CN109586025B - 应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线及终端，包括上下设置的辐射贴片、反射器贴片，辐射贴片为天线主体部分，反射器贴片用于实现天线的定向辐射，所述反射器贴片上由内至外开设两个槽，分别为内缝隙、外缝隙，本天线结构简单，设计合理，覆盖WiFi和WiMAX频段，性能良好、尺寸小巧，适合应用在移动终端设备中。

Description

应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线及终端
技术领域
本发明涉及一种应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线及终端，涉及无线通信技术领域。
背景技术
无线局域网 WLAN ( Wide Local Area Network)是无线通信系统的重要组成部分，无线局域网作为无线网络的一种接入方式，它具有高效、便捷、低成本等优点，随着无线传输系统的进一步发展，已得到广泛应用与研究。
无线局域网需要将电信号转换成能够在空间中传播的无线电波来进行传输，无线电波的收发需要利用设备的天线，因此，天线作为其中的重要的一环，它的性能的优劣将影响无线电信号的收发质量，进而将直接影响到整个无线通信系统性能的优劣。
近年来，能工作在 WLAN 的天线已被大量提出。如采用平面倒 F 结构实现的双频天线; 采用探针馈电结构的微带天线结构，通过选择合适的馈电点实现双频传输; 采用微带线馈电与平面单极子天线等结构的天线，它将接地面与馈线分别置于介质板两侧，实现双频和三频段。
为了满足不断增长的无线局域网应用需要，工程师们需要设计出能够应用于无线局域网不同环境背景的WLAN工作频段天线单元。无线局域网终端设备将朝着小型化、宽频带、低剖面的方向发展，无线局域网的工作频段也需要天线具备多频段特性。因此，设计出具有小型化、宽频带、低剖面等优点的无线局域网的天线具有非常重要的意义及广阔的应用前景。
发明内容
本发明提出一种应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线及终端。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线，包括上下设置的辐射贴片、反射器贴片，辐射贴片为天线主体部分，反射器贴片用于实现天线的定向辐射，所述反射器贴片上由内至外开设两个槽，分别为内缝隙、外缝隙。
进一步的，所述辐射贴片包括矩形框贴片、一T形枝节、一个箭头形枝节、一个倒L形枝节、一单极子辐射贴片，T形枝节和倒L形枝节分别连接矩形框贴片的侧边，且T形枝节和倒L形枝节都位于矩形框贴片内。
进一步的，内缝隙比外缝隙宽；或内缝隙不宽于外缝隙。
进一步的，内缝隙、外缝隙呈闭合的环状。
进一步的，所述箭头形枝节印制在矩形框贴片内侧的左上角，且不与矩形框贴片相连接，倒L形枝节位于矩形框贴片内侧的左下角，倒L形枝节两端分别连接矩形框贴片下侧边、左侧边，T形枝节一端连接矩形框贴片的右侧边。
进一步的，所述矩形框贴片为非闭合矩形框贴片，其下侧边中部设置有缺口，所述单极子辐射贴片为左右对称的结构，单极子辐射贴片其由上下两个矩形贴片组成，上侧的矩形贴片比下侧的矩形贴片宽，下侧的矩形贴下端位于缺口内，缺口与单极子辐射贴片处形成馈电点A。
进一步的，辐射贴片、反射器贴片之间设置有空气层。
进一步的，辐射贴片印制在第一介质基板的上表面，反射器贴片印制在第二介质基板的下表面。
进一步的，第一介质基板和第二介质基板之间设置有空气层。
一种终端，所述终端包括应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，覆盖WiFi和WiMAX频段，性能良好、尺寸小巧，适合应用在移动终端设备中。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本天线的结构示意图；
图2为第一介质基板上表面的结构示意图；
图3为第二介质基板下表面的结构示意图；
图4为在俯视本天线时辐射贴片所在区域的示意图；
图5为在俯视本天线时反射器贴片所在区域的示意图；
图6为本天线的反射系数S(1,1)仿真结果图，Freq表示频率；
图7为本天线在的XOZ面方向图；
图8为本天线在的YOZ面方向图；
图9为本天线增益和辐射效率仿真结果图。
图中：1-第一介质基板；2-第二介质基板；3-辐射贴片；31-矩形框贴片；32-T形枝节；33-箭头形枝节；34-倒L枝节；35-单极子辐射体贴片；4-反射器贴片；41-内缝隙；42-外缝隙；5-空气层；A-馈电点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-9所示，一种应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线，包括上下设置的辐射贴片、反射器贴片，辐射贴片为天线主体部分，反射器贴片用于实现天线的定向辐射，所述反射器贴片上由内至外开设两个槽，分别为内缝隙、外缝隙。
