CN111129767A - 双频天线结构 - Google Patents

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Abstract

一种双频天线结构，包括：一介电基板，包括多个边角区域以及一中心区域；一第一组天线阵列，位于所述边角区域处；一第二组天线阵列，位于所述中心区域处；至少一第一弯折式隔离板，所述两个第一弯折式隔离板位于所述介电基板上，且位于所述第一组天线阵列与所述第二组天线阵列之间；至少一第二弯折式隔离板，每一第二弯折式隔离板安装于其中一所述第一弯折式隔离板上。

Description

双频天线结构
技术领域
本发明涉及天线领域，尤其涉及一种双频天线结构。
背景技术
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
随着WIFI频段在世界范围通用，WIFI的使用在我们的日常生活中越来越频繁，同时我们对WIFI信号的覆盖范围和强度也越来越关心。5G WIFI相对于2.4G WIFI具有更高的传输速度，未来双频WIFI是必然趋势。双频WIFI是指设备同时支持2.4GHz/5GHz双频段无线信号，可支持包含802.11a/b/g/n完整无线网络，其属于第五代WIFI传输技术(5G WIFI)，双频WIFI设备的优点在于具备更强更稳定的的WIFI无线信号，更高速的传输速度，并且可以让无线设备更省电，满足未来高清以及大数据无线传输需求。
然而，为了达到小型化的目的，多个天线之间会被紧密设置，从而导致互相干扰。为了增加这些天线之间的隔离度，通常会在这些天线之间增加一个片式金属隔离板，然而，金属隔离板仅能在一定幅度内增加隔离度。因此如何进一步提高这些天线之间的隔离度成为一个重要的课题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有更好的隔离效果的双频天线结构。
本发明实施方式提供一种双频天线结构，包括：一介电基板，包括多个边角区域以及一中心区域；一第一组天线阵列，位于所述边角区域处；一第二组天线阵列，位于所述中心区域处；至少一第一弯折式隔离板，所述第一弯折式隔离板位于所述介电基板上，且位于所述第一组天线阵列与所述第二组天线阵列之间，每一第一弯折式隔离板包括一第一支撑臂、一第一顶板以及两个延伸壁，所述第一支撑臂包括一第一底侧以及相对的一第一顶侧，所述第一支撑臂通过所述第一底侧垂直地固定于所述介电基板上，所述第一顶板连接于所述第一顶侧，且所述第一顶板被所述第一支撑臂划分为分别位于所述第一支撑臂两侧的两个第一顶板部，每一第一顶板部包括一侧边，所述侧边平行于所述第一顶侧且与所述第一顶侧相对设置，所述两个延伸壁分别自所述两个第一顶板部的所述第一顶侧朝向与所述第一支撑臂平行的方向延伸出来；以及至少一第二弯折式隔离板，每一第二弯折式隔离板安装于其中一所述第一弯折式隔离板上，每一第二弯折式隔离板包括一第二支撑臂以及一第二顶板，所述第二支撑臂包括一第二底侧以及相对的一第二顶侧，所述第二弯折式隔离板通过所述第二底侧垂直地固定于所述第一顶板上，且所述第一支撑臂与所述第二支撑臂对齐，所述第二顶板连接于所述第二顶侧，且所述第二顶板被所述第二支撑臂划分为分别位于所述第二支撑臂两侧的两个第二顶板部。
本发明实施例通过在位于所述第一组天线阵列与所述第二组天线阵列之间设置所述第一弯折式隔离板，能够提高所述第一组天线阵列与所述第二组天线阵列之间的隔离度，而所述第二弯折式隔离板能够进一步提高所述隔离度；再者，所述双频天线结构结构简单紧凑，易于制造，且便于安装。
附图说明
图1为本发明实施例提供的双频天线结构的结构示意图。
图2为图1所示的双频天线结构的第一弯折式隔离板和第二弯折式隔离板的结构分解图。
图3为图2所示的第一弯折式隔离板的放大结构示意图。
图4为图2所示的第二弯折式隔离板的放大结构示意图。
图5为传统的不设置隔离板的双频天线结构的第一组天线阵列与第二组天线阵列的隔离度示意图。
图6为在图5所示的双频天线结构中增设普通片式金属隔离板后的第一组天线阵列与第二组天线阵列的隔离度示意图。
图7为图1所示的双频天线结构的第一组天线阵列与第二组天线阵列的隔离度示意图。
图8为图1所示的双频天线结构去掉第二弯折式隔离板后的第一组天线阵列与第二组天线阵列的隔离度示意图。
符号说明
Figure BDA0001899602960000031
Figure BDA0001899602960000041
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
