CN108140954A - 双频带缝隙天线 - Google Patents

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Abstract

描述了双频带缝隙天线。该双频带缝隙天线包括：具有缝隙的接地平面，导电贴片，布置在导电贴片与接地平面之间的电介质基板，以及紧固在导电贴片上以形成用于双频带操作的不同尺寸的第一回路区域和第二回路区域的同轴电缆。

Description

双频带缝隙天线
背景技术
缝隙天线可用于接收和发射电磁辐射。缝隙天线可响应于施加的电场和相关联的磁场而将电力转换成电磁波。缝隙天线可包括可辐射转换的电磁波的辐射元件。
附图说明
在以下详细描述中并且参考附图来描述示例，其中：
图1是示例性双频带缝隙天线的示意性表示；
图2是具有附加细节的诸如图1中所示的示例性双频带缝隙天线的示意性表示；
图3是诸如图1中所示的示例性双频带缝隙天线的示意性表示，其中应用C形导电贴片以用于双频带操作；
图4是诸如图1中所示的示例性双频带缝隙天线的示意性表示，其中应用倒置的C形导电贴片以用于双频带操作；
图5是诸如图1中所示的示例性双频带缝隙天线的示意性表示，其中导电贴片被分成馈电迹线和接地迹线；
图6是诸如图1中所示的示例性双频带缝隙天线的示意性表示，所述双频带缝隙天线包括用于双频带操作的基本上直的接地迹线和F形馈电迹线；以及
图7A-7F图示2D柔性印刷电路(FPC)天线和3D金属片天线的示例性设计比较。
具体实施方式
缝隙天线可用于接收和发射电磁辐射。示例性缝隙天线可包括两个缝隙、弯曲的缝隙、更宽的缝隙孔、或者与接地平面上的有源部件集成以用于双频带操作。示例性缝隙天线可以是用于美观且较低成本的场景的直的、薄的且无源的缝隙。例如，当使用薄的并且无源的缝隙天线设计时，由于缝隙宽度直接与天线带宽成比例，因此获得双宽带宽(例如2.4和5GHz频带)可能明显复杂。
本申请公开技术以提供包括用于双频带操作的单个缝隙的双频带缝隙天线。双频带缝隙天线可包括接地平面、电介质基板、导电贴片、馈电迹线、接地迹线、接地点和馈电点。缝隙可被蚀刻在接地平面上。在一个示例中，该缝隙可以是直的缝隙。此外，电介质基板可被布置在导电贴片与接地平面之间。能量可经由馈电点或经由馈电和接地点耦合到导电贴片以用于激发缝隙。另外，导电贴片可以被分成馈电迹线和接地迹线。馈电和接地迹线两者都可包括至少一个接地点，以与接地平面进行电连接以用于双频带操作。示例性双频带缝隙天线包括2D(二维)天线或3D(三维)天线。
图1是示例性双频带缝隙天线100的示意性表示。双频带缝隙天线100包括接地平面102、电介质基板104和导电贴片106。接地平面102具有缝隙110。电介质基板104被布置/放置在导电贴片106与接地平面102之间。此外，同轴电缆108可以被紧固(例如焊接或接合)在导电贴片106上以形成用于双频带操作的不同尺寸的第一回路区域112和第二回路区域114。在图1中所示的示例中，导电贴片106是O形结构，并且可具有与同轴电缆108的内导体连接的至少一个馈电点(例如，如图3中所示的馈电点302)和与同轴电缆108的外导体连接的一个部分。在一个示例中，在导电贴片106上焊接同轴电缆108时，形成并排放置的两个回路结构(例如更大的回路区域112和更小的回路区域114)并且两个回路可具有用于双频带操作的不同尺寸。
例如，较大的回路区域112和较小的回路区域114可能能够分别生成2.4GHz和5-6GHz的频带。而且，可改变第一回路区域112和第二回路区域114的宽度和形状，使得导电贴片106可与缝隙110或者部分重叠或者完全不重叠以用于不同环境和应用。能量可或者经由馈电点或者经由馈电和接地点耦合到导电贴片106以用于激发缝隙110。
现在参考图2，其图示具有附加细节的示例性双频带缝隙天线100的示意性表示。在一个示例中，导电贴片106可包括突出短截线(stub)202。突出短截线202可突出到第一回路区域112(例如，如图2中所示)和/或第二回路区域114中。在一个示例中，突出短截线202可与缝隙110部分重叠或者不重叠以用于频率调谐。在该示例中，如图2中所示，突出短截线202不与缝隙110重叠。类似地，双频带操作频率可以通过并排放置的不同尺寸的回路结构(例如较大的回路区域112和较小的回路区域114)获得。
图3至图6图示如图1中所示的双频带缝隙天线100的不同示例。这些示例性实现方式可用于不同操作频率的频率调谐。例如，图3是如图1中所示的双频带缝隙天线100的示例，其中可应用C形导电贴片106以用于双频带操作。与图1和图2相比，对于低频带操作，一个较大的回路区域112可以保持相同，而对于高频带操作，较小的回路区域114可以被破坏，但是剩余的突出短截线的尺寸仍然可能被微调。在一个示例中，C形导电贴片106可与缝隙110部分重叠和完全不重叠以用于频率调谐。在一个示例中，C形导电贴片106可包括与缝隙110重叠的突出短截线以用于频率调谐。C形导电贴片106可与接地平面102没有或至少有一个电接触。因此，能量可或者经由馈电点302或者经由馈电和接地点耦合到导电贴片106以用于激发缝隙110。
