CN109935967A - 多频段内置天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多频段内置天线，所述天线包含有水平分支、垂直分支、金属馈电带(3)、接地金属带(4)和基板地平面(5)，所述水平分支包含有水平分支一(101)、水平分支二(102)和水平分支三(103)，所述垂直分支包含有垂直分支一(201)、垂直分支二(202)、垂直分支三(203)和垂直分支四(204)，所述水平分支一(101)和水平分支二(102)通过垂直分支一(201)、垂直分支二(202)和垂直分支三(203)相连接，所述水平分支二(102)和水平分支三(103)通过垂直分支四(204)相连接，所述水平分支三(103)通过金属馈电带(3)与基板地平面(5)相连。本发明多频段内置天线，体积小且有效高度低。

Description

多频段内置天线

(一)技术领域

本发明涉及一种天线，尤其是涉及一种多频段内置天线，属于天线技术领域。

(二)背景技术

在过去数年中，多功能集成的全球无线通信系统，无线传感网络和微波成像系统有了长足的发展。无线多模式运营的发展需要在便携式无线设备设计单一频段天线过渡到提供多个单频段天线。由于单位天线制造成本的预算压力，多模混合信号芯片的快速成长，及其天线在便携式无线系统中所分配空间的减少，传统使用多个天线在同一无线设备上的方法正在逐步减少。采用多频天线的方法其几何形式简单和辐射性能优越天线内置也符合便携式系统的审美观念，而且在设计和大规模生产成本低廉，正在成为无线终端天线的趋势。然而提供一个低成本、多功能、低剖面和紧凑内置多波段天线非常有挑战性。传统上，用在无线广域网和无线局域网的无线终端平面倒F天线(PIFA天线)包括一个垂直单极天线加一个T型分支。通过T型分支的一个短金属针或金属带连接整个辐射单元到设备地平面。由于天线有较长的辐射单元分支，并且天线需要和印刷版电路的地平面有一定高度，因此这种传统倒F天线占据比较大的空间。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种体积小且有效高度低的多频段内置天线。

本发明的目的是这样实现的：一种多频段内置天线，包含有水平分支、垂直分支、金属馈电带、接地金属带、基板地平面和基板，所述水平分支包含有水平分支一、水平分支二和水平分支三，所述垂直分支包含有垂直分支一、垂直分支二、垂直分支三和垂直分支四，所述水平分支一和水平分支二通过垂直分支一、垂直分支二和垂直分支三相连接，所述水平分支二和水平分支三通过垂直分支四相连接，所述水平分支三通过金属馈电带与基板地平面相连，所述接地金属带一端与基板地平面相连，另一端与水平分支一或水平分支二相连；

本发明多频段内置天线，所述基板为FR4基板，所述基板厚度为1.8mm、介电常数为4.2、损耗正切为0.0029。

本发明多频段内置天线，所述接地金属带与水平分支一或水平分支二的连接点为接地点，上述接地点的最佳位置有A1、A2和A3三个位置，所述A1位于水平分支二上，且位于垂直分支二和垂直分支三之间；所述A2和A3均位于水平分支一上，且所述A2位于垂直分支二与水平分支一的交界处，所述A3位于位于垂直分支一和垂直分支二之间。

本发明多频段内置天线，所述基板的尺寸为200×172mm，所述基板地平面的大小为86.5×15mm。

本发明多频段内置天线，所述接地金属带为矩形或拱形。

本发明多频段内置天线，所述接地金属带为调谐电容式或调谐电感式。

本发明的有益效果是：

1)天线体积小且剖面高度有效降低

本天线采用二维机械结构，避免了在一维方向上的大尺寸。通过蜿蜒地线天线剖面高度有效高度能够有效降低；

2)增加了天线设计的灵活性

主要有两方面的特性：一，物理上，通过改变接地线在天线分支的位置，多频操作的中心谐振频率可以灵活性改变；其二，如果不改变接地位置，而改变接地线的折叠方式，多频操作也可以实现；

3)蜿蜒接地金属接地线可提供天线固定支撑，提高了天线系统可靠性和稳定性；在极端环境，比如强振动，通过连接金属接地线到设备外壳，可以有效地固定天线，保证天线可靠工作；

