CN105846058B - 一种天线 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种天线,天线包括:介质基体,介质基体的一面为接地平面;辐射体,设置于介质基体的另一面,用于收发电磁波信号,其中,辐射体包括第一辐射结构和第二辐射结构,第一辐射结构至少包括一个直角型结构的枝节,用于第一频段信号的发送和接收;第二辐射结构至少包括:五个直角形结构的枝节,用于第二频段信号的发送和接收;其中,第一个枝节的第一端为馈电点,第一个枝节的第二端与第二个枝节的第一端连接;第二个枝节的第二端与第三个枝节的第一端连接;第三枝节的第二端与第四个枝节的第一端连接;第四个枝节的第二端与第五个枝节的第一端连接。应用本发明实施例,天线能够实现多频段信号发送和接收以及小型化。
Description
技术领域
本发明涉及无线电通信技术领域,特别涉及一种天线。
背景技术
天线是一种变换器,它把传输线上传播的射频信号,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。无线电发射机输出的射频信号,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收点后,由天线接收并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。
多网络、多频段和多终端成为近年来无线和移动通信发展的趋势,为了适应这种发展需要,终端内置天线技术得到了广泛重视并迅速发展。另一方面,由于移动终端的体积有限,多功能智能终端等应用使得终端内部留给天线的安装空间越来越小。所以,多频段、小型化成为近年来发展的主要方向。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种天线,以实现天线的多频段信号发送和接收以及小型化。
为达到上述目的,本发明实施例公开了一种天线,技术方案如下:
所述天线包括:
介质基体,所述介质基体的一面为接地平面;
辐射体,设置于所述介质基体的另一面,用于收发电磁波信号,其中,所述辐射体包括第一辐射结构和第二辐射结构,
所述第一辐射结构至少包括:一个直角型结构的枝节,用于第一频段信号发送和接收;
所述第二辐射结构至少包括:五个直角形结构的枝节,用于第二频段信号发送和接收;
其中,第一个枝节的第一端为馈电点,所述第一个枝节的第二端与第二个枝节的第一端连接;所述第二个枝节的第二端与第三个枝节的第一端连接;所述第三枝节的第二端与第四个枝节的第一端连接;所述第四个枝节的第二端与第五个枝节的第一端连接;
以所述馈电点为原点,以包含所述馈电点的直角边为y轴,
所述第一个枝节的第二端的横坐标大于零,所述第一个枝节的第二端的纵坐标小于零;
所述第二个枝节的第二端的横坐标大于所述第一个枝节的第二端的横坐标;所述第二个枝节的第二端的纵坐标小于所述第一个枝节的第二端的纵坐标;所述第二个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第一个枝节的第二端的纵坐标;
所述第三个枝节的第二端的横坐标小于所述第二个枝节的第二端的横坐标;所述第三个枝节的第二端的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;所述第三个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;
所述第四个枝节的第二端的横坐标小于所述第三个枝节的第二端的横坐标;所述第四个枝节的第二端的纵坐标大于所述第三个枝节的第二端的纵坐标,且小于所述第一枝节的第二端的纵坐标;所述第四个枝节的直角顶点处的纵坐标大于所述第三个枝节的第二端的纵坐标;
所述第五个枝节的第二端的横坐标大于所述第四个枝节的第二端的横坐标;所述第五个枝节的第二端的纵坐标小于所述第三个枝节的第二端的纵坐标;所述第五个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第四个枝节的第二端的纵坐标;
