CN105552534B - 一种v形天线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种V形天线结构，包括框体、接地板和天线本体，所述接地板设置在所述框体内，且接地板与框体端部之间形成有净空区，所述天线本体设置在所述净空区内，所述天线本体包括呈V形的第一分支和第二分支，所述V形的开口朝向框体的所述端部。相比现有技术的倒F形和T形天线，本发明的V形天线在2.4GHz频段具有更好的天线增益、天线效率以及水平方向性。

Description

一种V形天线结构
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种V形天线结构。
背景技术
天线是手机等移动设备必不可少的部件，随着手机等移动设备的飞速发展，对天线的要求也越来越高，从覆盖频段、尺寸等各方面都提出了更高的要求。传统的2.4GHz天线结构主要包括如图1所示的IFA(倒F)形和如图2所示的T形。如图1和图2所示，天线结构包括一外框1，外框内设置有电路板，电路板上设有接地板2，接地板2和外框之间设有净空区3，在净空区3内形成所述IFA形天线4和T形天线5。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种在2.4GHz频段具有高性能的V形天线。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种V形天线结构，包括框体、接地板和天线本体，所述接地板设置在所述框体内，且接地板与框体端部之间形成有净空区，所述天线本体设置在所述净空区内，所述天线本体包括呈V形的第一分支和第二分支，所述V形的开口朝向框体的所述端部。
本发明的有益效果在于：相比现有技术的倒F形和T形天线，本发明的V形天线在2.4GHz频段具有更好的天线增益、天线效率以及水平方向性。
附图说明
图1为现有技术的IFA(倒F)形天线结构；
图2为现有技术的T形天线结构；
图3为本发明实施例一的V形天线结构；
图4为本发明实施例二的V形天线结构；
图5为本发明V形天线与现有的IFA形及T形天线的S11参数模拟结果示意图；
图6为本发明V形天线与现有的IFA形及T形天线的辐射效率模拟结果示意图；
图7为本发明V形天线与现有的IFA形及T形天线的增益参数模拟结果示意图；
图8a、8b、8c分别为现有IFA形、现有T形天线、本发明V形天线在2.44GHz XZ面的辐射图；
图9为本发明V形天线的总效率模拟结果示意图；
图10为本发明V形天线包含不同分支时的S11参数比较结果示意图。
标号说明：
1、框体；2、接地板；3、净空区；4、IFA形天线；5、T形天线；61、第一分支；62、第二分支；63、第三分支；64、第四分支；65、第五分支；66、第六分支；7、天线馈电点。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于:将传统的倒F形和T形天线改为V形天线，提高了天线性能。
请参照图3，一种V形天线结构，包括框体1、接地板2和天线本体，所述接地板设置在所述框体内，且接地板与框体端部之间形成有净空区，所述天线本体设置在所述净空区内，所述天线本体包括呈V形的第一分支61和第二分支62，所述V形的开口朝向框体的所述端部。
由上述描述可知，本发明的有益效果是：相比现有技术的倒F形和T形天线，本发明的V形天线具有更好的天线增益、天线效率以及水平方向性。
进一步的，所述第一分支和第二分支相互垂直，且与框体端部之间的夹角相等。
进一步的，所述天线本体还包括相互垂直相连的第三分支和第四分支，所述第三分支和第四分支的相连端与第一分支的端部相连，且第三分支、第四分支与第一分支之间的夹角相等。
进一步的，所述天线本体还包括相互垂直相连的第五分支和第六分支，所述第五分支和第六分支的相连端与第二分支的端部相连，且第五分支、第六分支与第二分支之间的夹角相等。
由上述描述可知，利用第三到第六分支，可对天线尺寸和谐振频率进行调整。
进一步的，所述第一分支和第二分支相连点连接天线馈电点，或所述第一分支和第二分支相连点通过一匹配电路连接天线馈电点。
进一步的，所述第一分支和第二分支的长度为6-13.1mm。
进一步的，所述V形的开口端与所述框体端部之间的间距为0.2-1mm。
进一步的，所述第三分支和第五分支与外框的所述端部平行，且所述第三分支和第五分支的长度相等，且为2.5-5.3mm，所述第四分支和所述第六分支的长度相等，且为2.6-5.6mm，且第三分支和第五分支的长度小于第四分支和第六分支的长度。
进一步的，所述V形的端点位于净空区与接地板相交处。
进一步的，所述天线本体的各分支的宽度均为0.35-0.55mm。
实施例一
如图3所示，本发明的实施例一为一种V形天线结构，适用于手机、平板电脑等移动设备，包括框体1，框体1内部设有电路板，电路板上设有接地板2，接地板2和框体端部之间形成净空区3，在所述净空区3内设置天线本体，所述天线本体包括呈V形的第一分支61和第二分支62，所述V形的开口朝向框体的所述端部。所述净空区3可包括上净空区和下净空区，优选的，所述V形天线本体形成在上净空区。
所述V形的端点，即第一分支61和第二分支62相接点连接天线馈电点7，优选的，所述相接点通过一匹配电路连接至所述天线馈电点7。
优选的，所述第一分支61和第二分支62相互垂直，且其与框体端部的夹角相等。
