CN104078747A - 多频偶极天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多频偶极天线，其包括印刷电路板、设于印刷电路板上的辐射部和接地部以及与印刷电路板电性连接的馈线，所述辐射部上设有馈点，所述馈线包括电性连接至馈点的中心导线、包覆中心导线的绝缘层及包覆绝缘层的屏蔽编织层，所述屏蔽编织层连接到接地部上，所述多频偶极天线还设有安装并电性连接于接地部或辐射部上的结合件，所述结合件至少部分悬空设置于辐射部或接地部的上方，用于增强辐射部与接地部之间的耦合作用。

Description

多频偶极天线

【技术领域】

本发明涉及一种天线，尤其涉及一种用在电子设备中的多频偶极天线。

【背景技术】

随着具有无线传输能力的产品日益普及，对于使用者而言，可以不受环境的限制以无线方式传输资料是件十分便利的事情。然而其传输品质与具有无线传输能力的产品所采用的天线有着密切的关联性，因此天线的品质对于发展无线通讯技术扮演着重要角色。

传统的偶极天线或是螺旋型天线等等，由于其体积较大，使得无线通讯装置朝微小化发展受到阻碍。因此近年来已有无线通讯业人士利用平板天线的原理开发出体积较小的印刷电路板天线。

印刷电路板天线乃是将无线传输系统整合在一印刷电路板上，所以不仅体积可以做的相当小，且其制造成本也大幅下降许多。这是因为印刷电路板天线不需要机械结构或是其它连接器所致。

于2004年5月26日公告的公告号为CN2618391的中国专利揭示了一种用于移动装置上的三频天线，其包括辐射部、接地部以及一馈线，该天线的设计虽然能够达到天线体积微小化的目的，但是由于其辐射部和接地部隔离，天线处在强烈电磁场时，该干扰电磁场所产生的干扰信号将经过辐射部进入系统，使得系统无法辨别原始信号和干扰信号，从而导致系统无法作用，且该设计达到的频宽的较少，并不能满足目前市场上对天线的需求，不适于大规模的生产。

鉴于以上问题，实有必要对现有技术进行改进以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可提升频宽与辐射效能的多频偶极天线。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多频偶极天线，其包括印刷电路板、设于印刷电路板上的辐射部和接地部以及与印刷电路板电性连接的馈线，所述辐射部上设有馈点，所述馈线包括电性连接至馈点的中心导线、包覆中心导线的绝缘层及包覆绝缘层的屏蔽编织层，所述屏蔽编织层连接到接地部上，所述多频偶极天线还设有安装并电性连接于接地部或辐射部上的结合件，所述结合件至少部分悬空设置于辐射部或接地部的上方，用于增强辐射部与接地部之间的耦合作用。

相较于现有技术，本发明所揭示的多频偶极天线设有一与印刷电路板上的接地部或辐射部电性连接的结合件，该结合件至少部分悬空设置于接地部或辐射部的上方，可增强接地部与辐射部之间的耦合作用，良好的提升了天线的频宽与辐射效能，符合目前市场上对于多频宽天线的需求，适于大规模的生产。

具体实施结构如下：

所述结合件包括安装于接地部上的连接部、自连接部的靠近辐射部一侧的边缘向上延伸形成的竖直部及自竖直部向辐射部方向延伸形成的延伸部，所述延伸部形成上述至少部分悬空设置于辐射部的上方的部分。

所述结合件包括安装于辐射部上的连接部、自连接部的靠近接地部一侧的边缘向上延伸形成的竖直部及自竖直部向接地部方向延伸形成的延伸部，所述延伸部形成上述至少部分悬空设置于接地部的上方的部分。