所述第一辐射结构的枝节的第一端的横坐标大于所述第一个枝节的第二端的横坐标;所述第一辐射结构的枝节的第二端的横坐标大于第一端的横坐标;所述第一辐射结构的枝节的第二端的纵坐标小于第一端的纵坐标;所述第一辐射结构的枝节的第二端的纵坐标大于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;所述第一辐射结构的枝节的直角顶点处的纵坐标小于第一端的纵坐标。
较佳的,所述第一辐射结构还包括:
一个直线型结构的枝节,所述枝节的第一端与所述第一辐射结构中的直角型结构的枝节连接;
所述枝节的第一端的横坐标等于所述直角型结构的枝节的第一端的横坐标;所述枝节的第一端的纵坐标小于所述直角型结构的枝节的第一端的纵坐标;
所述枝节的第二端的横坐标大于所述枝节的第一端的横坐标;所述枝节的第二端的纵坐标等于所述枝节的第一端的纵坐标。
较佳的,所述第二辐射结构还包括:
直角型结构的第六个枝节,所述第六个枝节的第一端与所述第二个枝节的第二端连接;
所述第六个枝节的第二端的横坐标大于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第一端的横坐标,且小于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第二端的横坐标;
所述第六个枝节的第二端的纵坐标小于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第一端的纵坐标,且大于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第二端的纵坐标;
所述第六个枝节的直角顶点处的横坐标等于所述第二个枝节的第二端的横坐标;
所述第六个枝节的直角顶点处的纵坐标等于所述枝节的第二端的纵坐标。
较佳的,所述第二辐射结构还包括:
直角型结构的第七个枝节,所述第七个枝节的第一端与所述第二个枝节的直角顶点连接;所述第七个枝节的第二端的横坐标等于所述第二个枝节的第二端的横坐标;所述第七个枝节的第二端的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标,且大于所述第三个枝节的直角顶点处的纵坐标;所述第七个枝节的直角顶点处的纵坐标等于所述枝节的第二端的纵坐标。
较佳的,所述介质基体还包括:
用于电池安装的区域,其中,所述区域与所述辐射体之间最小的距离为5毫米。
较佳的,所述介质基体的厚度小于10毫米。
较佳的,所述介质基体的制作材料为介电常数在10~15之间的树脂材料。
较佳的,所述介质基体的制作材料为耐燃等级代号为FR4的材料。
较佳的,所述介质基体的一边长为:
80毫米~150毫米;
所述介质基体的另一边长为:
65毫米~85毫米。
由上述技术方案可见,本发明实施例提供了一种天线,天线包括:介质基体,所述介质基体的一面为接地平面;辐射体,设置于所述介质基体的另一面,用于收发电磁波信号,其中,所述辐射体包括第一辐射结构和第二辐射结构,所述第一辐射结构至少包括:一个直角型结构的枝节,用于第一频段信号发送和接收;所述第二辐射结构至少包括:五个直角形结构的枝节,用于第二频段信号发送和接收;其中,第一个枝节的第一端为馈电点,所述第一个枝节的第二端与第二个枝节的第一端连接;所述第二个枝节的第二端与第三个枝节的第一端连接;所述第三枝节的第二端与第四个枝节的第一端连接;所述第四个枝节的第二端与第五个枝节的第一端连接;以所述馈电点为原点,以包含所述馈电点的直角边为y轴,所述第一个枝节的第二端的横坐标大于零,所述第一个枝节的第二端的纵坐标小于零;所述第二个枝节的第二端的横坐标大于所述第一个枝节的第二端的横坐标;所述第二个枝节的第二端的纵坐标小于所述第一个枝节的第二端的纵坐标;所述第二个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第一个枝节的第二端的纵坐标;所述第三个枝节的第二端的横坐标小于所述第二个枝节的第二端的横坐标;所述第三个枝节的第二端的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;所述第三个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;所述第四个枝节的第二端的横坐标小于所述第三个枝节的第二端的横坐标;所述第四个枝节的第二端的纵坐标大于所述第三个枝节的第二端的纵坐标,且小于所述第一枝节的第二端