CN109980354A - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 Download PDF

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Abstract

一种天线结构，包括至少一连接件及多个辐射部，所述多个辐射部形成多个共振路径，所述连接件馈入电流至所述多个辐射部，每个共振路径均激发第一频段的辐射信号。还提供一种具有该天线结构的无线通信装置。

Description

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
技术领域
本发明涉及一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。
背景技术
随着无线通信技术的进步，消费者对无线网络基地台(Wireless LAN AccessPoint，AP)的要求也越来越高。无线网络基地台的背面多为安装于墙壁上，而不需要收发辐射信号，因此通过增加天线的延展性而获得较高的天线辐射效率及正向辐射特性，以优化无线网络基地台的无线信号传输应用。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。
一种天线结构，包括至少一连接件及多个辐射部，所述多个辐射部形成多个共振路径，所述连接件馈入电流至所述多个辐射部，每个共振路径均激发第一频段的辐射信号。
一种无线通信装置，包括上述所述的天线结构。
所述无线通信装置通过在正面设置具有所述天线结构的副电路板，且所述天线结构具有多个共振路径，增加了天线的延展性并获得较高的天线辐射效率及正向辐射特性，以优化无线网络基地台的无线信号传输应用。
附图说明
图1为本发明第一实施例的天线结构应用至无线通信装置的示意图。
图2为图1所示天线结构的立体分解示意图。
图3为图2所示的天线结构的部分平面示意图。
图4为本发明第一实施例的天线结构工作时的回波损耗曲线图。
图5为本发明第一实施例的天线结构的第一匹配电路的电路图。
图6为本发明第二实施例的天线结构的部分立体分解图。
图7为本发明第二实施例的天线结构工作时的回波损耗曲线图。
图8至图13为本发明第三实施例至第八实施例的天线结构示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件被称为“电性连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电性连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，本发明较佳实施方式提供一种天线结构100，其可应用于无线网络基地台(Wireless LAN Access Point，AP)等无线通信装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。
所述无线通信装置200包括所述天线结构100、主电路板210及副电路板220。所述天线结构100承载于所述副电路板220上。所述副电路板220卡固于主电路板210上。本实施例中，所述副电路板220可为大致垂直连接于主电路板210。所述主电路板210上设置有处理器、存储器与射频电路等元件以实现所述无线通信装置200的无线通信功能。
请一并参阅图2，所述副电路板220的一端间隔排布开设复数个开孔222。本实施例中，所述复数个开孔222呈直线型排列，间隔设于所述天线结构100的一侧。
所述天线结构100包括第一连接件11、第二连接件12、第一辐射部13、第二辐射部14、第三辐射部15、第四辐射部16、第五辐射部17、第六辐射部18、第七辐射部19、第八辐射部20、第九辐射部21及第十辐射部22。
所述第一连接件11与第二连接件12的结构相同。本实施例中，以第一连接件11为例展开阐述细部结构特征，第二连接件12具有与第一连接件11一致的细部结构特征，在此不再累述。所述第一连接件11包括安装部112、抵持部114及结合部116。所述抵持部114的两端分别大致垂直连接所述安装部112及结合部116。所述安装部112上开设有安装孔118。所述安装部112可通过一紧固件，如螺丝，穿过所述安装孔118安装至所述主电路板210。所述结合部116呈两个L形臂结构，从所述抵持部114延伸后弯折形成，所述结合部116的延伸方向与安装部112的延伸方向相反。所述结合部116穿设于所述开孔222中，以使所述第一连接件11与第二连接件12紧固结合至所述副电路板220。本实施例中，所述开孔222的数量为四个，所述结合部116的L形臂结构的数量为四个。所述第一连接件11与第二连接件12的抵持部114分别抵持至所述第一辐射部13及第二辐射部14，以实现电性连接。本实施例中，所述第一连接件11电性连接至所述主电路板210的馈入源，以为所述天线结构100馈入电流；所述第二连接件12为短路端，以为所述天线结构100提供接地。