请参阅图1，为本发明实施例提供的一种双频天线结构100，所述双频天线结构100可安装于墙壁或天花板上，也可安装于包括智能型手机、平板电脑、移动热点、USB无线收发器等移动装置中。所述双频天线结构100包括一介电基板10、一第一组天线阵列20、一第二组天线阵列30、两个第一弯折式隔离板40以及两个第二弯折式隔离板50。
所述介电基板10包括相对设置的一第一表面13以及一第二表面(图未示)。所述第一表面13上设有多个边角区域11以及一中心区域12。所述第二表面上印刷有导电材料(图未示)，从而形成一接地面。在本实施方式中，所述介电基板10大致为长方形，即，具体地，所述介电基板10包括首尾依次连接的一第一侧边101、一第二侧边102、一第三侧边103以及一第四侧边104。所述第一侧边101与所述第三侧边103平行且相对设置。所述第二侧边102与所述第四侧边104平行且相对设置。所述第一侧边101、所述第二侧边102、所述第三侧边103以及所述第四侧边104共同围设出所述四个边角区域11。在本实施方式中，所述介电基板10可为一印刷电路板，长度和宽度均为200mm，高度不超过10mm。
所述第一组天线阵列20位于所述第一表面13的边角区域11处，所述第二组天线阵列30位于所述第一表面13的中心区域12处。所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30具有不同的辐射场型，且所述第一组天线阵列20的操作频率可大于所述第二组天线阵列30的操作频率。实际使用中，所述第一组天线阵列20用于负责较远的服务范围，而所述第二组天线阵列30用于负责相对较近区域的服务范围。优选地，所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30的操作频率可具有一覆盖区域，所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30的操作频率的最大值之间的差值至少为100MHz。所述第一组天线阵列20具有全向性(omni-directional)的辐射场型，其在水平传输面上的每个方位角具有相同的辐射距离。所述第二组天线阵列30具有方向性(directional)的辐射场型，其在水平传输面上方向性较强的方位角具有较长的辐射距离。在本实施方式中，所述第一组天线阵列20包括一第一天线A1、一第二天线A2、一第三天线A3以及一第四天线A4，分别位于所述四个边角区域11处。所述第二组天线阵列30包括一第五天线A5、一第六天线A6、一第七天线A7以及一第八天线A8，均位于所述中心区域12。所述第一天线A1、第二天线A2、第三天线A3以及第四天线A4可均为单极天线(即，monopole天线)，所述第五天线A5、第六天线A6、第七天线A7以及第八天线A8可均为贴片天线(即，patch天线)。所述第五天线A5以及所述第六天线A6临近所述第一天线A1以及所述第二天线A2设置。所述第七天线A7以及所述第八天线A8临近所述第三天线A3以及所述第四天线A4设置。
所述第二组天线阵列30将所述第一组天线阵列20划分为位于所述第二组天线阵列30一侧的第一部分201(如，包括第一天线A1与第二天线A2)以及位于所述第二组天线阵列30相对的另一侧的第二部分202(如，包括第三天线A3与第四天线A4)。所述两个第一弯折式隔离板40位于所述介电基板10上，且分别位于所述第一部分201与所述第二组天线阵列30之间以及在所述第二部分202与所述第二组天线阵列30之间。所述第一弯折式隔离板40采用导电材料(如：金属)制成，用于形成对称电壁，使得左右两侧形成的电力线被所述第一弯折式隔离板40所阻断，从而减少互耦，提高所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30之间的隔离度。
请一并参照图2和图3，每一第一弯折式隔离板40的延伸方向大致平行于所述第一侧边101以及所述第三侧边103，且沿所述第二侧边102延伸至所述第四侧边104。每一第一弯折式隔离板40包括一第一支撑臂41、一第一顶板42以及两个延伸壁43。所述第一支撑臂41包括一第一底侧410以及相对的一第一顶侧411。所述第一支撑臂41通过所述第一底侧410垂直地固定于所述介电基板10上。所述第一顶板42连接于所述第一顶侧411，且所述第一顶板42被所述第一支撑臂41划分为分别位于所述第一支撑臂41两侧的宽度大致相同的两个第一顶板部420，使得所述第一顶板42与所述第一支撑臂41连接后截面呈“T”型。其中，每一第一顶板部420的宽度可等于所述第一组天线阵列20或所述第二组天线阵列30的操作频率的四分之一波长。每一第一顶板部420包括一侧边421，所述侧边421平行于所述第一顶侧411且与所述第一顶侧411相对设置。所述两个延伸壁43分别自所述两个第一顶板部420的所述第一顶侧411朝向与所述第一支撑臂41平行的方向延伸出来。所述两个延伸壁43的高度可小于所述第一支撑臂41的高度。优选地，所述第一支撑臂41的高度为7mm。所述第一顶板42的宽度为16.5mm。
