CN108539398B - 一种l形缝隙双桥多频天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种L形缝隙双桥多频天线，包括第一天线辐射单元、第二天线辐射单元和金属地，第一天线辐射单元包括第一矩形金属片、第一带L槽的金属片、第二矩形金属片、第三矩形金属片、第一接地矩形金属片、第二带L槽的金属片、第二接地矩形金属片和馈电结构，第二天线辐射单元包括第三接地矩形金属片、第四矩形金属片、第五矩形金属片和第六矩形金属片，本发明的天线能获得1.76‑1.94GHz、2.27‑2.44GHz、2.44‑2.66GHz三个工作频段、满足带宽要求和能获得稳定的增益，并完全覆盖LTE的F、E、D频段。

Description

一种L形缝隙双桥多频天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种L形缝隙双桥多频天线。

背景技术

目前移动终端用户在快速增长，同时城市新型建筑物也在不断地兴起，使得建筑物内话务密度不断上升，对信号通道的要求也在不断提高。但是新建建筑物才用的建筑材料密度高，屏蔽器好，对信号的影响大，对移动终端用户的通话，上网体验影响较大。如果能改善这些移动用户较为集中的场所的信号覆盖问题，使用户获得更好的终端业务使用体验，对移动用户和移动运营商是两全其美。

为解决室内信号覆盖问题，室内分布天线可以增强信号，扩大信号的分布范围。鉴于移动通信商采用的通信频段略有差异，多频段、低剖面天线较为适用。目前室内分布天线主要采用双锥天线，双锥天线频带宽、增益高，但其剖面较高，一方面不符合各种终端通讯设备小型化的趋势，另一方面这种天线多采用吸顶安装，影响房屋美观。且其一般为单频段，如设计成多频段需要的高度会增加，势必会导致整个通讯设备高度的增加。微带天线具有高增益、低剖面的优点，但频带较窄，不能完整覆盖通讯频带。为解决这些问题，需要设计一款多频段、敏感程度低、增益稳定、满足带宽要求的室内分布天线。

发明内容

本发明提供了一种L形缝隙双桥多频天线，可以获得1.76-1.94GHz、 2.27-2.44GHz、2.44-2.66GHz三个工作频段和稳定的增益、满足带宽要求，并完全覆盖LTE的F、E、D频段。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种L形缝隙双桥多频天线，包括第一天线辐射单元、第二天线辐射单元和金属地，第一天线辐射单元包括第一矩形金属片、第一带L槽的金属片、第二矩形金属片、第三矩形金属片、第一接地矩形金属片、第二带L槽的金属片、第二接地矩形金属片和馈电结构，第二天线辐射单元包括第三接地矩形金属片、第四矩形金属片、第五矩形金属片和第六矩形金属片，第一矩形金属片与第一带L槽的金属片电连接，第一带L槽的金属片通过并排的第二矩形金属片和第三矩形金属片与第二带L槽的金属片电连接，第二接地矩形金属片电连接在第二带L槽的金属片的尾端，第一接地矩形金属片与第三矩形金属片电连接；第三接地矩形金属片和第五矩形金属片相对的连接在第四矩形金属片上，第六矩形金属片连接在第四矩形金属片上，第六矩形金属片与第三接地矩形金属片的位置相邻。

作为本发明的优化方案，第一天线辐射单元与第二天线辐射单元的高度相等，第一天线辐射单元位于金属地的中间位置。

作为本发明的优化方案，馈电结构为50欧姆同轴线馈电，馈电结构的内导体与第一矩形金属片下端电连接，馈电结构的外导体与金属地电连接。

作为本发明的优化方案，第一天线辐射单元整体呈“工”字形。

作为本发明的优化方案，第二天线辐射单元位于第一带L槽的金属片、第三矩形金属片和第二带L槽的金属片之间。

本发明具有积极的效果：1)本发明的天线能获得1.76-1.94GHz、 2.27-2.44GHz、2.44-2.66GHz三个工作频段、满足带宽要求和能获得稳定的增益，并完全覆盖LTE F、E、D频段；