所述第一辐射部13与第二辐射部14均大致呈矩形金属片且间隔设置。所述第一辐射部13与第二辐射部14间隔所述开孔222设置。所述第三辐射部15及第四辐射部16均大致呈长条形金属臂。所述第三辐射部15的一端连接至所述第一辐射部13，第四辐射部16的一端连接至所述第二辐射部14。所述第五辐射部17大致呈矩形金属片。所述第五辐射部17的一端连接至所述第三辐射部15与第四辐射部16之间，且连接至所述第三辐射部15与第四辐射部16远离所述第一辐射部13与第二辐射部14的一端。所述第五辐射部17与第三辐射部15及第四辐射部16的延伸方向相同。所述第六辐射部18与第七辐射部19均大致呈长条形金属臂。所述第五辐射部17远离第三辐射部15及第四辐射部16的一端垂直连接于第六辐射部18与第七辐射部19之间。所述第六辐射部18与第七辐射部19共线，且延伸的方向相反。所述第八辐射部20大致呈矩形金属片。所述第八辐射部20一端连接至所述第五辐射部17连接至第六辐射部18与第七辐射部19的一端。所述第八辐射部20与第五辐射部17共线且延伸方向相同。所述第九辐射部21与第十辐射部22均大致呈长条形金属臂。所述第八辐射部20远离所述第五辐射部17的一端垂直连接于所述第九辐射部21与第十辐射部22之间。所述第九辐射部21与第十辐射部22共线，且延伸的方向相反。
所述第一辐射部13与第二辐射部14的尺寸相同；所述第三辐射部15与第四辐射部16的尺寸相同；所述第六辐射部18与第七辐射部19的尺寸相同；所述第九辐射部21与第十辐射部22的尺寸相同。所述第六辐射部18与第七辐射部19的长度大于所述第九辐射部21与第十辐射部22的长度，所述第六辐射部18与第七辐射部19的宽度小于所述第九辐射部21与第十辐射部22的宽度。
请参阅图3，所述第一辐射部13的宽度为L1，即第一辐射部13与开孔222相邻的侧边到与第三辐射部15相连的侧边的长度为L1；所述第三辐射部15的长度为L2；所述第五辐射部17的长度为L3；所述第六辐射部18的长度为L4；所述第七辐射部19的长度为L5；所述第八辐射部20的长度为L6；所述第九辐射部21的长度为L7；所述第十辐射部22的长度为L8。
所述第一连接件11从主电路板210的馈入源馈入电流至其所电性连接的第一辐射部13。所述第一辐射部13、第三辐射部15、第五辐射部17及第六辐射部18形成共振第一路径，所述共振第一路径的总长度L1+L2+L3+L4为20毫米。所述第一辐射部13、第三辐射部15、第五辐射部17及第七辐射部19形成共振第二路径，所述共振第二路径的总长度L1+L2+L3+L5为20毫米。所述第一辐射部13、第三辐射部15、第五辐射部17、第八辐射部20及第九辐射部21形成共振第三路径，所述共振第三路径的总长度L1+L2+L3+L6+L7为20毫米。所述第一辐射部13、第三辐射部15、第五辐射部17、第八辐射部20及第十辐射部22形成共振第四路径，所述共振第四路径的总长度L1+L2+L3+L6+L8为20毫米。所述各共振路径均通过所述第二连接件12连接至地。本实施例中，所述共振第一路径、共振第二路径、共振第三路径及共振第四路径的长度相等，以上共振路径均可激发一第一模态以产生第一频段的辐射信号。本实施例中，所述第一模态为WiFi 2.4G模态，所述第一频段为2400-2484MHz频段。此外，由所述WiFi 2.4G模态的倍频贡献激发一第二模态以产生第二频段的辐射信号。本实施例中，所述第二模态为WiFi 5G模态，所述第二频段为5200-5800MHz频段。
图4为所述天线结构100的工作时的回波损耗(Return Loss)曲线图。可以得知，所述所述天线结构100工作于WiFi 2.4G频段2400-2484MHz及WiFi 5G频段5200-5800MHz时符合天线辐射要求。
请参阅图5，所述天线结构100还包括第一匹配电路30。所述第一匹配电路30包括电容C及电感L。所述电容C电性连接于所述馈入源40与第一辐射部13之间。所述电感L一端电性连接于所述馈入源40与电容C之间，另一端接地。本实施例中，所述电容C的阻抗值为1.5皮法，所述电感L的阻抗值为3纳亨。
本实施例中，所述天线结构100搭配所述第一匹配电路30。在WiFi 2.4G频段2400-2484MHz中，天线结构100的辐射效率为-1.8分贝(dB)；在WiFi 5G频段5200-5800MHz中，天线结构100的辐射效率为-2.8分贝。
