CN106299642A - 天线辐射体结构及其贴片天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种天线辐射体结构及其贴片天线，其中，天线辐射体结构包括：设有一对对角结构的辐射体，所述辐射体与馈电部分连接；所述一对对角结构上各设有抑制杂波的第一缺口，所述辐射体的一条边上设有抑制杂波的第二缺口，与所述第二缺口对应的所述辐射体的另一边与所述馈电部分相连接。上述天线辐射体结构和贴片天线，在贴片对角上设置的第一缺口、边上设置的第二缺口使得天线在高阶模式抑制杂波；在贴片边上设置的第二缺口使得电流路径增长，减小贴片尺寸。

Description

天线辐射体结构及其贴片天线
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种天线辐射体结构及其贴片天线。
背景技术
天线是无线通信、广播电视、卫星通信、导航、无绳电话等系统中辐射和接收电磁波能量的元件，是导波和辐射波的变换装置能量转换器，天线的性能在整个系统中占有至关重要的作用。随着现代无线通信的快速发展，特别是无线局域网WLAN(Wireless LocalArea Network)、LTE(Long Term Evolution，长期演进)以及CDMA(Code DivisionMultiple Access，码分多址)的广泛应用，人们对天线的性能要求越来越高。
由于无线传播环境的复杂性，天线在接收信号时往往会接收到来自各种散射体的杂波。为了保持接收信号的解调质量，天线需要具有抑制杂波的功能。现有技术中，为了使天线具有较好的抑制杂波的性能，通常会设置额外的谐波滤波器，该结构增加了天线电路的复杂程度，且不利于天线小型化。另外，现有技术中，为了抑制杂波，可能对有用的波也起到了一定的抑制作用，这样就降低了天线信号的性能。综上所述，现有技术抑制杂波的效果较差。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术抑制杂波的效果较差的问题，提供一种天线辐射体结构及其贴片天线。
一种天线辐射体结构，包括：
设有一对对角结构的辐射体，所述辐射体与馈电部分连接；
所述一对对角结构上各设有抑制杂波的第一缺口，所述辐射体的一条边上设有抑制杂波的第二缺口，与所述第二缺口对应的所述辐射体的另一边与所述馈电部分相连接。
一种贴片天线，包括：
基板；
辐射单元，设于所述基板的一侧，包括上述天线辐射体结构；
馈电部分，用于对所述天线辐射体结构馈电，所述馈电部分与所述天线辐射体结构中第二缺口对应的所述辐射体的另一边相连接；以及
地面结构，设于所述基板的另一侧，所述地面结构的长度方向在基板上的投影至少覆盖天线辐射体结构和馈电部分在基板上的投影，所述地面结构的宽度方向在基板上的投影至少覆盖所述天线辐射体结构在基板上的投影。
上述天线辐射体结构和贴片天线，在贴片对角上设置的第一缺口、边上设置的第二缺口使得天线在高阶模式抑制杂波；在贴片边上设置的第二缺口使得电流路径增长，减小天线尺寸。
进一步地，在贴片边的第二缺口上设置一个开路阶跃阻抗，使得天线具有较宽的带宽。
进一步地，馈电部分包括馈线与匹配枝节，可以对所述天线辐射体结构和馈电部分进行阻抗匹配。
进一步地，馈电部分设有开路枝节，可以进一步抑制杂波。
进一步地，地面结构包括缺陷结构，可降低天线的反射系数，且具有较好的阻抗匹配同时也减小了天线的尺寸。
附图说明
图1为第一实施例的贴片天线的正面结构示意图；
图2为第二实施例的贴片天线的正面结构示意图；
图3为贴片天线的背面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的天线辐射体结构和贴片天线的实施例进行说明。
天线辐射体结构及贴片天线如图1至图3所示，本发明的天线辐射体结构可包括：
设有一对对角结构的辐射体101，所述辐射体101与馈电部分连接；
所述一对对角结构上各设有抑制杂波的第一缺口102，所述辐射体101的一条边上设有抑制杂波的第二缺口103，与所述第二缺口103对应的所述辐射体101的另一边与所述馈电部分相连接。