所述延伸部包括第一延伸部及自第一延伸部继续延伸的第二延伸部。

所述第一延伸部的宽度大于第二延伸部的宽度，所述第一延伸部的长度小于第二延伸部的长度。

所述第二延伸部为长条状或弯折状。

所述多频偶极天线包括一对长边及连接一对长边的一对短边，所述辐射部包括靠近接地部的呈长方形的第一部分及自第一部分的中间区域分别倾斜延伸到两长边的开槽，所述开槽将辐射部剩余的部分分成自第一部分中间区域延伸出去的第二部分及自第一部分的两侧分别延伸出去的第三部分，所述第二部分上的短边为弧形结构，所述馈点至弧形结构形成工作于LTE的698MHz-960MHz频段，所述馈点至第三部分、至开槽以及至第二部分上的长边均可形成工作于LTE的1710MHz -2700MHz频段。

所述馈点至辐射部的第一部分形成工作于Wi-Fi的5.15GHz-5.85GHz频段，所述馈点至第三部分、至开槽以及至第二部分上的长边均可形成工作于Wi-Fi的2.4GHz-2.5GHz频段。

所述馈点至第二部分上的长边形成工作于GPS的1575.42MHz频段。

所述结合件为金属片冲压切割形成。

【附图说明】

图1是符合本发明多频偶极天线的第一实施例的立体视图；

图2是图1所示的多频偶极天线的部分分解图；

图3是图1所示的多频偶极天线的分解图；

图4是符合本发明多频偶极天线的第二实施例的立体视图；

图5符合本发明多频偶极天线的第三实施例的立体视图；

图6是图5所示的多频偶极天线的部分分解图；

图7符合本发明多频偶极天线的第四实施例的立体视图；

图8是符合本发明多频偶极天线的电压驻波比(Voltage Standing Wave Radio, VSWR ) 测试图。

【主要元件符号说明】

多频偶极天线	100，200，300，400	印刷电路板	1，2，3，4
				馈点	10，20，30，40	辐射部	11，21，31，41
第一部分	110，310	第二部分	111，311
				弧形结构	1110，3110	第三部分	112，312
接地部	12，22，32，42	第四部分	120，320
				第五部分	121，321	第六部分	122，322
矩形槽道	126，326	“L”型槽道	127，327
				馈线	13，23，33，43	中心导线	131，331
绝缘层	132，332	屏蔽编织层	133，333
				结合件	14，24，34，44	连接部	140，240，340，440
接脚	1400，3400	竖直部	141，241，341，441
				延伸部	142，242，342，442	第一延伸部	1421，2421，3421，4421
第二延伸部	1422，2422，3422，4422	让位槽道	143，343
				长边	15，35	短边	16，36
开槽	17，37	基板	18，38
				框口	181，381	安装孔	19，39

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】

如图1至图3所示为符合本发明的第一实施例的多频偶极天线100。该实施例中多频偶极天线100包括印刷电路板1、设于印刷电路板1上的辐射部11与接地部12、与印刷电路板1电性连接的馈线13以及安装并电性连接于接地部12上的结合件14，所述辐射部11上设有馈点10，所述结合件14至少部分悬空设置于辐射部11上方，用于增强接地部12与辐射部11之间的耦合作用。

所述多频偶极天线100为狭长状，其设有一对长边15及连接一对长边15的一对短边16。

辐射部11呈矩形，其包括靠近接地部12的呈长方形状的第一部分110及自第一部分110的中间区域（未标号）分别向两长边15倾斜延伸到长边15的开槽17，所述开槽17将辐射部11剩余的部分分成自第一部分110中间区域（未标号）延伸出去的第二部分111及自第一部分110的两侧分别延伸出去的第三部分112。于本实施方式中，所述第一部分110呈矩形状，所述第三部分112呈三角形状。所述第二部分111包括与第一部分110连接的等腰梯形、继续延伸的长方形及末端的圆弧状，上述短边16形成圆弧状上的弧形结构1110。所述馈点10至弧形结构1110形成工作于LTE的698MHz-960MHz频段，所述馈点10至第三部分112、至开槽17以及至第二部分111上的长边15均可形成工作于LTE的1710 MHz-2700MHz频段，所述馈点10至辐射部11的第一部分110形成工作于Wi-Fi的5.15GHz-5.85GHz频段，所述馈点10至第三部分112、至开槽17以及至第二部分111上的长边15均可形成工作于Wi-Fi的2.4GHz-2.5GHz频段，所述馈点10至第二部分111上的长边15形成工作于GPS的1575.42MHz频段。所述开槽17同时可以起到将高频区域与低频区域间隔开，防止产生辐射干扰，从而降低辐射效能。

