CN106785414A - 耦合天线 - Google Patents

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姜远远
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Abstract

本发明提供一种耦合天线，包括介质基板，所述介质基板上设置有辐射单元、接地单元，所述接地单元的一端延伸出一寄生单元，所述寄生单元与所述接地单元围成凹形区域，所述辐射单元设置在所述凹形区域中，所述辐射单元包括设置在所述接地单元的一侧的第一辐射臂以及设置在所述寄生单元的一侧的第二辐射臂；本发明提供的耦合天线，结构简单，电流反射损耗较少，馈电效率较高，且增强了天线对于环境变化的抗干扰性，且天线的驻波比值无论在高频段还是低频段均接近1，因此天线的阻抗匹配较好，受金属环境的影响较小，相较于普通的IFA天线或monopole天线均具有较高的天线辐射效率。

Description

耦合天线
技术领域
本发明涉及耦合天线技术领域，尤其指一种耦合天线。
背景技术
目前，在智能设备的制造技术领域中，很多关键部件为金属材质，如采用金属材质的外壳，其使得智能设备的外观更为美观，但金属材质的部件会影响天线的辐射性能，因此天线的设计也需要不断的做出相应改善，如在常规金属环境下采用的IFA天线，其是基于PIFA天线演变而来的，其一般具有馈电单元以及与馈电单元连接的接地单元和辐射单元，使用时从馈电单元供电，电流从辐射单元向外辐射电磁波，接地单元接地以增加辐射单元的辐射稳定性。然而，随着智能设备中的金属材质的增多，电磁波的辐射能力越来越差，天线受到金属环境的扰动，导致效率和带宽变得越来越差，很难满足越来越高的产品要求。
已知，耦合天线不同于IFA天线，其对金属环境要求不是很高，它允许周围有更多的金属机构件存在，同时也可以和笔记本的其他金属部件整合在一起。在同样的金属环境下，其效率比起常规的IFA天线有很大的提升，然而目前常见的小型化耦合天线，如monopole天线，存在有天线性能易受到环境影响的问题，且其天线效率均较低，因此，如何通过对天线结构的改进提升天线的效率成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种耦合天线，该天线受金属环境影响较小，天线的馈电效率较高，阻抗匹配好。
为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
一种耦合天线，包括介质基板，所述介质基板上设置有辐射单元、接地单元，所述接地单元的一端延伸出一寄生单元，所述寄生单元与所述接地单元围成凹形区域，所述辐射单元设置在所述凹形区域中，所述辐射单元包括设置在所述接地单元的一侧的第一辐射臂以及设置在所述寄生单元的一侧的第二辐射臂。
作为优选，所述辐射单元还包括主体部，所述主体部上设置馈电点，所述第一辐射臂与所述第二辐射臂从所述主体部的一侧向同一方向延伸。
作为优选，所述第一辐射臂与所述第二辐射臂呈矩形片状。
作为优选，所述寄生单元包括一端与所述接地单元的一端连接的连接段，所述连接段的另一端与呈矩形片状的延伸段的一端连接。
作为优选，所述第二辐射臂与所述延伸段形成所述用于耦合馈电的缝隙。
作为优选，所述接地单元为具有一定长度的金属片，所述第一辐射臂与所述接地单元形成用于耦合馈电的缝隙。
作为优选，所述介质基板配置为阻燃绝缘介质基板。
作为优选，所述第一辐射臂与所述第二辐射臂相互平行。
作为优选，所述主体部上设置馈电点。
作为优选，所述辐射单元、接地单元及寄生单元均为激光直接成型或印刷成型在所述介质基板上的金属贴片。
本发明实施例提供的耦合天线，结构简单，利用耦合馈电原理，通过低频辐射臂辐射低频信号，然后通过与其并行的高频辐射比辐射高频信号，电流反射损耗较少，馈电效率较高，且增强了天线对于环境变化的抗干扰性，且天线的驻波比值无论在高频段还是低频段均接近1，因此天线的阻抗匹配较好，受金属环境的影响较小，相较于普通的IFA天线或monopole天线均具有较高的天线辐射效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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为本发明实施例的耦合天线的剖视图；
图2为本发明实施例的天线驻波比示意图。
图中标号：
1-介质基板 2-寄生单元 21-连接段 22-延伸段 3-接地单元 4-辐射单元 41-主体部 42-第一辐射臂 43-第二辐射臂 5-第一缝隙 6-第二缝隙 7-馈电点。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种耦合天线，包括介质基板1，所述介质基板1上设置有辐射单元4、接地单元3，所述接地单元3的一端延伸出一寄生单元2，所述寄生单元2与所述接地单元3围成凹形区域，所述辐射单元4设置在所述凹形区域中，所述辐射单元4包括设置在所述接地单元3的一侧的第一辐射臂42以及设置在所述寄生单元2的一侧的第二辐射臂43，所述第一辐射臂42与所述接地单元3之间形成第一缝隙5，所述第二辐射臂43与所述寄生单元2之间形成第二缝隙6。