的纵坐标;所述第四个枝节的直角顶点处的纵坐标大于所述第三个枝节的第二端的纵坐标;所述第五个枝节的第二端的横坐标大于所述第四个枝节的第二端的横坐标;所述第五个枝节的第二端的纵坐标小于所述第三个枝节的第二端的纵坐标;所述第五个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第四个枝节的第二端的纵坐标;所述第一辐射结构的枝节的第一端的横坐标大于所述第一个枝节的第二端的横坐标;所述第一辐射结构的枝节的第二端的横坐标大于第一端的横坐标;所述第一辐射结构的枝节的第二端的纵坐标小于第一端的纵坐标;所述第一辐射结构的枝节的第二端的纵坐标大于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;所述第一辐射结构的枝节的直角顶点处的纵坐标小于第一端的纵坐标。
应用本发明实施例,第一辐射结构能够发送和接收第一频段信号,第二辐射结构能够发送和接收第二频段信号,能够实现多频段信号发送和接收,本发明实施例中存在直角型结构的枝节,这种弯曲折叠结构减少了天线的体积,进一步地,通过各个枝节之间的相互匹配,特别是第二辐射结构中的直角型结构的枝节相互连接,进一步减少了天线的体积,从而实现小型化。
当然,实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的第一种辐射体的结构示意图;
图2为带有第一种辐射体的天线的S11参数振幅曲线图;
图3为本发明实施例提供的第二种辐射体的结构示意图;
图4为带有第二种辐射体的天线的S11参数振幅曲线图;
图5为本发明实施例提供的第三种辐射体的结构示意图;
图6为带有第三种辐射体的天线的S11参数振幅曲线图;
图7为本发明实施例提供的第四种辐射体的结构示意图;
图8为带有第四种辐射体的天线的S11参数振幅曲线图;
图9为本发明实施例提供的第五种辐射体的结构示意图;
图10为带有第五种辐射体的天线的S11参数振幅曲线图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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。
为了解决现有技术问题,本发明实施例提供了一种天线。下面通过具体实施例,对本发明实施例进行详细说明。
本发明实施例提供的天线包括:介质基体,所述介质基体的一面为接地平面;
辐射体,设置于所述介质基体的另一面,用于收发电磁波信号,其中,所述辐射体包括第一辐射结构和第二辐射结构;
所述第一辐射结构至少包括:一个直角型结构的枝节,用于第一频段信号发送和接收;
所述第二辐射结构至少包括:五个直角形结构的枝节,用于第二频段信号发送和接收;
其中,第一个枝节的第一端为馈电点,所述第一个枝节的第二端与第二个枝节的第一端连接;所述第二个枝节的第二端与第三个枝节的第一端连接;所述第三枝节的第二端与第四个枝节的第一端连接;所述第四个枝节的第二端与第五个枝节的第一端连接;
以所述馈电点为原点,以包含所述馈电点的直角边为y轴,
所述第一个枝节的第二端的横坐标大于零,所述第一个枝节的第二端的纵坐标小于零;
所述第二个枝节的第二端的横坐标大于所述第一个枝节的第二端的横坐标;所述第二个枝节的第二端的纵坐标小于所述第一个枝节的第二端的纵坐标;所述第二个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第一个枝节的第二端的纵坐标;
所述第三个枝节的第二端的横坐标小于所述第二个枝节的第二端的横坐标;所述第三个枝节的第二端的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;所述第三个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;
所述第四个枝节的第二端的横坐标小于所述第三个枝节的第二端的横坐标;所述第四个枝节的第二端的纵坐标大于所述第三个枝节的第二端的纵坐标,且小于所述第一枝节的第二端的纵坐标;所述第四个枝节的直角顶点处的纵坐标大于所述第三个枝节的第二端的纵坐标;
