（例如，所述第二分支221从直线段型222的一侧平行伸出），所述第二分支221与所述第一分支211相对交叉设置。
其中，本发明实施例中的交叉可以是只要有其中一个所述第一分支211和其中一个第二分支221交叉即可。并且各所述第一分支211和各所述第二分支221的数量可以根据需要设置相应的数量。如图3A-图3C所示，以便调谐天线带宽和谐振点，同时交叉部分的宽度和深度也可以根据需要设定，如图3D-图3F所示，以便调谐耦合强弱。该交叉布局结构使得所述印刷电路板天线能够以较小的尺寸满足天线设计高集成度的要求，并且能够加强耦合辐射，提升高频效率。
另外，各所述第一分支211的长度、第二分支221的长度、第一分支211和第二分支221之间的缝隙距离以及所述接地部分23与所述馈电部分21和所述耦合交指部分22之间的缝隙距离，可以根据实际需要设计为相等或不相等的模式，如图3G-图3I所示。
其中，所述接地部分23为具有所述开口的环形，围设在所述馈电部分21和所述耦合交指部分22的外侧，但本发明其他实施例接地部分的环绕形式并不限于此。所述接地部分23的外侧还设置有接地点231，该接地点231与PCB板的铺铜接触。
其中，进一步的或可选的，所述印刷电路板上可以配置有微带馈线，所述微带馈线与所述馈电点电连接。优选是微带馈线的阻抗特性为50欧姆。
图4为本发明实施例一的印刷电路板天线的频带特性示例图，该图作为反射系数S11测试结果的曲线显示了根据本发明实施例的印刷电路板天线的频带特性，涉及图2中所示出的结构。图4中曲线表示在所述印刷电路板天线被馈电时所述反射系数与工作频率的关系，其中，与所述馈电点电连接的微带馈线的阻抗特性可以为50欧姆。
所述曲线覆盖频率范围为600MHz~3GHz，在整个覆盖范围内，LTE（LongTerm Evolution）产品的两个频段791~960MHz和1710~2690MHz都被包含在内，并且在该图中其反射系数均低于-5dB，其中0dB代表全反射时的情况，通常来讲，低于-5dB时天线性能可接受，反射系数的值越低则性能越好，如曲线上点1坐标值（791MHz，-5.339dB）、点3坐标值（960MHz，-11.077dB）、点4坐标值（1710MHz，-6.461dB）、点9坐标值（2690MHz，-6.922dB）。
采用同样的单板分别布置图1所示的现有技术中的印制PCB天线结构与本发明印刷电路板天线，且所述单板上微带馈线的阻抗特性为50欧姆，对比效率的差异如图5所示。其中，曲线51显示了本发明印刷电路板天线结构中接地部分效率的波动，曲线52显示了本发明印刷电路板天线结构中耦合交指部分效率的波动。从实测情况上来看，本发明印刷电路板天线在低频以及2600MHz左右频段的效率，要优于现有技术中的印制PCB天线，其中曲线51较之现有技术天线至少有5%的增益，曲线52较之现有技术天线也至少有4%的增益，这说明了本发明印刷电路板天线对于改善天线性能，提升整机的无线收发能力有着重要的作用。
本发明实施例还提供了一种印刷电路板天线，包括馈电部分、耦合交指部分和接地部分，其中，所述馈电部分包括第一直线段型、馈电点和至少第一分支，所述第一分支从所述第一直线段型的一侧伸出，所述馈电点位于所述直线段型与所述第一分支相对侧；所述耦合交指部分包括第二直线段型和至少第二分支，所述第二分支从所述第二直线段型的一侧伸出，所述第一分支与所述第二分支交叉，并且所述第一分支与所述第二分支之间有缝隙；所述接地部分为具有开口的环状，所述接地部分围设所述馈电部分和所述耦合交指部分，所述接地部分与所述馈电部分之间形成有缝隙，所述接地部分与耦合交指部分之间形成有缝隙，所述馈电点从所述开口伸出，所述接地部分外侧与PCB板接触部有接地点。
可以看出，该印刷电路板天线包括馈电部分、耦合交指部分和接地部分，馈电部分与耦合交指部分呈交指状布局结构，使其在小尺寸印制天线的基础上，提升效率，尤其提高低频效率，并且无需匹配就可实现LTE全频覆盖；同时，高频的smith圆图较为收敛，高频段效率提升较为明显。
需要说明的是，上述实施例中提到的环形或环状，可以为矩形环形或矩形环状、当然也可以为其他环形或环状，本发明实施例对此并不限制。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种印刷电路板天线，其特征在于，包括：
馈电部分，具有至少一个第一分支；
耦合交指部分，具有至少一个第二分支，所述第一分支和第二分支之间形成缝隙；
接地部分，所述接地部分与所述馈电部分之间形成缝隙，所述接地部分与耦合交指部分之间形成缝隙，且所述接地部分设有一开口，所述馈电部分的馈电点从所述开口伸出。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板天线，其特征在于：
所述馈电部分包括第一直线段型和所述第一分支，所述第一分支从所述第一直线段型的一侧平行伸出；
所述耦合交指部分包括第二直线段型和所述第二分支，所述第二分支从所述第二直线段型的一侧平行伸出，所述第二分支与所述第一分支相对交叉设置。
3.根据权利要求2所述的印刷电路板天线，其特征在于：
所述第一分支和所述第二分支的长度相等或不相等，所述第一分支和所述第二分支之间的缝隙距离相等或不相等，所述接地部分与所述馈电部分之间的缝隙距离相等或不相等，所述接地部分与所述耦合交指部分之间的缝隙距离相等或不相等。
4.根据权利要求1-3任一所述的印刷电路板天线，其特征在于：
所述接地部分为具有所述开口的环形，围设在所述馈电部分和所述耦合交指部分的外侧。
5.根据权利要求4所述的印刷电路板天线，其特征在于：所述接地部分的外侧还设置有接地点。
6.一种印刷电路板，其特征在于：所述印刷电路板包括权利要求1-5任一所述的印刷电路板天线。
7.根据权利要求6所述的印刷电路板，其特征在于：所述印刷电路板上配置有微带馈线，所述微带馈线与所述馈电点电连接。
8.根据权利要求7所述的印刷电路板，其特征在于：所述微带馈线的阻抗特性可以为50欧姆。
9.一种印刷电路板天线，其特征在于，包括馈电部分、耦合交指部分和接地部分，其中，所述馈电部分包括第一直线段型、馈电点和至少第一分支，所述第一分支从所述第一直线段型的一侧伸出，所述馈电点位于所述直线段型与所述第一分支相对侧；所述耦合交指部分包括第二直线段型和至少第二分支，所述第二分支从所述第二直线段型的一侧伸出，所述第一分支与所述第二分支交叉，并且所述第一分支与所述第二分支之间有缝隙；所述接地部分为具有开口的环状，所述接地部分围设所述馈电部分和所述耦合交指部分，所述接地部分与所述馈电部分之间形成有缝隙，所述接地部分与耦合交指部分之间形成有缝隙，所述馈电点从所述开口伸出，所述接地部分外侧与PCB板接触部有接地点。
10.根据权利要求9所述的印刷电路板天线，其特征在于：
所述第一分支和所述第二分支的长度相等或不相等，所述第一分支和所述第二分支之间的缝隙距离相等或不相等，所述接地部分与所述馈电部分之间的缝隙距离相等或不相等，所述接地部分与所述耦合交指部分之间的缝隙距离相等或不相等。
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