综上所述，所述天线结构100搭配所述第一匹配电路30时，天线结构100具有较佳的回波损耗及辐射效率。另外，所述天线结构100可工作于WiFi 2.4G频段及WiFi 5G频段，涵盖频率范围较广，且可满足天线设计要求。
请参阅图6，本发明第二实施例的天线结构500具有与第一实施例的天线结构100大致相同的结构，区别仅在于第二实施例的天线结构500还包括一延伸部25。所述延伸部25的一端垂直连接至所述第三辐射部15连接第五辐射部17的一端。所述延伸部25、第一辐射部13、第六辐射部18与第九辐射部21相互平行。所述延伸部25的长度比第六辐射部18的长度长。第二实施例的天线结构500还包括第二匹配电路。所述第二匹配电路具有与第一实施例的第一匹配电路30大致相同的结构，区别仅在于第二实施例的第二匹配电路中电容C及电感L的阻抗值不同。具体地，第二匹配电路中电容C的阻抗值为2.2皮法，电感L的阻抗值为3.6纳亨。
图7为所述天线结构500的工作时的回波损耗(Return Loss)曲线图。可以得知，所述所述天线结构500工作于WiFi 2.4G频段2400-2484MHz及WiFi 5G频段5200-5800MHz时符合天线辐射要求。本实施例中，所述天线结构500通过搭配所述第二匹配电路。在WiFi 2.4G频段2400-2484MHz中，天线结构500的辐射效率为-1.8分贝(dB)；在WiFi 5G频段5200-5800MHz中，天线结构500的辐射效率为-2.1分贝。而且，通过增加所述延伸部25，提升了天线结构500在WiFi 5G频段的天线辐射特性。
请参阅图8及图9，本发明第三、四实施例的天线结构630、640具有与第一实施例的天线结构100大致相同的结构，区别仅在于第三、四实施例的天线结构630、640具有更多的共振路径。其中，图8所示的第三实施例的天线结构630具有六个长度相等的共振路径，图9所示的第四实施例的天线结构640具有八个长度相等的共振路径。第三、四实施例的天线结构630、640的多个共振路径分别共用馈入源632、642及接地端，所述每个共振路径均形成PIFA天线。
请参阅图10、11及12，本发明第五、六、七实施例的天线结构650、660、670具有与第一实施例的天线结构100大致相同的结构，区别仅在于第五、六、七实施例的天线结构650、660、670为单极(Monopole)天线及具有不同数量的共振路径。其中，图10所示的第五实施例的天线结构650具有八个长度相等的共振路径，图11所示的第六实施例的天线结构660具有六个长度相等的共振路径，图12所示的第七实施例的天线结构670具有四个长度相等的共振路径。第五、六、七实施例的天线结构650、660、670的多个共振路径分别共用馈入源652、662、672，所述每个共振路径均形成单极天线。
请参阅图13，本发明第八实施例的天线结构680为环形(Loop)天线及具有四个长度相等的共振路径，所示天线结构680的四个共振路径共用馈入源682并在各共振路径末端接地，所述每个共振路径均形成环形天线。
所述无线通信装置200通过在正面设置具有所述天线结构100、500的副电路板220，且所述天线结构100、500具有多个共振路径，增加了天线的延展性并获得较高的天线辐射效率及正向辐射特性，以优化无线网络基地台的无线信号传输应用。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (17)

1.一种天线结构，其特征在于：所述天线结构包括至少一连接件及多个辐射部，所述多个辐射部形成多个共振路径，所述连接件馈入电流至所述多个辐射部，每个共振路径均激发第一频段的辐射信号。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述每个共振路径还激发第二频段的辐射信号，所述第二频段为第一频段的倍频。
3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构包括第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部及第四辐射部；第一辐射部与第二辐射部均大致呈矩形金属片且间隔设置；所述第三辐射部及第四辐射部均大致呈长条形金属臂；所述第三辐射部的一端连接至所述第一辐射部，第四辐射部的一端连接至所述第二辐射部。
4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括第五辐射部、第六辐射部及第七辐射部，所述第五辐射部大致呈矩形金属片，所述第五辐射部的一端连接至所述第三辐射部与第四辐射部之间，且连接至所述第三辐射部与第四辐射部远离所述第一辐射部与第二辐射部的一端；所述第五辐射部与第三辐射部及第四辐射部的延伸方向相同；所述第六辐射部与第七辐射部均大致呈长条形金属臂；所述第五辐射部远离第三辐射部及第四辐射部的一端垂直连接于第六辐射部与第七辐射部之间；所述第六辐射部与第七辐射部共线，且延伸的方向相反。