所述第五个枝节的第二端的横坐标大于所述第四个枝节的第二端的横坐标;所述第五个枝节的第二端的纵坐标小于所述第三个枝节的第二端的纵坐标;所述第五个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第四个枝节的第二端的纵坐标;
所述第一辐射结构的枝节的第一端的横坐标大于所述第一个枝节的第二端的横坐标;所述第一辐射结构的枝节的第二端的横坐标大于第一端的横坐标;所述第一辐射结构的枝节的第二端的纵坐标小于第一端的纵坐标;所述第一辐射结构的枝节的第二端的纵坐标大于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;所述第一辐射结构的枝节的直角顶点处的纵坐标小于第一端的纵坐标。具体的,如图1所示,是本发明实施例提供的第一种辐射体的结构示意图。
本领域技术人员可以理解的是,辐射体内部分枝节之间存在间隔,间隔的存在是为了防止各枝节之间的电磁耦合带来的频率偏移问题。当两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响时,并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象,称为电磁耦合;概括的说耦合就是指两个实体相互依赖于对方的一个量度。天线的两个枝节之间产生电磁耦合,耦合会产生电磁干扰,进而使天线周围的场强发生变化,场强的变化会使频带发生变化,也就是频带偏移。需要说明的是,枝节的宽度和长度,与需要接收和发送的信号的频段有关,接收不同的频段,枝节的宽度和长度会改变,但整体的结构不会发生变化。
本领域技术人员可以理解的是,本发明实施例所提供的“第一端”中的“第一”和“第二端”中的“第二”仅仅为了从命名上区分一个枝节的两个端点,并不具有任何限定意义。
需要说明的是,第一辐射结构主要发送和接收第一频段信号,第二辐射体结构主要发送和接收第二频段信号,同时,第一辐射结构对发送和接收第二频段信号也有贡献,第一辐射结构和第二辐射结构共同发送和接收第二频段信号。第一辐射结构发送和接收的第一频段信号的频率大于第二辐射结构发送和接收的第二频段信号的频率。这里所说的“第一频段”中的“第一”和“第二频段”中的“第二”仅仅为了从命名上区分两个频段,并不具有任何限定意义。
需要说明的是,第一辐射结构中枝节的总长度小于第二辐射体结构中枝节的总长度,辐射体内的枝节的宽度可以相同,也可以不同,在图1只是以相同宽度的枝节为例进行示意。第二辐射结构是一种微带偶极子,能很好的发送和接收第二频段的信号,同时与第一辐射结构共同谐振产生了多频段。辐射体内枝节的分布实现了各频段的低耦合,有利于天线性能的提升,而且,直角型结构的枝节这种弯曲折叠结构能减小天线的体积,进一步的,直角型结构的枝节之间的匹配方式大大减小了天线的体积,从而,本发明实施例提供的天线能够实现小型化。
第二辐射结构中五个枝节之间的连接,能够减小辐射体的尺寸,从而减小了天线尺寸,进而可以实现天线的小型化。
具体的,所述介质基体还包括:
用于电池安装的区域,其中,所述区域与所述辐射体之间最小的距离为5毫米。
本领域技术人员可以理解的是,电池通常周围由金属材质包围着,并且它工作时电流及电压的波动的等因素,都会产生干扰信号,金属材质及电压电流的波动都会改变辐射体的磁场,离辐射体太近,天线就无法向外辐射信号了。在介质基体上,用于电池安装的区域与辐射体之间最小的距离为5毫米,使得辐射体和电池工作在不同的区域,极大地减少了电池电压抖动及电流波动对天线性能的影响。需要说明的是,在实际应用中,用于电池安装的区域可以根据实际情况选择不同大小和位置的区域用于电池安装,该区域与辐射体之间的最小距离为5毫米,保证了天线能够抗电池干扰。
具体的,所述介质基体的厚度小于10毫米。
需要说明的是,介质基体的厚度小于10毫米,满足了现代化工业集成化的要求,从而有利于天线实现小型化。
具体的,所述介质基体的制作材料为介电常数在10~15之间的树脂材料。
本领域技术人员可以理解的是,树脂材料通常是指受热后有软化或熔融范围,软化时在外力作用下有流动倾向,常温下是固态、半固态,有时也可以是液态的有机聚合物。需要说明的是,本发明所说的树脂材料为固态的树脂材料。介电常数为介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,介质中电场与原外加电场(真空中)的比值。
具体的,所述介质基体的制作材料为耐燃等级代号为FR4的材料。