接地部12呈矩形，其包括靠近辐射部11的且与第一部分110对称设置的呈矩形状的第四部分120及自第四部分120的中间区域（未标号）继续延伸的矩形槽道126以及以该矩形槽道126为对称轴并与该矩形槽道126间隔设置的“L”型槽道127。所述矩形槽道126与“L”型槽道127将接地部12剩余的部分分为自第四部分120两侧分别延伸出去的第五部分121与第六部分122。于本实施方式中，所述第五部分121呈矩形状，所述第六部分122呈“L”型。所述第四部分120形成工作于Wi-Fi的5.15GHz-5.85GHz频段，所述第五部分121、“L”型槽道127及位于第六部分122上的部分长边均可形成工作于LTE的1710 MHz-2700MHz频段及工作于Wi-Fi的2.4GHz-2.5GHz频段，所述第六部分122形成工作于LTE的698MHz-844MHz频段。

结合件14为金属片冲压切割制成，其至少部分悬空设置于辐射部11的上方。该结合件14包括安装于接地部12上的连接部140、自连接部140的靠近辐射部11一侧的边缘向上延伸形成的竖直部141及自竖直部141向辐射部11方向延伸形成的延伸部142，所述延伸部142形成上述至少部分悬空设置于辐射部11的上方。所述延伸部142包括第一延伸部1421及自第一延伸部1421继续向前延伸的第二延伸部1422。所述第一、第二延伸部1421、1422位于辐射部11的正上方，所述第一延伸部1421的宽度a₁大于第二延伸部1422的宽度a₂，第一延伸部1421的长度A₁小于第二延伸部1422的长度A₂。所述第二延伸部1422为长条状。所述第一延伸部1421对5.15GHz-5.85GHz的频段具有补强作用。所述第二延伸部1422形成工作于LTE的844MHz-960MHz、1710MHz-2100MHz频段和工作于GPS的1575.42MHz频段。所述连接部140包括若干接脚1400，所述结合件14还设有一让位槽道143，该让位槽道143自连接部140的中间区域开设并延伸至竖直部141，便于前述馈线13穿过后电性连接至辐射部11的馈点10上。所述结合件14可用于增强辐射部11与接地部12之间的耦合作用。

印刷电路板1为狭长状，其包括承载上述接地部12与辐射部11的基板18以及若干安装孔19。所述辐射部11与接地部12对称且间隔设置于基板18的同一面上。所述基板18上设有一框口181，上述“L”型槽道127位于框口181的两侧且不与框口181相连，所述框口181起到一让位的作用，便于印刷电路板1与外部结构连接。于本实施方式中，该等安装孔19与接地部12设在同一侧，上述结合件14的接脚1400焊接至安装孔19，当然结合件14也可通过其他方式与印刷电路板1连接。

所述馈线13包括电性连接至馈点10的中心导线131、包覆中心导线131的绝缘层132及包覆绝缘层132的屏蔽编织层133。所述屏蔽编织层133连接到接地部12上。

