CN104795628A - 一种利用pcb板净空实现双频谐振的地辐射天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，包括PCB板和多分支金属导带，PCB板为接地板，PCB板的一边缘上设置有一净空区，多分支金属导带设置在净空区内；多分支金属导带包括：T型导带分支，包括组成横向部分的第一分支和第二分支、竖向部分的第三分支，第一分支、第二分支的末端分别通过第一电容、第二电容连接到PCB板的非净空区上；第四分支，一端连接第三分支的末端，另一端连接PCB板的非净空区，且连接处连接馈源。第四分支、第三分支、第一分支、第一电容与PCB板的非净空区构成第一谐振回路，第四分支、第三分支、第二分支、第二电容与PCB板的非净空区构成第二谐振回路。

Description

一种利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线

技术领域

本发明涉及天线设计技术领域，特别涉及一种利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线。

背景技术

移动互联网的发展对天线的设计提出了更高的要求，要求天线具有多频带、小体积、高效率等性能。当前常规的天线形式如倒F型天线、倒L型天线、单极子天线、环状天线等都对天线的体积或面积有一定的要求，使得天线整体尺寸较大；另外，现有终端设备中的PCB板通常至作为天线地来使用，间接的导致天线占用空间大的问题；采用传统的天线技术，无疑会增大整个终端设备的体积，无法适应现在市场对于终端设备越来越薄的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，包括一PCB板和多分支金属导带，所述PCB板为地板，所述PCB板的一边缘上设置有一净空区，所述多分支金属导带设置在所述净空区内，且与所述PCB板的非净空区部分连接；所述多分支金属导带包括：

T型导带分支，包括构成横向部分的第一分支和第二分支、构成竖向部分的第三分支，所述第一分支和第二分支向所述第三分支的两侧延伸，且所述第一分支的末端通过第一电容连接到PCB板的非净空区上，第二分支的末端通过第二电容连接到PCB板的非净空区上；

第四分支，一端连接到第三分支的末端，另一端连接到PCB板的非净空区上，且与PCB板非净空区的连接处连接馈源；

所述第四分支、第三分支、第一分支、第一电容与PCB板的非净空区构成第一谐振回路，所述第四分支、第三分支、第二分支、第二电容与PCB板的非净空区构成第二谐振回路。

较佳地，所述第一分支和第二分支沿所述净空区的外侧边设置，且第一分支和第二分支的沿线无PCB板的非净空区设置。

较佳地，所述第四分支连接到所述第三分支的左侧或右侧的PCB板的非净空区上。

较佳地，所述多分支金属导带还包括有第五分支，所述第五分支的一端连接到第三分支的末端，另一端通过第三电容连接到PCB板的非净空区上；所述第四分支、第五分支、第三电容与PCB板的非净空区构成匹配回路。

较佳地，所述第五分支与所述第四分支呈U型结构。

较佳地，所述第五分支沿所述第三分支的延长线设置。

较佳地，所述PCB板为单面覆铜介质板。

较佳地，所述多分支金属导带设置在PCB板所在的平面上。

较佳地，所述第一电容、第二电容、第三电容采用集总电容。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明提供的一种利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线， PCB板作为接地板的同时，又作为天线的一部分参与辐射，大大减小了天线的体积，从而有利于减小整个终端设备的体积；

另外，本发明通过多分支金属导带的设置以及电容的设置，并通过合理的电路调节（例如T型导带分支的尺寸、电容电容值的改变），最大限度的改善天线性能，使得本发明实现了双。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本发明实施例一的示意图;

图2为本发明实施例一第一谐振回路的电流流向图；

图3为本发明实施例一第二谐振回路的电流流向图；

图4为本发明实施例一的回波损耗图；

图5为本发明实施例一的效率图；

图6为本发明实施例一在1570MHz频点谐振时的二维方向图；

图7为本发明实施例一在2450MHz频点谐振时的二维方向图；

图8为本发明实施例二的示意图;

图9为本发明实施例三的示意图。

符号说明：

1-PCB板

2-多分支金属导带

21-第一分支

22-第二分支

23-第三分支

24-第四分支

25-第五分支

31-第一电容

32-第二电容

33-第三电容

4-馈电点。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

实施例一

参照图1-7，本发明提供了一种利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，PCB板1和多分支金属导带2，利用PCB板作为天线的一部分，在净空处多分支金属导带，形成双辐射环路，实现双频谐振，这种天线技术可以广泛地应用到笔记本、手机等设备上。