进一步的，所述辐射贴片包括矩形框贴片、一T形枝节、一个箭头形枝节、一个倒L形枝节、一单极子辐射贴片，T形枝节和倒L形枝节分别连接矩形框贴片的侧边，且T形枝节和倒L形枝节都位于矩形框贴片内。
在本实施例中，内缝隙比外缝隙宽；或内缝隙不宽于外缝隙。
在本实施例中，内缝隙、外缝隙呈闭合的环状。优选的，内缝隙、外缝隙呈矩形环状，但不局限于此。
在本实施例中，所述箭头形枝节印制在矩形框贴片内侧的左上角，且不与矩形框贴片相连接，倒L形枝节位于矩形框贴片内侧的左下角，倒L形枝节两端分别连接矩形框贴片下侧边、左侧边，T形枝节一端连接矩形框贴片的右侧边。
在本实施例中，所述矩形框贴片为非闭合矩形框贴片，其下侧边中部设置有缺口，所述单极子辐射贴片为左右对称的结构，单极子辐射贴片其由上下两个矩形贴片组成，上侧的矩形贴片比下侧的矩形贴片宽，下侧的矩形贴下端位于缺口内，缺口非闭合矩形框两端、矩形贴下端形成馈电点A。
在本实施例中，辐射贴片、反射器贴片之间设置有空气层。
在本实施例中，辐射贴片印制在第一介质基板的上表面，反射器贴片印制在第二介质基板的下表面。
在本实施例中，第一介质基板和第二介质基板之间设置有空气层，第一介质基板和第二介质基板均为FR4介质基板，第一介质基板和第二介质基板经连接柱连接。
在本实施例中，本天线的长为30-45mm，宽为30-45mm，高为3-5mm，比现有天线都小得多，实现小型化。
在本实施例中， 第一介质基板、第二介质基板的厚度为0.5-1.5mm。矩形框贴片31外沿边长为28-35mm，内沿边长为20-25，反射器贴片4的尺寸为35-45mm×35-45mm，内缝隙宽度为2-3mm，外缝隙宽度为0.5-1.5mm，两层介质基板间的空气层5高为0-5mm。俯视或仰视本天线时，外缝隙与矩形框贴片重叠，内缝隙位于矩形框贴片内，且内缝隙外周与矩形框贴片内侧重叠。
在本实施例中将辐射贴片的结构设计为共面波导馈电，可以实现天线宽阻抗带宽，同时对反射器贴片结构的设计实现在定向辐射的同时，天线薄（低剖面）且能保证天线宽频带。
一种终端，所述终端包括应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点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较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线，其特征在于：包括上下设置的辐射贴片、反射器贴片，辐射贴片为天线主体部分，反射器贴片用于实现天线的定向辐射，所述反射器贴片上由内至外开设两个槽，分别为内缝隙、外缝隙；
所述辐射贴片包括矩形框贴片、一T形枝节、一个箭头形枝节、一个倒L形枝节、一单极子辐射贴片，T形枝节和倒L形枝节分别连接矩形框贴片的侧边，且T形枝节和倒L形枝节都位于矩形框贴片内；
所述矩形框贴片为非闭合矩形框贴片，其下侧边中部设置有缺口，所述单极子辐射贴片为左右对称的结构，单极子辐射贴片其由上下两个矩形贴片组成，上侧的矩形贴片比下侧的矩形贴片宽，下侧的矩形贴下端位于缺口内；
内缝隙、外缝隙呈闭合的环状；
所述箭头形枝节印制在矩形框贴片内侧的左上角，且不与矩形框贴片相连接，倒L形枝节位于矩形框贴片内侧的左下角，倒L形枝节两端分别连接矩形框贴片下侧边、左侧边，T形枝节一端连接矩形框贴片的右侧边。
2.根据权利要求1所述的应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线，其特征在于：内缝隙比外缝隙宽；或内缝隙不宽于外缝隙。
3.根据权利要求1所述的应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线，其特征在于：辐射贴片、反射器贴片之间设置有空气层。
4.根据权利要求1所述的应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线，其特征在于：辐射贴片印制在第一介质基板的上表面，反射器贴片印制在第二介质基板的下表面。
5.根据权利要求4所述的应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线，其特征在于：第一介质基板和第二介质基板之间设置有空气层。
6.一种终端，其特征在于：所述终端包括如权利要求1-5任一项所述的应用于WiFi和WiMAX的小型化低剖面宽带定向天线。
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