本领域技术人员可以理解的是,FR4所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格,使用耐然材料等级代号为FR4的材料作为介质基体的制作材料的好处是:易于加工、生产成本低。
具体的,所述介质基体的一边长为:
80毫米~150毫米;
所述介质基体的另一边长为:
65毫米~85毫米。
本领域技术人员可以理解的是,介质基体的尺寸满足上述要求的天线,能够实现小型化,能够适用于小型的终端。
下面通过具体应用实例对本发明实施例进行详细说明。
在具体应用实例中,辐射体内各枝节的宽度均为1毫米,在实际应用中,各枝节的宽度均可以为0.7毫米~1.5毫米之间的任意值,馈电点到第一个枝节的直角顶点的长度为2毫米;第一个枝节的直角顶点到第一个枝节的第二端的长度为6毫米;第二个枝节的第一端到第二个枝节的直角顶点的长度为4毫米;第二个枝节的直角顶点到第二个枝节的第二端的长度为27毫米;第三个枝节的第一端到第三个枝节的直角顶点的长度为2毫米;第三个枝节的直角顶点到第三个枝节的第二端的长度为22毫米;第四个枝节的第一端到第四个枝节的直角顶点的长度为7毫米;第四个枝节的直角顶点到第四个枝节的第二端的长度为2.5毫米,第五个枝节的第一端到第五个枝节的直角顶点的长度为8毫米;第五个枝节的直角顶点到第五个枝节的第二端的长度为25毫米;第一辐射结构的直角型结构的枝节的第一端到该枝节直角顶点的长度为2毫米;该枝节直角顶点到该枝节的第二端的长度为18毫米;第二个枝节的第一端与该枝节直角顶点之间的枝节到第一辐射结构的直角型结构的枝节的第一端与该枝节直角顶点之间的枝节的距离为1毫米,第二个枝节的第二端与该枝节直角顶点之间的枝节到第一辐射结构的直角型结构的枝节的第二端与该枝节直角顶点之间的枝节的距离为1毫米;第一个枝节的第二端与该枝节直角顶点之间的枝节到第四个枝节的第二端与该枝节直角顶点之间的枝节的距离为1.5毫米;第三个枝节的第二端与该枝节直角顶点之间的枝节到第五个枝节的第二端与该枝节直角顶点之间的枝节的距离为0.5毫米。辐射体内各个子枝节的长度均可以在上述具体数值的基础上变动±1毫米,但需要满足上述各枝节的连接关系,且长度的变化要求不改变整体结构,同样,宽度的变化也要求不改变整体的结构,带有本发明实施例提供的辐射体的天线满足基本通信,介质基体的一边长为100毫米,另一边长也为70毫米,用于电池安装的区域为40毫米×40毫米,介质基体的厚度为0.8毫米。上述天线的具体参数可根据实际情况进行改变,具体应用实例公开了较佳的数值。
通过网络分析仪测试该天线S参数,特别是S11参数,网络分析仪是测量网络参数的一种新型仪器,可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数,并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。它本身自带了一个信号发生器,可以对一个频段进行频率扫描。S参数,即散射参数,S11是S参数其中一个参数,表示回波损耗特性,此参数表示天线的发送功率,S11的值越大,表示天线本身反射回来的能量越大,天线的效率越差。从图2可以看出,第二频段在800MHz(兆赫)~1200MHz之间时,天线有较好的辐射性能,S11<-6dB,则说明S11参数满足基本通信标准;第一频段在1800MHz~2600MHz之间时,S11<-6dB;天线在第一频段有较宽的频带。
应用本发明实施例,第一辐射结构能够发送和接收第一频段信号,第二辐射结构能够发送和接收第二频段信号,能够实现多频段信号的发送和接收,本发明实施例中存在直角型结构的枝节,这种弯曲折叠结构减少了天线的体积,进一步地,通过各个枝节之间的相互匹配,特别是第二辐射结构中的直角型结构的枝节相互连接,进一步减少了天线的体积,从而实现小型化。
图3为本发明实施例提供的第二种辐射体的结构示意图,本发明图3所示实施例在图1所示实施例的基础上,所述第一辐射结构还可以包括一个直线型结构的枝节;
所述枝节的第一端与所述第一辐射结构中的直角型结构的枝节连接;
所述枝节的第一端的横坐标等于所述直角型结构的枝节的第一端的横坐标;所述枝节的第一端的纵坐标小于所述直角型结构的枝节的第一端的纵坐标;