具体的，PCB板1在终端设备内为地板，PCB板1具体可为一单面覆铜的介质板，形状可以为矩形或多边形等，此处不作限制；PCB板1一侧的边缘上设置有一净空区，净空区的形状可以为矩形或多边形等；具体可通过去除PCB板表面金属的方式来实现形成净空区，也可通过在PCB板的边缘上切割呈一缺口的方式实现形成净空区，可根据具体情况来设置，此处不作限制。下面以PCB板和净空区均呈矩形状、以净空区设置在PCB板上边缘为例来进行说明，当然PCB板和净空区的形状以及位置关系也可根据具体情况作调整。

多分支金属导带2设置在上述净空区内，具体的，多分支金属导带2可以位于PCB板1所在的平面内，也可以位于PCB板1所在平面的上方或下方所对应的净空区内，此处不作限制；优选的，多分支金属导带2位于PCB板1所在的平面内，利于减少天线尺寸。

多分支金属导带2包括有一T型导带分支，T型导带分支包括横向向两端延伸的第一分支23和第二分支24、以及竖向的第三分支25；T型导带分支的横向部分位于净空区的外侧边上（即图1中所示的上边上），当然横向部分的设置位置也可适当的向下移动，本发明设置在最外侧边上，是为了尽量的减小天线尺寸；第一分支23的末端通过第一电容31连接到净空区左侧PCB板1的非净空区上，第二分支24的末端通过第二电容32连接到净空区右侧PCB板1的非净空区上；在本实施例中，第一电容31和第二电容均采用集总电容。

多分支金属导带还包括有第四分支21，第四分支21的一端连接第三分支25的末端，另一端连接到净空区左侧PCB板1的非净空区上，第四分支21可平行于第一分支23、第二分支24；第四分支21的另一端与PCB板1的连接处设置有馈电点4，馈电点4连接馈源。

第四分支21、第三分支25、第一分支23、第一电容31以及PCB板1形构成第一谐振回路，第一谐振回路上的电流分布如图2中所示；通过调节第一电容31的电容值以及第四分支21、第三分支25、第一分支23的尺寸可以调谐频率，使第一谐振频段谐振于工作所需的频段上。

第四分支21、第三分支25、第二分支24、第二电容32以及PCB板1形构成第二谐振回路，第二谐振回路上的电流分布如图3中所示；通过调节第二电容32的电容值以及第四分支21、第三分支25、第二分支24的尺寸可以调谐频率，使第二谐振频段谐振于工作所需的频段上。

多分支金属导带2还包括有第五分支22，第五分支22的一端连接到第三分支25的末端，另一端连接到PCB板1的非净空区上，且连接处设置有第三电容33；在本实施例中，第五分支22与第四分支21形成一U型结构，即第五分支22的另一端连接到净空区左侧PCB板1的非净空区上，第五分支22平行于第四分支21；当然，第五分支22形式以及与PCB板1非净空区的连接位置可根据具体情况进行调节，此处不作限制。本发明通过第五分支22、第三电容33的设置，使得第四分支21、第五分支22、第三电容33 构成匹配回路，调节第三电容33以及第四分支21、第五分支22的尺寸，可以调节第一谐振频段和第二谐振频段的谐振深度，从而有利于提高天线的辐射效率。在本实施例中，第三电容33采用集总电容。

本发明，PCB板1作为地板的同时，又作为天线的一部分参与辐射，大大减小了天线的体积，从而有利于减小整个终端设备的体积；同时，通过多分支金属导带的设置以及电容的设置，并通过合理的电路调节（例如T型导带分支的尺寸、电容电容值的改变），最大限度的改善天线性能，实现双频谐振。

如图4中所示，为本实施例中天线的回波损耗图， 以-5dB的回波损耗为参考点，高频带宽覆盖2400MHz到2500MHz，低频覆盖1520MHz到1610MHz，由此可见本发明中的天线覆盖GPS和蓝牙频段；其中，本实施例中的第一谐振频段对应覆盖2400-2500MHz，第二谐振频段对应覆盖1520-1610MHz。

参照图5和图6为天线分别在1570MHz和2450MHz频点的二维方向图，由图中可看出在这两频点上天线的辐射强度较强。

参照图7为天线的辐射效率，由图中可以看出，本发明提供的天线在1570MHz和2450MHz频点处的效率较高。

实施例二

参照图8，本实施例是实施例一的变换实施例，地辐射天线包括PCB板1和设置在PCB板1净空区上的多分支金属导带2，多分支金属导带2包括T型导带分支、第四分支21，T型导带分支由第一分支23、第二分支24和第三分支25组成，且第一分支23的末端通过第一电容31连接到PCB板1的非净空区上，第二分支24的末端通过第二电容32连接到PCB板1的非净空区上；第四分支21的一端连接到第三分支25的末端，另一端连接到第三分支25左侧的PCB板1左侧的非净空区上。