优选的，所述天线馈电点位于所述接地板2和净空区3相交处；所述第一分支和第二分支的端点与所述框体端部之间的间距为0.2-1mm。
实施例二
如图4所述，本发明的实施例二在实施例一的基础上增加了天线本体的第三分支63、第四分支64、第五分支65和第六分支66。其中第三分支和第四分支垂直相连形成第二V形，其相连点与第一分支61靠近所述框体端部的端点相连，且第三分支和第四分支与第一分支的夹角相等，第五分支和第六分支垂直相连形成第三V形，且其相连点与第二分支62靠近所述框体端部的端点相连，且第五分支和第六分支与第二分支的夹角相等。第二V形和第三V形与第一分支和第二分支形成的V形开口方向相反。优选的，所述第三分支63和第五分支65与所述框体的端部平行。通过所述第三分支、第四分支、第五分支和第六分支可对天线尺寸和谐振频率进行调节。可选的，第三分支和第五分支以及第四分支和第六分支可单独出现，即可以只包括第一分支、第二分支、第三分支和第五分支，或者只包括第一分支、第二分支、第四分支和第六分支。优选的，第三分支和第五分支长度相同，第四分支和第六分支长度相同，且第三分支和第五分支长度小于第四分支和第六分支。
下面以一个具体的实施例进行模拟实验，并与现有技术的IFA形和T形天线结构性能进行比较。其中框体宽度为30mm，高度为40mm，上净空区高度为9.07mm，所有天线分支的宽度为0.48mm，第一分支和第二分支的长度为12.94mm，V形开口的宽度(即第一分支和第二分支端部之间的距离)为18.42mm，第三分支和第五分支的长度为5.12mm，第四分支和第六分支的长度为5.44mm。实验结果表明，本发明的V形天线结构，回损S11≤-6dB，天线增益在整个2.4GISM频段内高而均匀，天线效果达到60％(-2.2dB)以上，辐射方向≤1.5dB，均匀辐射在水平方向(XZ面)。
如图5所示为本发明V形天线与现有的IFA形及T形天线的S11参数模拟结果示意图，其中monopole为现有的T形天线，proposed为本发明的V形天线，可以看到，本发明的S11参数性能有所提高。
如图6所示为本发明V形天线与现有的IFA形及T形天线的辐射效率模拟结果示意图，其中monopole为现有的T形天线，proposed为本发明的V形天线，可以看到，本发明的在整个2.4G频段相比T形天线具有更平坦而均匀的辐射效率，相比IFA形天线则具有更高的辐射效率。
如图7所示为本发明V形天线与现有的IFA形及T形天线的增益参数模拟结果示意图，其中monopole为现有的T形天线，proposed为本发明的V形天线，可以看到，本发明的在整个2.4G频段的增益均优于传统IFA天线和T形天线。
如图8a、8b、8c所示分别为现有IFA形、现有T形天线、本发明V形天线在2.44GHz XZ面的辐射图，可以看到，本发明在XZ面可以获得良好的性能。
如图9所示为本发明V形天线的总效率模拟结果示意图。
如图10所示为本发明V形天线包含不同分支时的S11参数比较结果示意图。其中圆点虚线代表仅包括第一分支、第二分支、第四分支和第六分支的情况，方点虚线代表仅包含第一分支、第二分支、第三分支和第五分支的情况，实线则代表包括第一到第六所有分支的情况。可以看到，在包括所有分支的情况下，天线性能最佳。
综上所述，本发明提供的相比现有技术的倒F形和T形天线，本发明的V形天线在2.4GHz频段具有更好的天线增益、天线效率以及水平方向性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种V形天线结构，包括框体、接地板和天线本体，所述接地板设置在所述框体内，且接地板与框体端部之间形成有净空区，所述天线本体设置在所述净空区内，其特征在于，所述天线本体包括呈V形的第一分支和第二分支，所述V形的开口朝向框体的所述端部；
所述第一分支和第二分支相互垂直，且与框体端部之间的夹角相等；
所述V形的开口端与所述框体端部之间的间距为0.2-1mm；
所述天线本体还包括相互垂直相连的第三分支和第四分支，所述第三分支和第四分支的相连端与第一分支的端部相连，且第三分支、第四分支与第一分支之间的夹角相等；
所述天线本体还包括相互垂直相连的第五分支和第六分支，所述第五分支和第六分支的相连端与第二分支的端部相连，且第五分支、第六分支与第二分支之间的夹角相等；
所述净空区包括上净空区和下净空区，所述天线本体形成在上净空区。
2.根据权利要求1所述的V形天线结构，其特征在于，所述第一分支和第二分支相连点连接天线馈电点，或所述第一分支和第二分支相连点通过一匹配电路连接天线馈电点。
3.根据权利要求1所述的V形天线结构，其特征在于，所述第一分支和第二分支的长度为6-13.1mm。
4.根据权利要求1所述的V形天线结构，其特征在于，所述第三分支和第五分支与外框的所述端部平行，且所述第三分支和第五分支的长度相等，且为2.5-5.3mm，所述第四分支和所述第六分支的长度相等，且为2.6-5.6mm，且第三分支和第五分支的长度小于第四分支和第六分支的长度。
5.根据权利要求1所述的V形天线结构，其特征在于，所述V形的端点位于净空区与接地板相交处。
6.根据权利要求1所述的V形天线结构，其特征在于，所述天线本体的各分支的宽度均为0.35-0.55mm。
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