所述枝节的第二端的横坐标大于所述枝节的第一端的横坐标;所述枝节的第二端的纵坐标等于所述枝节的第一端的纵坐标。
本领域技术人员可以理解的是,直线型结构的枝节与直角型结构的枝节连接,共同激励产生S11参数较好的第一频段频带,为了减少两者之间的电磁耦合带来的频带偏移等不利因素,直线型结构的枝节与直角型结构的枝节存在间隔L18,这样的间距确保两者在谐振的时候不发生电磁耦合,进而避免了频带偏移的问题。
下面通过具体应用实例对本发明实施例进行详细说明。
在具体应用实例中,辐射体在图1所示实施例的基础上,还可以包括直线型结构的枝节,该枝节的长为25毫米,该枝节到直角型结构的枝节的第二端到该枝节与直角型结构的枝节连接处的距离为3毫米。上述天线的具体参数可根据实际情况进行改变,具体应用实例公开了较佳的数值。
在图4可以看出,第一频段的频段变宽,天线在第一频段接收和发送信号性能也变高了。第二频段在800MHz~1200MHz之间时,天线有较好的辐射性能,S11<-6dB。
应用本发明实施例,第一辐射结构能够发送和接收第一频段信号,第二辐射结构能够发送和接收第二频段信号,能够实现多频段信号的发送和接收,本发明实施例中存在直角型结构的枝节,这种弯曲折叠结构减少了天线的体积,进一步地,通过各个枝节之间的相互匹配,特别是第二辐射结构中的直角型结构的枝节相互连接,进一步减少了天线的体积,从而实现小型化。
图5为本发明实施例提供的第三种辐射体的结构示意图,本发明图5所示实施例在图3所示实施例的基础上,所述第二辐射结构还可以包括直角型结构的第六个枝节,所述第六个枝节的第一端与所述第二个枝节的第二端连接;
所述第六个枝节的第二端的横坐标大于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第一端的横坐标,且小于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第二端的横坐标;
所述第六个枝节的第二端的纵坐标小于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第一端的纵坐标,且大于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第二端的纵坐标;
所述第六个枝节的直角顶点处的横坐标等于所述第二个枝节的第二端的横坐标;
所述第六个枝节的直角顶点处的纵坐标等于所述枝节的第二端的纵坐标。本领域技术人员技术人员可以理解的是,第六个枝节的第二端嵌套在第一辐射体结构中的直角型结构的枝节与直线型结构的枝节形成的间隔中间,如图5所示的结构示意图,这样的结构使得枝节与第一辐射结构中的枝节之间的电磁耦合最低,有利于拓宽第二频段的频带宽度。
在本发明实施例中,虽然第二辐射结构中增加了第六个枝节,但由于是在第一辐射结构和第二辐射结构内部增加的枝节,所以,并没有增加辐射体的面积,进而没有增加天线的体积,满足了天线小型化的要求。
下面通过具体应用实例对本发明实施例进行详细说明。
在具体应用实例中,辐射体在图3所示实施例的基础上,第六个枝节的第一端到该枝节直角顶点的长度为17毫米,第六个枝节的第二端到该枝节直角顶点的长度为25毫米。上述天线的具体参数可根据实际情况进行改变,具体应用实例公开了较佳的数值。相较于图4,在图6可以看出,天线在700MHz~1700MHz性能变好,S11参数幅度变低,在1200MHz~1700MHz时,S11<-6dB,符合通信标准的要求。在500MHz~1000MHz,天线的频带较没有枝节时变宽了很多,从原来的200MHz(800MHz~1000MHz)带宽变为现在的500MHz(500MHz~1000MHz),两者的比较标准都设定为小于1GHz(吉赫兹),低于-4dB。
应用本发明实施例,第一辐射结构能够发送和接收第一频段信号,第二辐射结构能够发送和接收第二频段信号,能够实现多频段信号发送和接收,本发明实施例中存在直角型结构的枝节,这种弯曲折叠结构减少了天线的体积,进一步地,通过各个枝节之间的相互匹配,特别是第二辐射结构中的直角型结构的枝节相互连接,进一步减少了天线的体积,从而实现小型化。
图7为本发明实施例提供的第四种辐射体的结构示意图,本发明图7所示实施例在图5所示实施例的基础上,所述第二辐射结构还可以包括直角型结构的第七个枝节;