具体的，所述接地单元3为具有一定长度的金属片，所述辐射单元4还包括主体部41，所述主体部41上设置馈电点7，所述第一辐射臂42与所述第二辐射臂43从所述主体部41的一侧向同一方向延伸，本实施例的耦合天线通过第一辐射臂42产生高频，然后通过调节第一辐射臂42的尺寸及其与接地单元3之间的第一缝隙5的尺寸从而调节高频段(5.15GHz～5.85GHz)的阻抗匹配，进一步地调谐谐振频率；通过第二辐射臂43产生低频，通过调节第二辐射臂43的尺寸及第二缝隙6的尺寸调节低频段(2.4GHz～2.5GHz)的阻抗匹配，进一步地调谐谐振频率。
具体的，参照图1所示，所述第一辐射臂42与所述第二辐射臂43均呈矩形片状。
具体的，参照图1所示，所述寄生单元2包括一端与所述接地单元3的一端连接的连接段21，所述连接段21的另一端与呈矩形片状的延伸段22的一端连接，通过这样的结构使所述寄生单元2及所述接地单元3形成用于容纳辐射单元4的凹形区域。
优选的，所述第二辐射臂43与所述延伸段22形成用于耦合馈电的第二缝隙6，使得更容易调谐低频段的谐振频率。
优选的，所述介质基板1配置为阻燃绝缘介质基板，如采用阻燃等级为FR-4的绝缘介质基板。
优选的，所述第一辐射臂42与所述第二辐射臂43相互平行，以便于调节辐射臂的尺寸及结构参数。
优选的，所述主体部41上设置馈电点7，通过所述馈电点7施加电流，电流通过主体部41辐射至所述第一辐射臂42与所述第二辐射臂43，所述第二辐射臂43与所述延伸段22形成的第二缝隙6辐射低频段电磁波(2.4GHz～2.5GHz)，所述第一辐射臂42与接地单元3之间的第一缝隙5辐射高频段(5.15GHz～5.85GHz)电磁波。
优选的，所述辐射单元4、接地单元3及寄生单元2均为激光直接成型或印刷成型在所述介质基板1上的金属贴片。
参照图2为本发明实施例的天线驻波比示意图，由图2可知，本发明的天线在低频段(2.4GHz～2.5GHz)时的天线驻波比接近1，天线在高频段(5.15GHz～5.85GHz)的驻波比保持在1-2之间，因此无论在低频段或是高频段，天线的阻抗匹配效果均较好。
进一步的，参照表1为本发明实施例的天线效率表：
频率 天线效率 增益
2400.00 43％ -1.71
2450.00 40％ -0.80
2500.00 41％ -0.89
5150.00 36％ -0.05
5250.00 36％ 0.27
5350.00 37％ -0.06
5470.00 37％ 0.45
5600.00 37％ 0.86
5720.00 39％ 1.72
5785.00 39％ 1.65
5850.00 38％ 0.85
参照表1所示，天线在低频段(2.4GHz～2.5GHz)与高频段(5.15GHz～5.85GHz)区间的效率均高于其他频段，且均保持在38％-43％之间，天线的辐射效率较高。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耦合天线，包括介质基板，所述介质基板上设置有辐射单元、接地单元，其特征在于，所述接地单元的一端延伸出一寄生单元，所述寄生单元与所述接地单元围成凹形区域，所述辐射单元设置在所述凹形区域中，所述辐射单元包括设置在所述接地单元的一侧的第一辐射臂以及设置在所述寄生单元的一侧的第二辐射臂。
2.根据权利要求1所述的耦合天线，其特征在于，所述辐射单元还包括主体部，所述主体部上设置馈电点，所述第一辐射臂与所述第二辐射臂从所述主体部的一侧向同一方向延伸。
3.根据权利要求2所述的耦合天线，其特征在于，所述第一辐射臂与所述第二辐射臂呈矩形片状。
4.根据权利要求3所述的耦合天线，其特征在于，所述寄生单元包括一端与所述接地单元的一端连接的连接段，所述连接段的另一端与呈矩形片状的延伸段的一端连接。
5.根据权利要求4所述的耦合天线，其特征在于，所述第二辐射臂与所述延伸段形成所述用于耦合馈电的缝隙。
6.根据权利要求5所述的耦合天线，其特征在于，所述接地单元为具有一定长度的金属片，所述第一辐射臂与所述接地单元形成用于耦合馈电的缝隙。
7.根据权利要求1至6中任一所述的耦合天线，其特征在于，所述介质基板配置为阻燃绝缘介质基板。
8.根据权利要求1至6中任一所述的耦合天线，其特征在于，所述第一辐射臂与所述第二辐射臂相互平行。
9.根据权利要求2至6中任一所述的耦合天线，其特征在于，所述主体部上设置馈电点。
10.根据权利要求1至6中任一所述的耦合天线，其特征在于，所述辐射单元、接地单元及寄生单元均为激光直接成型或印刷成型在所述介质基板上的金属贴片。
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