在本实施方式中，每一第一弯折式隔离板40还包括两个支撑板46，所述两个支撑板46分别固定于所述第一支撑臂41相对的两个端部。所述支撑板46用于增加所述第一弯折式隔离板40的结构稳定度。
请一并参阅图2和图4，每一第二弯折式隔离板50安装于所述第一弯折式隔离板40上，且延伸方向以及长度均与所述第一弯折式隔离板40相同。所述第二弯折式隔离板50用于进一步改善所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30之间的隔离度。
每一第二弯折式隔离板50包括一第二支撑臂51以及一第二顶板52。所述第二支撑臂51包括一第二底侧510以及相对的一第二顶侧511。所述第二弯折式隔离板50通过所述第二底侧510垂直地固定于所述第一顶板42上，且所述第一支撑臂41与所述第二支撑臂51对齐。所述第二顶板52连接于所述第二顶侧511，且所述第二顶板52被所述第二支撑臂51划分为分别位于所述第二支撑臂51两侧的宽度大致相同的两个第二顶板部520，使得所述第二弯折式隔离板50截面呈“T”型。其中，所述第二支撑臂51的高度可小于所述第一支撑臂41的高度。所述第二顶板52大致平行于所述第一顶板42，且所述第二顶板52的宽度可小于所述第一顶板42的宽度。优选地，所述第二支撑臂51的高度为3mm。所述第二顶板52的宽度为12.5mm。
请参阅图5至图7，分别为传统的不设置金属隔离板的双频天线结构、传统的设置了普通片式金属隔离板后的双频天线结构、以及所述双频天线结构100的隔离度示意图。其中，所述普通片式金属隔离板的高度为10mm。所述第一弯折式隔离板40的高度为7mm，所述第二弯折式隔离板50的高度为3mm(即，所述第一弯折式隔离板40与所述第二弯折式隔离板50的总高度等于所述片式金属隔离板的高度)。若将所述第一组天线阵列20的第一天线A1设定为第一端口(Port 1)且将所述第二组天线阵列30的第五天线A5、第六天线A6、第七天线A7以及第八天线A8分别设定为第二端口(Port 2)，则所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30之间的隔离度可分别用S(1,5)、S(1,6)、S(1,7)以及S(1,8)表示。同理，若将所述第一组天线阵列20的第二天线A2设定为第一端口(Port 1)且将所述第二组天线阵列30的第五天线A5、第六天线A6、第七天线A7以及第八天线A8分别设定为第二端口(Port 2)，则所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30之间的隔离度可分别用S(2,5)、S(2,6)、S(2,7)以及S(2,8)表示。
其中，如图5所示，传统的不设置金属隔离板的双频天线结构中第一组天线阵列20与第二组天线阵列30之间的隔离度最大值分别为-36dB和-28dB。如图6所示，在增设普通片式金属隔离板后，传统的双频天线结构中第一组天线阵列20与第二组天线阵列30之间的隔离度最大值分别为-39dB和-32dB，即隔离度提升幅度较小。相较于传统的双频天线结构，通过在位于所述第一部分201与所述第二组天线阵列30之间以及在所述第二部分202与所述第二组天线阵列30之间设置所述第一弯折式隔离板40以及所述第二弯折式隔离板50，如图7所示，在操作频率为5～6GHz时，第一组天线阵列20与第二组天线阵列30之间的隔离度最大值分别为-46dB和-43dB，即隔离度可显著提高-10dB。
如图8所示，如若将所述双频天线结构100的所述第二弯折式隔离板50去除，第一组天线阵列20与第二组天线阵列30之间的隔离度最大值仅为-42dB和-41dB，即隔离度仅能提高-6dB，表明所述第二弯折式隔离板50能够进一步提高第一组天线阵列20与第二组天线阵列30之间的隔离度。
在其它实施方式中，所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30所包含的天线的个数以及具体设置位置还可根据实际需要进行变更。如，所述第一组天线阵列20仅包括第一天线A1以及第二天线A2，所述第二组天线阵列30仅包括第五天线A5以及第六天线A6，且所述第一组天线阵列20仅位于所述第二组天线阵列30的一侧。此时，仅需设置所述第一弯折式隔离板40以及所述第二弯折式隔离板50的数量为一个，用于分隔所述第一组天线阵列20以及所述第二组天线阵列30。