所述第七个枝节的第一端与所述第二个枝节的直角顶点连接;所述第七个枝节的第二端的横坐标等于所述第二个枝节的第二端的横坐标;所述第七个枝节的第二端的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标,且大于所述第三个枝节的直角顶点处的纵坐标;所述第七个枝节的直角顶点处的纵坐标等于所述枝节的第二端的纵坐标。
本领域技术人员可以理解的是,枝节增加了天线的电尺寸,进而降低了天线的辐射频点,达到了天线对第二频段信号接收和发送的要求。
带有第四种辐射体的天线的S11参数幅度曲线如图9所示,此时的天线有更好的辐射特性,S11参数变得更好了,不论是第一频段还是第二频段,整个天线的频带都变宽了,第二频段为700MHz~1900MHz,第一频段为2100MHz~2700MHz,其中,第二频段中,天线辐射性能较高的频段(S11<-10dB)频段有800MHz~1200MHz、1400MHz~1700MHz,第一频段中S11参数小于-10dB的频段有2200MHz~2600MHz,在该频段天线的辐射性能更好,在该频段中,S11小于-15dB的频段有2300MHz~2600MHz。
应用本发明实施例,第一辐射结构能够发送和接收第一频段信号,第二辐射结构能够发送和接收第二频段信号,能够实现多频段信号发送和接收,本发明实施例中存在直角型结构的枝节,这种弯曲折叠结构减少了天线的体积,进一步地,通过各个枝节之间的相互匹配,特别是第二辐射结构中的直角型结构的枝节相互连接,进一步减少了天线的体积,从而实现小型化。
图9为本发明实施例提供的第五种辐射体的结构示意图,本发明图9所示实施例在图3所示实施例的基础上,所述第二辐射结构还可以包括直角型结构的第七个枝节;
所述第七个枝节的第一端与所述第二个枝节的直角顶点连接;所述第七个枝节的第二端的横坐标等于所述第二个枝节的第二端的横坐标;所述第七个枝节的第二端的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标,且大于所述第三个枝节的直角顶点处的纵坐标;所述第七个枝节的直角顶点处的纵坐标等于所述枝节的第二端的纵坐标。
带有第五种辐射体的天线的S11参数幅度曲线如图8所示,由于枝节与第二个枝节和第三个枝节形成一个“回路”,激励了第二频段共振模式,使得天线有了更多的辐射载体,从图中可以看出,在S11<-6dB下,第二频段的带宽为800MHz,频段为700MHz~1500MHz。
相较于带有第五种辐射体的天线,带有第四种辐射体的天线性能更好。
应用本发明实施例,第一辐射结构能够发送和接收第一频段信号,第二辐射结构能够发送和接收第二频段信号,能够实现多频段信号发送和接收,本发明实施例中存在直角型结构的枝节,这种弯曲折叠结构减少了天线的体积,进一步地,通过各个枝节之间的相互匹配,特别是第二辐射结构中的直角型结构的枝节相互连接,进一步减少了天线的体积,从而实现小型化。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种天线,其特征在于,所述天线包括:
介质基体,所述介质基体的一面为接地平面;
辐射体,设置于所述介质基体的另一面,用于收发电磁波信号,其中,所述辐射体包括第一辐射结构和第二辐射结构;
所述第一辐射结构用于第一频段信号发送和接收;所述第一辐射结构由一个直角型结构的枝节组成;或者由一个直角型结构的枝节和一个直线型结构的枝节组成;
所述第二辐射结构用于第二频段信号发送和接收,所述第二辐射结构由五个直角型结构的枝节组成;或者由六个直角型结构的枝节组成;或者由七个直角型结构的枝节组成;
其中,第一个枝节的第一端为馈电点,所述第一个枝节的第二端与第二个枝节的第一端连接;所述第二个枝节的第二端与第三个枝节的第一端连接;所述第三枝节的第二端与第四个枝节的第一端连接;所述第四个枝节的第二端与第五个枝节的第一端连接;
以所述馈电点为原点,以包含所述馈电点的直角边为y轴,
所述第一个枝节的第二端的横坐标大于零,所述第一个枝节的第二端的纵坐标小于零;
所述第二个枝节的第二端的横坐标大于所述第一个枝节的第二端的横坐标;所述第二个枝节的第二端的纵坐标小于所述第一个枝节的第二端的纵坐标;所述第二个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第一个枝节的第二端的纵坐标;