其中，天线辐射体结构为图1和图2中的L2×W2的部分。所述辐射体101可以是贴片，例如，可以是矩形或方形等具有一对对角结构的贴片。所述第一缺口102可以是阶梯型缺口(如图1所示)或弧形缺口(如图2所示)。在贴片对角上设置的第一缺口可使天线在高阶模式抑制杂波。在一个较优实施例中，所述一对对角上的两个第一缺口102尺寸不同。在实际应用中，当两个第一缺口102尺寸不同时，具有更好的抑制杂波的效果。
所述第二缺口103(a4×b4的部分)可以是矩形缺口、方形缺口、圆弧形缺口或圆形缺口。通过设置所述第二缺口103，既可以抑制杂波，又可以使得电流路径增长，减小天线尺寸。所述第二缺口103也可以是其他具有抑制杂波功能的缺口。
所述第二缺口103上可以连接一个具有拓宽带宽功能的开路阶跃阻抗104，所述开路阶跃阻抗104(图中的T型结构)可以设置在所述第二缺口103内部。所述开路阶跃阻抗104可以是阶梯型结构(如图1所示)、梯形结构或其他结构，阶梯型结构除了图1所示的一阶型结构，还可以是二阶或三阶型结构等。在贴片边的缺口上设置一个开路阶跃阻抗104，可以使得天线具有较宽的带宽。
还可以在所述第二缺口103对应辐射体的另一边设置抑制杂波的第三缺口105(a2×b2的部分)，所述第三缺口105可与所述馈电部分相连接。所述第三缺口105可以是矩形或方形。通过设置所述第三缺口105，既可以进一步抑制杂波，又可以使得电流路径增长，进一步减小天线尺寸。所述第三缺口105也可以是其他具有抑制杂波功能的缺口。
与所述天线辐射体结构对应的，本发明还提供一种贴片天线，可包括：
基板10；
辐射单元20，设于所述基板10的一侧，包括天线辐射体结构101；
馈电部分30，用于对所述天线辐射体结构101馈电，所述馈电部分30与所述天线辐射体结构101中第二缺口103对应的所述辐射体101的另一边相连接；以及
地面结构40，设于所述基板10的另一侧，所述地面结构40的长度方向在基板上的投影至少覆盖天线辐射体结构101和馈电部分30在基板上的投影，所述地面结构40的宽度方向在基板上的投影至少覆盖所述天线辐射体结构在基板上的投影。
所述贴片天线中的天线辐射体结构的实施例与上述天线辐射体结构的实施例相同，此处不再赘述。
所述基板10为图1和图2中L1×W1的部分，所述馈电部分30为a2×b2的部分，所述地面结构40为图3中L3×W3的部分。
如图3所示，所述地面结构40可以是长条形地面结构或方形地面结构，且地面结构40的长度方向在基板10上的投影至少覆盖天线辐射体结构和馈电部分30在基板上的投影(L3≥L2+L4)，地面结构40在宽度上与天线辐射体结构平齐(W2＝W3)。在实际应用中，地面结构40的宽度也可以大于天线辐射体结构的宽度(W3>W2)。地面结构40对应的贴片的中心可设置一个缺陷结构401(即缺陷地面结构)，该缺陷结构401可以是圆形或三角形。缺陷地面结构的设置，可以降低天线的反射系数，且具有较好的阻抗匹配效果，同时也减小了天线的尺寸。地面结构40在长度方向上覆盖基板上表面的天线辐射体结构和馈电部分30的作用是：可以提高天线带宽，而且，对天线的工作频率的设定也有影响。地面结构40在宽度方向上覆盖天线辐射体结构，作用是：可以提高天线带宽，而且，对天线的工作频率的设定也有影响。
馈电部分30包括馈线301与匹配枝节302(a1×b1的部分)，所述馈线301两端分别与所述天线辐射体结构101和所述匹配枝节302相连接，所述匹配枝节302用于对所述天线辐射体结构和天线馈源进行阻抗匹配。匹配枝节302的宽度可比馈电部分30的宽度宽(b1>b2)，匹配枝节302未与馈电部分30连接的一端可与基板10的边平齐，从而方便连接馈电装置。在实际应用中，匹配枝节302的宽度也可以等于馈电部分30的宽度(b1＝b2)，但b1>b2的情况下天线性能更高。
所述馈电部分30上还可设有拓宽天线带宽的开路枝节303(a3×b3的部分)，用于进一步抑制杂波。开路枝节303可以是一个如图2所示的矩形结构，也可以设置为如图1所示的结构：从馈电部分30一侧引出一馈电线304，且馈电线304端部设置一金属块303a，金属块303a可以是方形、矩形或梯形渐变结构等具有拓宽带宽功能的结构，金属块303a上还可以设置一金属贴片303b，金属贴片303b可以是圆形、三角形或扇形等形状。金属贴片303b的尺寸可以根据实际需要设置。例如，为扇形时，扇形半径可以设为2mm；该结构使得天线具有较宽的带宽。所述贴片天线可以工作在2.39GHz的频率下，该天线可以抑制不想要的杂波。