图4图示如图1中所示的双频带缝隙天线100的另一个示例，其中应用倒置的C形导电贴片106以用于双频带操作。与图3相比，对于高频带操作，一个较小的回路区域114可保持相同，而对于低频带操作，较大的回路区域112可被破坏，但是剩余的突出短截线的尺寸仍然可能微调。在一个示例中，倒置的C形导电贴片106可与缝隙110部分重叠和进一步不重叠以用于频率调谐。在一个示例中，倒置的C形导电贴片106可包括与缝隙110重叠以用于频率调谐的突出短截线。倒置的C形导电贴片106可与接地平面102没有或者具有至少一个电接触。因此，能量可或者经由馈电点或者经由馈电和接地点耦合到导电贴片106以用于激发缝隙110。
图5图示双频带缝隙天线100的另一个示例，其中导电贴片被分成馈电迹线504和接地迹线502。在图5中所示的示例中，馈电迹线与同轴电缆108的内导体506直接连接以用于能量传送，并且接地迹线502与同轴电缆108的外导体508直接连接以用于组装稳定性和接地考虑。在图5中所示的示例中，应用L形接地迹线502和T形馈电迹线504以用于双频带操作。T形馈电迹线504可作为单极操作以激发双频带缝隙天线100，而L形接地迹线502可作为频率调谐组件操作。在该示例中，馈电迹线504和接地迹线502两者都可与缝隙110部分重叠和/或完全不重叠以用于频率调谐。在一个示例中，馈电迹线504和接地迹线502两者都可包括与缝隙110重叠以用于频率调谐的突出短截线。馈电迹线504和接地迹线502两者都可与接地平面102没有或者具有至少一个电接触。因此，能量可或者经由馈电点或者经由馈电和接地点耦合到馈电迹线504以用于激发缝隙110。
图6图示双频带缝隙天线100的另一个示例，其中应用基本上直的接地迹线602和F形馈电迹线604以用于双频带操作。尽管图5和图6描述关于包括T形和/或F形结构的馈电迹线和包括L形和直线形结构的接地迹线，但是可以实现任何其它结构以实现双频带操作。
例如，在缝隙天线设计中，射频(RF)功率的大部分可按沿着接地平面传播的表面波的形式从缝隙区域泄漏。当诸如面板或电路控制板(例如围绕缝隙的金属物体)之类的组件被安装在相同的接地平面上时，该表面波可被这些金属物体限制并被变换成平行板波，从而显著降低辐射强度。本主题可以提出3D天线而不是2D天线。提出的该技术可使得表面波通过3D天线的垂直部分传播，并且在其被围绕缝隙的金属物体限制之前在限制的金属物体的外部辐射，从而极大地增强辐射强度。该技术可如图7中所示地提出从2D(二维)到3D(三维)的导电贴片或馈电/接地迹线。
图7图示2D柔性印刷电路(FPC)天线和3D金属片天线的示例性设计比较。图7A图示2D FPC天线的顶视图。在图7A中所示的示例中，馈电迹线706和接地迹线704两者分别具有用于与接地平面102进行电接触的接地点701A和701B。馈电迹线706可包括T形和/或F形结构，并且接地迹线704可包括如图5和6中所示的L形和直线形结构。图7B示出2D FPC天线的侧视图。
图7C和图7D图示3D金属片天线的侧视图。如图7C中所示，馈电迹线706和接地迹线704两者都被变成3D类型的天线以用于增强天线的性能，并且分别包括用于与接地平面102进行电接触的接地点701A和701B。在图7D中所示的示例中，将接地点701A和701B(例如，如图7C中所示)从馈电迹线706和接地迹线704两者移除，用于将能量电耦合到接地平面102上的缝隙110。
图7E、7F和7G图示具有导电贴片708(例如，诸如图1中所示的导电贴片106)的3D金属片天线的侧视图。如图7E和7F中所示，3D金属片天线包括用于增强天线性能的导电贴片708(例如，分别没有和具有接地点702A和702B)。类似地，可以设计图7G中所示的结构，其中导电贴片708的垂直部分可以被设计成横跨缝隙区域。在图7C至7G中所示的示例中，3D天线的导电贴片包括从电介质基板向外延伸并且至少围绕缝隙的一侧的至少一部分(例如基本上竖直的金属肋)。在图7C至7G中所示的示例中，导电贴片708可以被划分成馈电迹线706和接地迹线704。
3D结构可不限于使用单个材料(例如金属片)，而且不同的材料可以用于组合。例如，PCB可以与金属片组合以用于3D天线。用于该设计的另一个示例可以使用在其表面上具有导电材料的塑料支架来形成3D天线。
可注意到：本解决方案的上述示例仅仅用于说明的目的。虽然已经结合解决方案的具体实施例描述了解决方案，但是在实质上不脱离本文所述主题的教导和优点的情况下，可能进行多种修改。在不脱离本解决方案的精神的情况下可进行其它替代、修改和改变。本说明书中公开的所有的特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)可按任何组合来组合，除了其中至少一些这样的特征相互排斥的组合之外。
如本文所使用的术语“包括”、“具有”及其变型具有与术语“包含”或其适当变型相同的含义。此外，如本文所使用的术语“基于”意为“至少部分地基于”。因而，被描述为基于一些刺激的特征可以基于刺激或包括该刺激的刺激的组合。
已经参照前述示例示出和描述了本说明书。然而，将理解的是：在不脱离在以下权利要求中限定的本主题的精神和范围的情况下，可以做出其它形式、细节和示例。