所述第三个枝节的第二端的横坐标小于所述第二个枝节的第二端的横坐标;所述第三个枝节的第二端的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;所述第三个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;
所述第四个枝节的第二端的横坐标小于所述第三个枝节的第二端的横坐标;所述第四个枝节的第二端的纵坐标大于所述第三个枝节的第二端的纵坐标,且小于所述第一枝节的第二端的纵坐标;所述第四个枝节的直角顶点处的纵坐标大于所述第三个枝节的第二端的纵坐标;
所述第五个枝节的第二端的横坐标大于所述第四个枝节的第二端的横坐标;所述第五个枝节的第二端的纵坐标小于所述第三个枝节的第二端的纵坐标;所述第五个枝节的直角顶点处的纵坐标小于所述第四个枝节的第二端的纵坐标;
所述第一辐射结构的直角型枝节的第一端的横坐标大于所述第一个枝节的第二端的横坐标;所述第一辐射结构的直角型枝节的第二端的横坐标大于第一端的横坐标;所述第一辐射结构的直角型枝节的第二端的纵坐标小于第一端的纵坐标;所述第一辐射结构的直角型枝节的第二端的纵坐标大于所述第二个枝节的第二端的纵坐标;所述第一辐射结构的直角型枝节的直角顶点处的纵坐标小于第一端的纵坐标。
2.根据权利要求1所述天线,其特征在于,当所述第一辐射结构由一个直角型结构的枝节和一个直线型结构的枝节组成时,所述第一辐射结构中的直线型结构的枝节的第一端与所述第一辐射结构中的直角型结构的枝节连接;
所述第一辐射结构中的直线型结构的枝节的第一端的横坐标等于所述直角型结构的枝节的第一端的横坐标;所述第一辐射结构中的直线型结构的枝节的第一端的纵坐标小于所述直角型结构的枝节的第一端的纵坐标;
所述第一辐射结构中的直线型结构的枝节的第二端的横坐标大于所述第一辐射结构中的直线型结构的枝节的第一端的横坐标;第一辐射结构中的直线型结构的枝节的第二端的纵坐标等于第一辐射结构中的直线型结构的枝节的第一端的纵坐标。
3.根据权利要求2所述天线,其特征在于,当所述第二辐射结构由六个直角型结构的枝节组成或者由七个直角型结构的枝节组成时,所述第二辐射结构中的第六个枝节的第一端与所述第二个枝节的第二端连接;
所述第六个枝节的第二端的横坐标大于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第一端的横坐标,且小于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第二端的横坐标;
所述第六个枝节的第二端的纵坐标小于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第一端的纵坐标,且大于所述第一辐射体结构中的直角型结构的枝节的第二端的纵坐标;
所述第六个枝节的直角顶点处的横坐标等于所述第二个枝节的第二端的横坐标;
所述第六个枝节的直角顶点处的纵坐标等于所述枝节的第二端的纵坐标。
4.根据权利要求3所述天线,其特征在于,当所述第二辐射结构由七个直角型结构的枝节组成时,所述第二辐射结构中的第七个枝节的第一端与所述第二个枝节的直角顶点连接;所述第七个枝节的第二端的横坐标等于所述第二个枝节的第二端的横坐标;所述第七个枝节的第二端的纵坐标小于所述第二个枝节的第二端的纵坐标,且大于所述第三个枝节的直角顶点处的纵坐标;所述第七个枝节的直角顶点处的纵坐标等于所述枝节的第二端的纵坐标。
5.根据权利要求1至4任一项所述天线,其特征在于,所述介质基体还包括:
用于电池安装的区域,其中,所述区域与所述辐射体之间最小的距离为5毫米。
6.根据权利要求1至4任一项所述天线,其特征在于,所述介质基体的厚度小于10毫米。
7.根据权利要求1所述天线,其特征在于,所述介质基体的制作材料为介电常数在10~15之间的树脂材料。
8.根据权利要求1所述天线,其特征在于,所述介质基体的制作材料为耐燃等级代号为FR4的材料。
9.根据权利要求1至4任一项所述天线,其特征在于,所述介质基体的一边长为:
80毫米~150毫米;
所述介质基体的另一边长为:
65毫米~85毫米。
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