2)本发明巧妙有效地利用了接地矩形金属片结构，在减小天线尺寸的同时，通过调节其宽度与位置，能够优化天线的输入阻抗，实现天线的阻抗匹配，同时可以支撑天线辐射单元；

3)本发明巧妙有效地利用了L型缝隙结构，在不增加天线金属片的情况下能够匹配天线的输入阻抗，节省成本；

4)本发明巧妙有效地利用了双桥结构，双桥等长时可以扩宽天线的工作频段，不等长时可以通过不同的电流回路使天线工作在不同的工作频段，结构新颖；

5)本发明的天线在三个工作频段均为定向辐射，增益高，能够很好的完成信号的收发工作，保持信号流稳定；

6)本发明结构简单、轻便，结构稳固、不易变形，在一定程度上可以保持天线性能稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明第一天线辐射单元和第二天线辐射单元的俯视图；

图3是本发明第一天线辐射单元的结构图；

图4是本发明第二天线辐射单元的结构图；

图5是本发明的回波损耗图；

图6是两个相同的本发明天线相距100mm时的隔离度图；

图7是本发明在1.9GHz时的辐射状态图；

图8是本发明在2.35GHz时的辐射状态图；

图9是本发明在2.59GHz时的辐射状态图。

其中：11、第一矩形金属片，12、第一带L槽的金属片，13、第二矩形金属片，14、第三矩形金属片，15、第一接地矩形金属片，16、第二带L槽的金属片，17、第二接地矩形金属片，18、馈电结构，3、金属地，21、第三接地矩形金属片，22、第四矩形金属片，23、第五矩形金属片，24、第六矩形金属片， 121、第一L槽，161、第二L槽。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明公开了一种L形缝隙双桥多频天线，包括第一天线辐射单元、第二天线辐射单元和金属地3，第一天线辐射单元包括第一矩形金属片11、第一带L槽的金属片12、第二矩形金属片13、第三矩形金属片 14、第一接地矩形金属片15、第二带L槽的金属片16、第二接地矩形金属片17 和馈电结构18，第二天线辐射单元包括第三接地矩形金属片21、第四矩形金属片22、第五矩形金属片23和第六矩形金属片24，第一矩形金属片11与第一带 L槽的金属片12电连接，第一带L槽的金属片12通过并排的第二矩形金属片 13和第三矩形金属片14与第二带L槽的金属片16电连接，第二接地矩形金属片17电连接在第二带L槽的金属片16的尾端，第一接地矩形金属片15与第三矩形金属片14电连接；第三接地矩形金属片21和第五矩形金属片23相对的连接在第四矩形金属片22上，第六矩形金属片24连接在第四矩形金属片22上，第六矩形金属片24与第三接地矩形金属片21位置相邻。

其中，L形缝隙双桥多频天线整体为立体结构，第一带L槽的金属片12上设置有第一L槽121，第二带L槽的金属片16上设置第二L槽161，在第三接地矩形金属片21远离金属地3的一端物理连接有第四矩形金属片22，第三接地矩形金属片21和第五矩形金属片23分别在第四矩形金属片22的对边。第一矩形金属片11垂直安装第一带L槽的金属片12上，第一接地矩形金属片15垂直安装在第三矩形金属片14上，第二接地矩形金属片17垂直安装在第二带L槽的金属片16上；第三接地矩形金属片21、第五矩形金属片23和第六矩形金属片24均垂直安装在第四矩形金属片22上。

馈电结构18位于第一矩形金属片11靠近金属地3的一端，采用50欧姆同轴线馈电，其中同轴线的内导体与第一矩形金属片11下端电连接，外导体与金属地3电连接。

电流通过同轴导线经第一矩形金属片11，第一带L槽的金属片12，第二矩形金属片13，第二带L槽的金属片16，第二接地矩形金属片17形成第一条回路；第二条回路由第一矩形金属片11，第一带L槽的金属片12，第三矩形金属片14，第二带L槽的金属片16组成；

第一矩形金属片11，第一带L槽的金属片12，第三矩形金属片14及第一接地矩形金属片15形成第三条回路；通过耦合，第三接地矩形金属片21、第四矩形金属片22、第五矩形金属片23和第六矩形金属片24形成第四条电流回路。