图4所示为符合本发明的第二实施例的多频偶极天线200。该实施例中多频偶极天线200同样包括印刷电路板2、设于印刷电路板2上的辐射部21与接地部22、与印刷电路板2电性连接的馈线23以及安装并电性连接于接地部22上的结合件24，所述辐射部21上设有馈点20，所述结合件24至少部分悬空设置于辐射部21上方，用于增强接地部22与辐射部21之间的耦合作用。所述多频偶极天线200与所述多频偶极天线100的不同在于：该结合件24包括安装于接地部22上的连接部240、自连接部240的靠近辐射部21一侧的边缘向上延伸形成的竖直部241及自竖直部241向辐射部21方向延伸形成的延伸部242，所述延伸部242形成上述至少部分悬空设置于辐射部21的上方。所述延伸部242包括第一延伸部2421及自第一延伸部2421继续向前延伸的第二延伸部2422。所述第一、第二延伸部2421、2422位于辐射部11的正上方，所述第一延伸部2421的宽度b₁大于第二延伸部2422的宽度b₂，第一延伸部2421的长度B₁小于第二延伸部1422的长度B₂。所述第二延伸部1422为弯折状。

如图5至图6所示为符合本发明的第三实施例的多频偶极天线300。该实施例中多频偶极天线300包括印刷电路板3、设于印刷电路板3上的辐射部31与接地部32、与印刷电路板3电性连接的馈线33以及安装并电性连接于辐射部31上的结合件34，所述辐射部31上设有馈点30，所述结合件34至少部分悬空设置于接地部32上方，用于增强接地部32与辐射部31之间的耦合作用。

所述多频偶极天线300为狭长状，其设有一对长边35及连接一对长边35的一对短边36。

辐射部31呈矩形，其包括靠近接地部32的呈长方形状的第一部分310及自第一部分310的中间区域（未标号）分别向两长边35倾斜延伸到长边35的开槽37，所述开槽37将辐射部31剩余的部分分成自第一部分310中间区域（未标号）延伸出去的第二部分311及自第一部分310的两侧分别延伸出去的第三部分312。于本实施方式中，所述第一部分310呈矩形状，所述第三部分312呈三角形状。所述第二部分311包括与第一部分310连接的等腰梯形、继续延伸的长方形及末端的圆弧状，上述短边16形成圆弧状上的弧形结构3110。所述馈点30至弧形结构3110形成工作于LTE的698MHz-960MHz频段，所述馈点30至第三部分312、至开槽37以及至第二部分311上的长边35均可形成工作于LTE的1710MHz-2700MHz频段，所述馈点30至辐射部31的第一部分310形成工作于Wi-Fi的5.15GHz-5.85 GHz频段，所述馈点30至第三部分312形成工作于Wi-Fi的2.4GHz-2.5GHz频段，所述馈点30至第二部分311上的长边35形成工作于GPS的1575.42MHz频段。所述开槽37同时可以起到将高频区域与低频区域间隔开，防止产生辐射干扰，从而降低辐射效能。

接地部32呈矩形，其包括靠近辐射部31的且与第一部分310对称设置的呈矩形状的第四部分320及自第四部分320的中间区域（未标号）继续延伸的矩形槽道326以及以该矩形槽道326为对称轴并与该矩形槽道326间隔设置的“L”型槽道327。所述矩形槽道326与“L”型槽道327将接地部32剩余的部分分为自第四部分320两侧分别延伸出去的第五部分321与第六部分322。于本实施方式中，所述第五部分321呈矩形状，所述第六部分322呈“L”型。所述第四部分320形成工作于Wi-Fi的5.15GHz-5.85GHz频段，所述第五部分321、“L”型槽道327及位于第六部分322上的部分长边35均可形成工作于LTE的1710 MHz-2700MHz频段及工作于Wi-Fi的2.4GHz-2.5GHz频段，所述第六部分322形成工作于LTE的698MHz-844MHz频段。

