CN104157963A - 一种高增益倒f型天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多段式高增益的倒F型天线，包含一个主辐射段，一个信号转换段，一个次辐射段，信号转换段利用主辐射段的末端的折线部，折线长度严格遵从天线信号频率的1/2波长规律，使得达到次辐射段的信号回复原始相位，确保次辐射段能够与主辐射段的辐射能够得到一致，信号传输到次辐射段形成第二次辐射，使得主辐射段和次辐射段的辐射信号重叠，达成实现高增益的目标，整个天线的结构可以采用软电路板（FPCB）的印刷方式，也可以采用模具冲压获得金属片结构的形式，也可以直接印刷在PCB电路板上使用。

Description

一种高增益倒F型天线

技术领域

本发明涉及倒F型天线，特别是一种可以在极小空间实现超过常规增益值的改良型倒F型天线。

背景技术

现在随着移动通讯的飞速发展，各种移动终端设备在社会上的普及率提升速度非常快，而且基于国家“三网合一”的大政策背景下，互联网、广播电视网、数据通信网将合并一网，丰富的网络信息资源，可以让个人通过一个网络得到所期望的信息，也可以让企业提供丰富多样的形式接入网络，在这其中，最方便、最快捷的方式就是无线接入方式，因为无线的接入方式节约了大量的网络铺设费用，可以快速规划、快速安装、快速投入使用，维护也相对简洁。在整个社会的无线网络用户中，占据最大数量的群体是移动终端用户，顾名思义，移动终端的特点就是轻、薄、小，最大的优势就是便携、使用方便，所以为了满足这种产品的特点，相应的内置天线就需要同样的轻、薄、小，而且天线自身的性能却不能明显降低，现在的内置天线的大部分数量使用倒F型天线（PIFA）的设计形式，但是这种天线有个很致命的缺陷，增益偏低，常规的全向平均增益值无法超过1.5dBi，这就严重影响了移动终端产品在弱信号环境中的使用效果。

常规倒F具有结构简单、重量轻、可共形、制造成本低、辐射效率高、容易实现多频段工作等独特优点。倒F天线是在倒L天线abc的垂直元末端加上一个倒L结构edb构成。它使用附加的edb结构来调整天线和馈电同轴线的匹配。该天线具有低轮廓结构，辐射场具有水平和垂直两种极化，另外由于结构紧凑而且具有等方向辐射特性，同时其良好的接地设计可以有效提高天线的工作效率。图1所示是典型的倒F型天线结构图，该天线可以看作是e端短路，a端开路的谐振器，所以，a端电压最大，电流为零，e端电压为零，电流最大。由于倒F天线的结构中包含了接地的金属面，可以降低对射频模块中接地金属面的敏感度，因此非常适合用于片上系统。另外，由于倒F天线只需利用金属导体配合适当的馈线来调整天线短路端到接地面的位置，因而制作成本较低，可以直接与PCB电路板焊接在一起。

发明内容

本发明的目的在提供一种高增益的倒F型天线。

本发明通过下述技术方案实现：一种高增益倒F型天线，包括：

主辐射段，所述的主辐射段上设置有天线接地点，所述的天线接地点连接有地线，在所述的主辐射段中间位置上设置信号馈入点。

所述的天线接地点的地线至所述的信号馈入点间连接形成信号通路，产生主辐射段的第一次辐射；还包括次辐射段和信号转换段。

所述的信号转换段为设置在主辐射段末端的折线部。

所述的次辐射段为从所述的信号转换段延伸出来的第二辐射部。

所述的信号转换段的折线部长度为规定频率的1/2波长，使传输信号通过回复到信号的原始相位，再通过所述的次辐射段形成第二次辐射。

本发明的倒F型天线，是一种可以在极小空间实现超过常规增益值的改良型天线。主辐射段为整体结构实现第一次的天线辐射效果，次辐射段在主辐射段后通过信号转换段得到传输信号，与主辐射段折线段形成串联信号结构，然后信号通过次辐射段形成二次天线辐射效果。两端辐射体之间的关系为电信号的串联，主辐射段和次辐射段的两次辐射效果叠加，达成实现高增益的目标。极大改善用户在弱信号环境中的信号收发效果，可以避免为了提供增益而使用尺寸过大的天线，降低整个终端设备的便携型和使用方便型。