多分支金属导带2还包括有第五分支22，在本实施例中第五分支22的一端连接到第三分支25的末端，另一端通过第三电容33连接到第三分支25下方的    PCB板1的非净空区上，且第五分支22沿着第三分支25的延长线设置。

本实施例中，该低辐射天线的其余部分结构以及连接方式，均可参照实施例一中的描述，此处不再赘述。

实施例三

参照图9，本实施例是实施例一的变换实施例，地辐射天线包括PCB板1和设置在PCB板1净空区上的多分支金属导带2，多分支金属导带2包括T型导带分支、第四分支21和第五分支22，T型导带分支由第一分支23、第二分支24和第三分支25组成，且第一分支23的末端通过第一电容31连接到PCB板1的非净空区上，第二分支24的末端通过第二电容32连接到PCB板1的非净空区上。在本实施例中，第四分支21的一端连接到第三分支25的末端，另一端连接到第三分支25右侧的PCB板1左侧的非净空区上。第五分支22的一端连接到第三分支25的末端，另一端通过第三电容33连接到第三分支25左侧的      PCB板1的非净空区上。

本实施例中，该低辐射天线的其余部分结构以及连接方式，均可参照实施例一中的描述，此处不再赘述。

综上所述，本发明提供了一种利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，包括PCB板和多分支金属导带，PCB板为接地板，PCB板的一边缘上设置有一净空区，多分支金属导带设置在净空区内；多分支金属导带包括：T型导带分支，包括组成横向部分的第一分支和第二分支、竖向部分的第三分支，第一分支、第二分支的末端分别通过第一电容、第二电容连接到PCB板的非净空区上；第四分支，一端连接第三分支的末端，另一端连接PCB板的非净空区，且连接处连接馈源。第四分支、第三分支、第一分支、第一电容与PCB板的非净空区构成第一谐振回路，第四分支、第三分支、第二分支、第二电容与PCB板的非净空区构成第二谐振回路。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (9)

1.一种利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，其特征在于，包括一PCB板和多分支金属导带，所述PCB板为地板，所述PCB板的一边缘上设置有一净空区，所述多分支金属导带设置在所述净空区内，且与所述PCB板的非净空区部分连接；所述多分支金属导带包括：

T型导带分支，包括构成横向部分的第一分支和第二分支、构成竖向部分的第三分支，所述第一分支和第二分支向所述第三分支的两侧延伸，且所述第一分支的末端通过第一电容连接到PCB板的非净空区上，第二分支的末端通过第二电容连接到PCB板的非净空区上；

第四分支，一端连接到第三分支的末端，另一端连接到PCB板的非净空区上，且与PCB板非净空区的连接处连接馈源；

所述第四分支、第三分支、第一分支、第一电容与PCB板的非净空区构成第一谐振回路，所述第四分支、第三分支、第二分支、第二电容与PCB板的非净空区构成第二谐振回路。

2.据权利要求1所述的利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，其特征在于，所述第一分支和第二分支沿所述净空区的外侧边设置，且第一分支和第二分支的沿线无PCB板的非净空区设置。

3.据权利要求1所述的利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，其特征在于，所述第四分支连接到所述第三分支的左侧或右侧的PCB板的非净空区上。

4.据权利要求1所述的利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，其特征在于，所述多分支金属导带还包括有第五分支，所述第五分支的一端连接到第三分支的末端，另一端通过第三电容连接到PCB板的非净空区上；所述第四分支、第五分支、第三电容与PCB板的非净空区构成匹配回路。

5.据权利要求4所述的利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，其特征在于，所述第五分支与所述第四分支呈U型结构。

6.据权利要求4所述的利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，其特征在于，所述第五分支沿所述第三分支的延长线设置。

7.据权利要求1所述的利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，其特征在于，所述PCB板为单面覆铜介质板。

8.据权利要求1所述的利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，其特征在于，所述多分支金属导带设置在PCB板所在的平面上。

9.据权利要求1或4所述的利用PCB板净空实现双频谐振的地辐射天线，其特征在于，所述第一电容、第二电容、第三电容采用集总电容。