下面给出一种贴片天线的可能的尺寸，但本发明的贴片天线并不仅限于以下尺寸。
天线辐射体结构的长L2＝27.1mm，宽W2＝31.2mm，馈电部分宽度a2＝4.6mm，b2＝1.3mm；
匹配枝节长a1＝3mm，宽b1＝1.6mm，两个第一缺口半径分别为3mm和5mm，第二缺口宽a4＝2.6mm，第二缺口长b4＝1.7mm，地面结构长L3＝55mm，地面结构宽W3＝40mm；基板长L1＝55mm，宽W1＝40mm。
方形金属块边长为：0.9mm，馈电线的长度为a3＝2.5mm，宽度b3＝0.3mm。
缺陷地面结构上的圆形直径为5mm。
本发明具有以下优点：
(1)在贴片对角上设置的第一缺口、边上设置的第二缺口使得天线在高阶模式抑制杂波。
(2)在贴片边上设置的第二缺口使得电流路径增长，减小天线尺寸。
(3)在贴片边的第二缺口上设置一个开路阶跃阻抗，使得天线具有较宽的带宽。
(4)馈电部分上的开路枝节的设置进一步抑制杂波。
(5)缺陷地面结构的设置，降低天线的反射系数且具有较好的阻抗匹配同时也减小了天线的尺寸。
(6)该天线的工作频率为2.39GHz，可以抑制不想要的杂波。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种天线辐射体结构，其特征在于，包括：
设有一对对角结构的辐射体，所述辐射体与馈电部分连接；
所述一对对角结构上各设有抑制杂波的第一缺口，所述辐射体的一条边上设有抑制杂波的第二缺口，与所述第二缺口对应的所述辐射体的另一边与所述馈电部分相连接。
2.根据权利要求1所述的天线辐射体结构，其特征在于，所述第二缺口对应辐射体的另一边设置有抑制杂波的第三缺口，所述第三缺口与所述馈电部分相连接。
3.根据权利要求2所述的天线辐射体结构，其特征在于，所述第三缺口为矩形或方形。
4.根据权利要求1所述的天线辐射体结构，其特征在于，还包括：
与所述辐射体连接的具有拓宽带宽功能的开路阶跃阻抗，所述开路阶跃阻抗设于所述第二缺口内部。
5.根据权利要求4所述的天线辐射体结构，其特征在于，所述开路阶跃阻抗为阶梯形结构或梯形结构。
6.根据权利要求5所述的天线辐射体结构，其特征在于，所述阶梯形结构为一阶结构、二阶结构或三阶结构。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的天线辐射体结构，其特征在于，所述第一缺口为阶梯形或弧形。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的天线辐射体结构，其特征在于，所述第一缺口中的一者的尺寸大于所述第一缺口中的另一者的尺寸。
9.根据权利要求1至6任意一项所述的天线辐射体结构，其特征在于，所述第二缺口为矩形、方形、圆弧形或圆形。
10.一种贴片天线，其特征在于，包括：
基板；
辐射单元，设于所述基板的一侧，包括权利要求1至9任意一项所述的天线辐射体结构；
馈电部分，用于对所述天线辐射体结构馈电，所述馈电部分与所述天线辐射体结构中第二缺口对应的所述辐射体的另一边相连接；以及
地面结构，设于所述基板的另一侧，所述地面结构的长度方向在基板上的投影至少覆盖天线辐射体结构和馈电部分在基板上的投影，所述地面结构的宽度方向在基板上的投影至少覆盖所述天线辐射体结构在基板上的投影。
11.根据权利要求10所述的贴片天线，其特征在于，所述馈电部分包括馈线与匹配枝节，所述馈线两端分别与所述天线辐射体结构和所述匹配枝节相连接，所述匹配枝节用于对所述天线辐射体结构和天线馈源进行阻抗匹配。
12.根据权利要求10所述的贴片天线，其特征在于，所述地面结构上设有缺陷结构。
13.根据权利要求12所述的贴片天线，其特征在于，所述缺陷结构为圆形或三角形。
14.根据权利要求10至13任意一项所述的贴片天线，其特征在于，所述馈电部分上设有抑制杂波的开路枝节。
15.根据权利要求14所述的贴片天线，其特征在于，所述开路枝节为矩形结构。
16.根据权利要求14所述的贴片天线，其特征在于，所述开路枝节为设置有金属贴片的金属块，其中，所述金属块与从馈电部分一侧引出的馈电线相连接。
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