综上，通过在所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30之间设置所述第一弯折式隔离板40，相较于传统的片式金属隔离板，所述第一弯折式隔离板40具有所述延伸壁43以及所述第一顶板42，能够显著提高所述第一组天线阵列20与所述第二组天线阵列30之间的隔离度，而所述第二弯折式隔离板50能够进一步提高所述隔离度。最后，所述双频天线结构100结构简单紧凑，易于制造，且便于安装。
对于本领域的技术人员来说可以在本发明技术构思内做其他变化，但是，根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种双频天线结构，包括：
一介电基板，包括多个边角区域以及一中心区域；
一第一组天线阵列，位于所述边角区域处；
一第二组天线阵列，位于所述中心区域处；
至少一第一弯折式隔离板，所述第一弯折式隔离板位于所述介电基板上，且位于所述第一组天线阵列与所述第二组天线阵列之间，每一第一弯折式隔离板包括一第一支撑臂、一第一顶板以及两个延伸壁，所述第一支撑臂包括一第一底侧以及相对的一第一顶侧，所述第一支撑臂通过所述第一底侧垂直地固定于所述介电基板上，所述第一顶板连接于所述第一顶侧，且所述第一顶板被所述第一支撑臂划分为分别位于所述第一支撑臂两侧的两个第一顶板部，每一第一顶板部包括一侧边，所述侧边平行于所述第一顶侧且与所述第一顶侧相对设置，所述两个延伸壁分别自所述两个第一顶板部的所述第一顶侧朝向与所述第一支撑臂平行的方向延伸出来；以及
至少一第二弯折式隔离板，每一第二弯折式隔离板安装于其中一所述第一弯折式隔离板上，每一第二弯折式隔离板包括一第二支撑臂以及一第二顶板，所述第二支撑臂包括一第二底侧以及相对的一第二顶侧，所述第二弯折式隔离板通过所述第二底侧垂直地固定于所述第一顶板上，且所述第一支撑臂与所述第二支撑臂对齐，所述第二顶板连接于所述第二顶侧，且所述第二顶板被所述第二支撑臂划分为分别位于所述第二支撑臂两侧的两个第二顶板部。
2.如权利要求1所述的双频天线结构，其特征在于，其中，所述第二组天线阵列将所述第一组天线阵列划分为位于所述第二组天线阵列一侧的第一部分以及位于所述第二组天线阵列相对的另一侧的第二部分，所述第一弯折式隔离板与所述第二弯折式隔离板的数量均为两个，其中，所述第一弯折式隔离板分别位于所述第一部分与所述第二组天线阵列之间以及所述第二部分与所述第二组天线阵列之间。
3.如权利要求1所述的双频天线结构，其特征在于，每一第一弯折式隔离板还包括两个支撑板，所述两个支撑板分别固定于所述第一支撑臂相对的两个端部。
4.如权利要求1所述的双频天线结构，其特征在于，所述两个延伸壁的高度小于所述第一支撑臂的高度，所述第二支撑臂的高度小于所述第一支撑臂的高度。
5.如权利要求1所述的双频天线结构，其特征在于，所述第二顶板平行于所述第一顶板，且所述第二顶板的宽度小于所述第一顶板的宽度。
6.如权利要求1所述的双频天线结构，其特征在于，所述介电基板包括相对设置的一第一表面以及一第二表面，所述第一表面上设有所述边角区域以及所述中心区域，所述第二表面上印刷有导电材料，从而形成一接地面。
7.如权利要求6所述的双频天线结构，其特征在于，所述介电基板为长方形，包括首尾依次连接的一第一侧边、一第二侧边、一第三侧边以及一第四侧边，所述第一侧边与所述第三侧边平行且相对设置，所述第二侧边与所述第四侧边平行且相对设置，所述第一侧边、所述第二侧边、所述第三侧边以及所述第四侧边共同围设出四个所述边角区域，每一第一弯折式隔离板的延伸方向平行于所述第一侧边以及所述第三侧边，且沿所述第二侧边延伸至所述第四侧边，所述第二弯折式隔离板的延伸方向与长度与所述第一弯折式隔离板的延伸方向与长度相同。
8.如权利要求1所述的双频天线结构，其特征在于，所述第一组天线阵列与所述第二组天线阵列具有不同的辐射场型，且所述第一组天线阵列的操作频率大于所述第二组天线阵列的操作频率。
9.如权利要求8所述的双频天线结构，其特征在于，所述第一组天线阵列具有全向性的辐射场型，所述第二组天线阵列具有方向性的辐射场型。
10.如权利要求8所述的双频天线结构，其特征在于，所述第一组天线阵列包括多个单极天线，所述第二组天线阵列具有多个贴片天线。
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