结合件34为金属片冲压切割制成，其至少部分悬空设置于接地部32的上方。该结合件34包括安装于辐射部31上的连接部340、自连接部340的靠近接地部32一侧的边缘向上延伸形成的竖直部341及自竖直部341向接地部32方向延伸形成的延伸部342，所述延伸部342形成上述至少部分悬空设置于接地部32的上方。所述延伸部342包括第一延伸部3421及自第一延伸部3421继续向前延伸的第二延伸部3422。所述第一、第二延伸部3421、3422位于接地部32的正上方，所述第一延伸部3421的宽度c₁大于第二延伸部3422的宽度c₂，第一延伸部3421的长度C₁小于第二延伸部3422的长度C₂。所述第二延伸部3422为长条状。所述第一延伸部3421对5.15GHz-5.85GHz的频段具有补强作用。所述第二延伸部3422形成工作于LTE的844MHz-960MHz、1710MHz-2100MHz频段和工作于GPS的1575.42MHz频段。所述连接部340包括若干接脚3400，所述结合件34还设有一让位槽道343，该让位槽道343自连接部340的中间区域开设并延伸至竖直部341，便于前述馈线33穿过后电性连接至辐射部31的馈点30上。所述结合件34可用于增强辐射部31与接地部32之间的耦合作用。

印刷电路板3为狭长状，其包括承载上述接地部32与辐射部31的基板38以及若干安装孔39。所述辐射部31与接地部32对称且间隔设置于基板38的同一面上。所述基板38上设有一框口381，上述“L”型槽道327位于框口381的两侧且不与框口381相连，所述框口381起到一让位的作用，便于印刷电路板3与外部结构连接。于本实施方式中，该等安装孔39设在辐射部31的第一部分310上，上述结合件34的接脚3400焊接至安装孔39，当然结合件34也可通过其他方式与印刷电路板3连接。

馈线33包括电性连接至馈点30中心导线331、包覆中心导线331的绝缘层332及包覆绝缘层332的屏蔽编织层333。所述屏蔽编织层333连接到接地部32上。

图7所示为符合本发明的第四实施例的多频偶极天线400。该实施例中多频偶极天线400同样包括印刷电路板4、设于印刷电路板4上的辐射部41与接地部42、与印刷电路板4电性连接的馈线43以及安装并电性连接于辐射部41上的结合件44，所述辐射部41上设有馈点40，所述结合件44至少部分悬空设置于接地部42上方，用于增强接地部42与辐射部41之间的耦合作用。所述多频偶极天线400与所述多频偶极天线300的不同在于：该结合件44包括安装于辐射部41上的连接部440、自连接部440的靠近接地部42一侧的边缘向上延伸形成的竖直部441及自竖直部441向接地部42方向延伸形成的延伸部442，所述延伸部442形成上述至少部分悬空设置于接地部42的上方。所述延伸部442包括第一延伸部4421及自第一延伸部4421继续向前延伸的第二延伸部4422。所述第一、第二延伸部4421、4422位于接地部42的正上方，所述第一延伸部4421的宽度d₁大于第二延伸部2422的宽度d₂，第一延伸部2421的长度D₁小于第二延伸部1422的长度D₂。所述第二延伸部1422为弯折状。

该多频偶极天线100，200，300，400在698 MHz -960MHz、1710 MHz -2700MHz、1575.42MHz、2.4GHz-2.5GHz和5.15GHz-5.85GHz的频段下测得的电压驻波比均达到VSWR小于3.0的设计规格要求。图8是图1至图7所示的多频偶极天线100，200，300，400在该坐标系中的电压驻波比(VSWR)测试图。其中图8所示是符合本发明的500MHz-3GHz的电压驻波比测试图，横坐标表示频率（MHz），纵坐标表示电压驻波比(VSWR)。该多频偶极天线100，200，300，400在698MHz、925MHz、960MHz、1477MHz、1575 MHz、1700 MHz、2700 MHz、2719MHz的频率下测得的电压驻波比分别为1.2949、1.8251、1.8692、1.6021、2.3306、1.2655、1.2272、1.2948，均达到VSWR小于3.0的设计规格要求。