4)无需额外的无源集总元件

阻抗匹配网络中无源集总元件引入将导致天线的损耗增加，从而系统的效率降低。采用自匹配的接地线提高了辐射电阻，降低了有效输入电抗，从而获得理想的效率，非常适合在超低功率无限设备中应用。

(四)附图说明

图1为本发明天线结构示意图。

图2为本发明天线最佳接地点示意图。

图3为本发明矩形接地金属带结构示意图。

图4为本发明拱形接地金属带结构示意图。

图5为本发明调谐电容式接地金属带结构示意图。

图6为本发明调谐电感式接地金属带结构示意图。

图中：

水平分支一101、水平分支二102、水平分支三103；

垂直分支一201、垂直分支二202、垂直分支三203、垂直分支四204；

金属馈电带3；

接地金属带4；

基板地平面5；

基板6。

(五)具体实施方式

参见图1，本发明涉及一种多频段内置天线，包含有水平分支、垂直分支、金属馈电带3、接地金属带4、基板地平面5和基板6，所述基板地平面5为基板6内的金属层，用于模拟天线实际工作的地平面；所述水平分支包含有水平分支一101、水平分支二102和水平分支三103，所述垂直分支包含有垂直分支一201、垂直分支二202、垂直分支三203和垂直分支四204，所述水平分支一101和水平分支二102通过垂直分支一201、垂直分支二202和垂直分支三203相连接，所述水平分支二102和水平分支三103通过垂直分支四204相连接，所述水平分支三103通过金属馈电带3与基板地平面5相连，所述接地金属带4一端与基板地平面5相连，另一端与水平分支一101或水平分支二102相连；所述基板6为FR4基板，所述基板6厚度为1.8mm、介电常数为4.2、损耗正切为0.0029，所述基板6的尺寸为200×172mm，所述基板地平面5的大小为86.5×15mm；

所述接地金属带4与水平分支一101或水平分支二102的连接点为接地点，上述接地点的最佳位置有A1、A2和A3三个位置，所述A1位于水平分支二102上，且位于垂直分支二202和垂直分支三203之间；所述A2和A3均位于水平分支一101上，且所述A2位于垂直分支二202与水平分支一101的交界处，所述A3位于位于垂直分支一201和垂直分支二202之间；所述接地金属带为矩形或拱形(如图3和图4所示)，所述接地金属带为调谐电容式或调谐电感式(如图5和图6所示)。

Claims (6)

1.一种多频段内置天线，其特征在于：所述天线包含有水平分支、垂直分支、金属馈电带(3)、接地金属带(4)、基板地平面(5)和基板(6)，所述水平分支包含有水平分支一(101)、水平分支二(102)和水平分支三(103)，所述垂直分支包含有垂直分支一(201)、垂直分支二(202)、垂直分支三(203)和垂直分支四(204)，所述水平分支一(101)和水平分支二(102)通过垂直分支一(201)、垂直分支二(202)和垂直分支三(203)相连接，所述水平分支二(102)和水平分支三(103)通过垂直分支四(204)相连接，所述水平分支三(103)通过金属馈电带(3)与基板地平面(5)相连，所述接地金属带(4)一端与基板地平面(5)相连，另一端与水平分支一(101)或水平分支二(102)相连。

2.如权利要求1所述一种多频段内置天线，其特征在于：所述基板(6)为FR4基板，所述基板(6)厚度为1.8mm、介电常数为4.2、损耗正切为0.0029。

3.如权利要求1或2所述一种多频段内置天线，其特征在于：所述接地金属带(4)与水平分支一(101)或水平分支二(102)的连接点为接地点，上述接地点的最佳位置有A1、A2和A3三个位置，所述A1位于水平分支二(102)上，且位于垂直分支二(202)和垂直分支三(203)之间；所述A2和A3均位于水平分支一(101)上，且所述A2位于垂直分支二(202)与水平分支一(101)的交界处，所述A3位于位于垂直分支一(201)和垂直分支二(202)之间。

4.如权利要求2所述一种多频段内置天线，其特征在于：所述基板(6)的尺寸为200×172mm，所述基板地平面(5)的大小为86.5×15mm。

5.如权利要求3所述一种多频段内置天线，其特征在于：所述接地金属带(4)为矩形或拱形。

6.如权利要求3所述一种多频段内置天线，其特征在于：所述接地金属带(4)为调谐电容式或调谐电感式。