第一条电流回路与第二条电流回路的长度决定了L形缝隙双桥多频天线工作的第一个频段，改变电流回路即改变第一带L槽的金属片12与第二带L槽的金属片16的长度就可改变天线工作的最低频段。第一L槽121和第二L槽161 能够调节L形缝隙双桥多频天线整体的输入阻抗，使得天线能够达到较好的阻抗匹配程度。第一L槽121和第二L槽161的长短控制着阻抗匹配程度，当需要改变天线的工作频段时，改变第一带L槽的金属片12与第二带L槽的金属片 16的长度即可快速改变其工作频段，调节第一L槽121和第二L槽161的长短即可快速实现阻抗匹配，方便快捷。第三条电流回路决定了天线工作的第二个工作频段，第一接地矩形金属片15与第三矩形金属片14的连接位置决定了第三条电流回路的长度，即天线的工作频段，改变第一接地矩形金属片15的宽度能够改善天线在此工作频段的阻抗匹配，高效快速。通过耦合作用而产生第四条电流回路的第二天线辐射单元决定天线工作的第三个工作频段。改变第四矩形金属片22的大小能够改变天线工作的第三个工作频段，第三接地矩形金属片 21的位置与宽度能够改变天线的输入阻抗，根据不同的工作频段，调整第三接地矩形金属片21的位置与宽度可以快速实现天线阻抗匹配，第五矩形金属片2 3和第六矩形金属片24的设计也是为了调节天线的输入阻抗，实现阻抗匹配，改善天线的敏感程度，避免由于批量生产带来的误差对天线整体性能的影响。

图5是天线的回波损耗图，从图中可以看出，在LTE F、E、D频段，天线性能良好，S参数在-10dB以下。

图6是两相同天线相距100mm时的隔离度，从图中可以看出在LTE F频段，隔离度在23dB左右；在LTE E频段，隔离度在45dB左右；在LTE D频段，隔离度在43dB左右。LTE频段隔离度良好，可以作为收发天线使用。

图7是天线在1.9GHz时的辐射状态图。从图中可以看出，天线工作在1.9 GHz时，为定向辐射，辐射方向偏离Z轴30度。

图8是天线在2.35GHz时的辐射状态图。从图中可以看出，天线工作在2. 35GHz时，为定向辐射，辐射方向为Z轴方向。

图9是天线在2.59GHz时的辐射状态图。从图中可以看出，天线工作在2. 59GHz时，为定向辐射，辐射方向为Z轴方向。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种L形缝隙双桥多频天线 ，其特征在于：包括第一天线辐射单元、第二天线辐射单元和金属地（3），所述的第一天线辐射单元包括第一矩形金属片（11）、第一带L槽的金属片（12）、第二矩形金属片（13）、第三矩形金属片（14）、第一接地矩形金属片（15）、第二带L槽的金属片（16）、第二接地矩形金属片（17）和馈电结构（18），所述的第二天线辐射单元包括第三接地矩形金属片（21）、第四矩形金属片（22）、第五矩形金属片（23）和第六矩形金属片（24），第一矩形金属片（11）与第一带L槽的金属片（12）电连接，第一带L槽的金属片（12）通过并排的第二矩形金属片（13）和第三矩形金属片（14）与第二带L槽的金属片（16）电连接，第二接地矩形金属片（17）电连接在第二带L槽的金属片（16）的尾端，第一接地矩形金属片（15）与第三矩形金属片（14）电连接；第三接地矩形金属片（21）和第五矩形金属片（23）相对的连接在第四矩形金属片（22）上，第六矩形金属片（24）连接在第四矩形金属片（22）上，第六矩形金属片（24）与第三接地矩形金属片（21）的位置相邻；馈电结构（18）为50欧姆同轴线馈电，馈电结构（18）的内导体与第一矩形金属片（11）下端电连接，馈电结构（18）的外导体与金属地（3）电连接；所述的第二天线辐射单元位于第一带L槽的金属片（12）、第三矩形金属片（14）和第二带L槽的金属片（16）之间，第一天线辐射单元和第二天线辐射单元是耦合的。

2.根据权利要求1所述的一种L形缝隙双桥多频天线，其特征在于：所述的第一天线辐射单元与第二天线辐射单元的高度相等，所述的第一天线辐射单元位于金属地（3）的中间位置。

3.根据权利要求2所述的一种L形缝隙双桥多频天线，其特征在于：所述的第一天线辐射单元整体呈“工”字形。

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