本发明的多频偶极天线100，200，300，400通过于辐射部11，21，31，41或者接地部12，22，32，42上设置一结合件14，24，34，44，使得天线适用于不同频段并具有宽频的效果，有效的增强了天线的辐射功能。本发明的多频偶极天线涵盖了LTE的所有频段。可工作于LTE 的698MHz -960MHz 和1710MHz -2700MHz频段上、GPS的1575.42MHz频段上以及Wi-Fi dual band 的2.4GHz-2.5GHz和5.15GHz-5.85GHz频段上等各种标准的无线区域网电子装置中以及各种标准的行动通讯电子装置中。其特有的多频宽更好的适应于目前市场上对超宽频率的需求，适于大规模的生产。

以上所述仅为本发明最优等的几种实施方式但并不局限于上述实施方式，电性安装于印刷电路板1，2，3，4上的结合件14，24，34，44从辐射部11，21，31，41或接地部12，22，32，42延伸出并延伸向辐射部11，21，31，41或接地部12，22，32，42上的此类结构均为本发明的权利要求所涵盖。从本发明本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变化，比如印刷电路板1，2，3，4尺寸形状的改变、结合件14，24，34，44尺寸形状的改变等均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种多频偶极天线，其包括印刷电路板、设于印刷电路板上的辐射部和接地部以及与印刷电路板电性连接的馈线，所述辐射部上设有馈点，所述馈线包括电性连接至馈点的中心导线、包覆中心导线的绝缘层及包覆绝缘层的屏蔽编织层，所述屏蔽编织层连接到接地部上，其特征在于：所述多频偶极天线还设有安装并电性连接于接地部或辐射部上的结合件，所述结合件至少部分悬空设置于辐射部或接地部的上方，用于增强辐射部与接地部之间的耦合作用。

2.如权利要求1所述的多频偶极天线，其特征在于：所述结合件包括安装于接地部上的连接部、自连接部的靠近辐射部一侧的边缘向上延伸形成的竖直部及自竖直部向辐射部方向延伸形成的延伸部，所述延伸部形成上述至少部分悬空设置于辐射部的上方的部分。

3.如权利要求1所述的多频偶极天线，其特征在于：所述结合件包括安装于辐射部上的连接部、自连接部的靠近接地部一侧的边缘向上延伸形成的竖直部及自竖直部向接地部方向延伸形成的延伸部，所述延伸部形成上述至少部分悬空设置于接地部的上方的部分。

4.如权利要求2或3所述的多频偶极天线，其特征在于：所述延伸部包括第一延伸部及自第一延伸部继续延伸的第二延伸部。

5.如权利要求4所述的多频偶极天线，其特征在于：所述第一延伸部的宽度大于第二延伸部的宽度，所述第一延伸部的长度小于第二延伸部的长度。

6.如权利要求4所述的多频偶极天线，其特征在于：所述第二延伸部为长条状或弯折状。

7.如权利要求1所述的多频偶极天线，其特征在于：所述多频偶极天线包括一对长边及连接一对长边的一对短边，所述辐射部包括靠近接地部的呈长方形的第一部分及自第一部分的中间区域分别倾斜延伸到两长边的开槽，所述开槽将辐射部剩余的部分分成自第一部分中间区域延伸出去的第二部分及自第一部分的两侧分别延伸出去的第三部分，所述第二部分上的短边为弧形结构，所述馈点至弧形结构形成工作于LTE的698MHz-960MHz频段，所述馈点至第三部分、至开槽以及至第二部分上的长边均可形成工作于LTE的1710MHz -2700MHz频段。

8.如权利要求6所述的多频偶极天线，其特征在于：所述馈点至辐射部的第一部分形成工作于Wi-Fi的5.15GHz-5.85GHz频段，所述馈点至第三部分、至开槽以及至第二部分上的长边均可形成工作于Wi-Fi的2.4GHz-2.5GHz频段。

9.如权利要求6所述的多频偶极天线，其特征在于：所述馈点至第二部分上的长边形成工作于GPS的1575.42MHz频段。

10.如权利要求1所述的多频偶极天线，其特征在于：所述结合件为金属片冲压切割形成。