Claims (15)

1.一种双频带缝隙天线，包括：
具有缝隙的接地平面；
导电贴片；
布置在导电贴片与接地平面之间的电介质基板；以及
紧固在导电贴片上以形成用于双频带操作的不同尺寸的第一回路区域和第二回路区域的同轴电缆。
2.根据权利要求1所述的双频带缝隙天线，其中导电贴片包括连接到同轴电缆的内导体的馈电点和连接到同轴电缆的外导体的部分。
3.根据权利要求1所述的双频带缝隙天线，其中导电贴片包括在第一回路区域和第二回路区域中的至少一个中的突出短截线，其中突出短截线与缝隙部分重叠或不重叠，并且其中导电贴片与缝隙部分重叠或不重叠。
4.根据权利要求1所述的双频带缝隙天线，其中导电贴片包括至少一个接地点，以与接地平面进行至少一个电连接以用于双频带操作。
5.根据权利要求1所述的双频带缝隙天线，其中导电贴片包括从由O形、C形和倒置的C形组成的组中选择的结构。
6.根据权利要求1所述的双频带缝隙天线，其中双频带缝隙天线包括二维(2D)天线和三维(3D)天线中的一个。
7.一种三维(3D)双频带缝隙天线，包括：
具有缝隙的接地平面；
导电贴片；
布置在导电贴片与接地平面之间的电介质基板；以及
紧固在导电贴片上以形成用于双频带操作的不同尺寸的第一回路区域和第二回路区域的同轴电缆。
8.根据权利要求7所述的3D双频带缝隙天线，其中导电贴片包括从电介质基板向外延伸并且至少围绕缝隙的一侧的至少一部分。
9.根据权利要求7所述的3D双频带缝隙天线，其中导电贴片被划分成馈电迹线和接地迹线，其中馈电迹线连接到同轴电缆的内导体，并且接地迹线连接到同轴电缆的外导体。
10.根据权利要求7所述的3D双频带缝隙天线，其中导电贴片包括至少一个接地点，以与接地平面进行至少一个电连接以用于双频带操作，并且其中导电贴片与缝隙部分重叠或不重叠。
11.一种双频带缝隙天线，包括：
具有缝隙的接地平面；
导电贴片，其中导电贴片划分成馈电迹线和接地迹线；
设置在导电贴片与接地平面之间的电介质基板；以及
紧固在导电贴片上以形成用于双频带操作的不同尺寸的第一回路区域和第二回路区域的同轴电缆，其中馈电迹线连接到同轴电缆的内导体并且接地迹线连接到同轴电缆的外导体。
12.根据权利要求11所述的双频带缝隙天线，其中馈电迹线和接地迹线中的至少一个包括在第一回路区域和第二回路区域中的至少一个中的突出短截线，其中突出短截线与缝隙部分重叠或不重叠。
13.根据权利要求11所述的双频带缝隙天线，其中馈电迹线和接地迹线包括至少一个接地点，以与接地平面进行至少一个电连接以用于双频带操作。
14.根据权利要求11所述的双频带缝隙天线，其中馈电迹线和接地迹线中的每一个与缝隙部分重叠或不重叠。
15.根据权利要求11所述的双频带缝隙天线，其中馈电迹线包括从由T形和F形组成的组中选择的结构，并且其中接地迹线包括从由L形和直线形组成的组中选择的结构。
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