5.如权利要求4所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括第八辐射部、第九辐射部及第十辐射部，所述第八辐射部大致呈矩形金属片，所述第八辐射部一端连接至所述第五辐射部连接至第六辐射部与第七辐射部的一端；所述第八辐射部与第五辐射部共线且延伸方向相同；所述第九辐射部与第十辐射部均大致呈长条形金属臂；所述第八辐射部远离所述第五辐射部的一端垂直连接于所述第九辐射部与第十辐射部之间；所述第九辐射部与第十辐射部共线，且延伸的方向相反。
6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述第一辐射部、第三辐射部、第五辐射部及第六辐射部形成共振第一路径；所述第一辐射部、第三辐射部、第五辐射部及第七辐射部形成共振第二路径；所述第一辐射部、第三辐射部、第五辐射部、第八辐射部及第九辐射部形成共振第三路径；所述第一辐射部、第三辐射部、第五辐射部、第八辐射部及第十辐射部形成共振第四路径；所述共振第一路径、共振第二路径、共振第三路径及共振第四路径的长度相等，以上共振路径均激发一第一模态以产生所述第一频段的辐射信号及一第二模态以产生一第二频段的辐射信号。
7.如权利要求6所述的天线结构，其特征在于：所述第一模态为WiFi 2.4G模态，所述第一频段为2400-2484MHz频段；所述第二模态为WiFi 5G模态，所述第二频段为5200-5800MHz频段。
8.如权利要求6所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括延伸部，所述延伸部的一端垂直连接至所述第三辐射部连接有第五辐射部的一端，所述延伸部的与第一辐射部平行，所述延伸部的长度比第六辐射部的长度长，所述延伸部激发所述第二模态以产生所述第二频段的辐射信号。
9.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括匹配电路，所述匹配电路包括电容及电感；所述电容电性连接于一馈入源与第一辐射部之间；所述电感一端电性连接于所述馈入源与电容之间，另一端接地。
10.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构包括第一连接件及第二连接件，第一连接件与第二连接件的结构相同；第一连接件包括安装部、抵持部及结合部，所述抵持部的两端分别大致垂直连接所述安装部及结合部；所述安装部上开设有安装孔；所述结合部呈两个L形臂结构，从所述抵持部延伸后弯折形成，所述结合部的延伸方向与所述安装部的延伸方向相反；所述第一连接件与第二连接件的抵持部分别抵持至所述第一辐射部及第二辐射部，以实现电性连接；所述第二连接件为短路端，以为所述天线结构提供接地。
11.如权利要求10所述的天线结构，其特征在于：所述共振第一路径、共振第二路径、共振第三路径及共振第四路径均通过所述第二连接件连接至地。
12.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述多个共振路径共用馈入源及接地端，所述每个共振路径均形成PIFA天线。
13.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述多个共振路径共用馈入源，所述每个共振路径均形成单极天线。
14.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述多个共振路径共用馈入源并在各共振路径末端接地，所述每个共振路径均形成环形天线。
15.一种无线通信装置，包括如权利要求1-14中任一项所述的天线结构。
16.如权利要求15所述的无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置包括主电路板及副电路板，所述副电路板垂直于主电路板，所述天线结构设置于所述副电路板上。
17.如权利要求16所述的无线通信装置，其特征在于：所述副电路板一端间隔排布开设复数个开孔，所述复数个开孔呈直线型排列，间隔设于所述天线结构的一侧；所述结合部穿设于所述开孔中，以使所述第一连接件与第二连接件紧固结合至所述副电路板；所述安装部通过紧固件穿过所述安装孔安装至所述主电路板。
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