本发明在常规倒F型（PIFA）天线的基础上，提供了一种多段式高增益的新型结构，内部包含一个主辐射段，一个信号转换段，一个次辐射段，信号转换段利用主辐射段的末端的折线部，折线长度严格遵从天线信号频率的1/2波长规律，使得达到次辐射段的信号回复原始相位，确保次辐射段能够与主辐射段的辐射能够得到一致，信号传输到次辐射段形成第二次辐射，使得主辐射段和次辐射段的辐射信号重叠，达成实现高增益的目标，整个天线的结构可以采用软电路板（FPCB）的印刷方式，也可以采用模具冲压获得金属片结构的形式，也可以直接印刷在PCB电路板上使用。

本发明采用改良型倒F天线的结构，提高了增益，同时确保了天线的小型化，低轮廓尺寸的特点，节省了成本，维持了产品的整体外观。

附图说明

图1是现有技术中的倒F天线结构示意图。

图2是本发明的倒F天线结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1请参见图2，本实施例提供的改良型高增益倒F型天线，具有主辐射段30，信号转换段40，次辐射段50，信号馈入点20，天线接地点10，次辐射段信号馈入点60。

主辐射段30上设置有天线接地点10，天线接地点10连接有地线，在主辐射段30中间位置上设置信号馈入点20；天线接地点10的地线至信号馈入点20间连接形成信号输入阻抗匹配通路；信号馈入点20至主辐射段30的末端，产生主辐射段的第一次辐射；信号转换段40为设置在主辐射段30末端的折线部；通过次辐射段50信号馈入点60接入次辐射段馈线接入到次辐射段50；次辐射段50为从信号转换段40延伸出来的第二辐射部；信号转换段40的折线部长度为规定频率的1/2波长，使传输信号通过回复到信号的原始相位，再通过次辐射段50形成第二次辐射。这样到达次辐射段50的信号回复原始相位，确保次辐射段50能够与主辐射段30的辐射能够得到一致，信号传输到次辐射段50形成第二次辐射，使得主辐射段30和次辐射段50的辐射信号重叠，达成实现高增益的目标。

信号馈入点20处于信号线中段，主辐射段30为整体型，利用最小的空间尺寸达到谐振在规定的工作频率范围，并且在最小尺寸内实现信号的完整转换40效果，使用折线形式将信号传输到次辐射段上50。

本实施例的思路是，以主辐射段30为第一辐射体，通过信号转换段40，将信号传递到次辐射段50，以次辐射段50为第二辐射体，提供两次辐射信号的叠加，达成天线总辐射增益的提高。

本实施例的倒F型天线可以直接印刷于PCB电路板上，采用平面结构形式。

本实施例的倒F型天线采用完全一样的尺寸和结构，设计五金冲压模具，制作五金形式的天线，使用于产品的内部安装方式。

本实施例的倒F型天线也可以采用完全一样的尺寸和结构，设计软PCB，背面覆盖不干胶，贴于产品内部任意位置使用。该PCB软板用于承载上述主辐射段、耦合段、次辐射段各部分，并且该软板可折叠卷绕，也可以背面增加胶面，用于贴附与任何塑胶材质表面，不占用额外的产品空间。

本实施例的倒F型天线结构可以采用五金冲压制作工艺实现，对应此结构设计五金模具冲压成型。 

Claims (5)

1.一种高增益倒F型天线，包括：

主辐射段，所述的主辐射段上设置有天线接地点，所述的天线接地点连接有地线，在所述的主辐射段中间位置上设置信号馈入点；

其特征在于：所述的天线接地点(10)的地线至所述的信号馈入点(20)间连接形成信号通路，产生主辐射段的第一次辐射；

还包括次辐射段(50)和信号转换段(40)；

所述的信号转换段(40)为设置在主辐射段(30)末端的折线部；

所述的次辐射段(50)为从所述的信号转换段(40)延伸出来的第二辐射部；

所述的信号转换段(40)的折线部长度为规定频率的1/2波长，使传输信号通过回复到信号的原始相位，再通过所述的次辐射段(50)形成第二次辐射。

2.根据权利要求1所述的高增益倒F型天线，其特征在于：还包括一个PCB软板，所述的PCB软板用于承载所述的主辐射段(30)、信号转换段(40)、次辐射段(50)，所述的PCB并软板可折叠卷绕，也可以背面增加胶面。

3.根据权利要求1所述的高增益倒F型天线，其特征在于：所述的主辐射段(30)、信号转换段(40)、次辐射段(50)由五金模具冲压成型。

4.根据权利要求1所述的高增益倒F型天线，其特征在于：所述的主辐射段(30)、信号转换段(40)、次辐射段(50)可以直接制作为印刷电路板的形式，与使用该天线的整机电路的PCB合并为一体。

5.根据权利要求1至4中任一所述的高增益倒F型天线，其特征在于：所述的主辐射段(30)为整体形，所述的次辐射段(50)为“7”字型导体。