CN111490335A - 一种平面天线以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线技术领域，公开了一种平面天线以及电子设备，该平面天线包括：PCB板、形成于PCB板的金属地及天线本体，天线本体包括：辐射段和馈电段，辐射段沿第一方向延伸，馈电段沿与第一方向垂直的第二方向延伸，且馈电段一端与辐射段电连接、将辐射段分隔成用于提供高频工作效率的第一辐射臂和用于提供低频工作效率的第二辐射臂，馈电段另一端形成天线本体与外部电路连接的馈电接口；天线本体还包括沿第一方向延伸的第一接地段和沿第二方向延伸的第二接地段，第一接地段一端与馈电段电连接，另一端与第二接地段连接，第二接地段另一端与金属地连接。上述平面天线通过馈电与接地的复用不仅可实现天线的小型化，而且可增大天线的带宽。

Description

一种平面天线以及电子设备
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种平面天线以及电子设备。
背景技术
随着无线通信技术的进步，越来越多的应用需求也随之增多，人们对无线通信速率的追求也越来越快。为满足人们日益增长的应用需求，WLAN技术标准也在逐步升级。从最初的IEEE802.11b，到现在的IEEE802.11ax，信道带宽不断变宽，数据通信速率呈几何级数上升。高数据速率意味着更大的带宽和更高的频率。其中，IEEE802.11b/g/n规定的工作频率为2.4-2.4835GHz，IEEE802.11a/ac/ax规定的工作频率为5.15-5.35GHz和5.75-5.85GHz，IEEE802.11ad规定的工作频率为57-66GHz。
当前市场上的产品(包括无线模块)大多仅支持2.4G(2.4-2.4835GHz)频段，同时支持2.4G和5G频段的天线解决方案有两种。具体的，一种是在原有的2.4G频段天线的基础上再增加一副5G频段天线，形成双天线的工作模式。然而，增加一副天线就要增加PCB占用面积，提高产品成本。同时在设计上，位置选择和天线布局无法做到最优，影响天线性能；另一种是采用双频天线方案，即利用一副双频天线同时支持两个频段工作。该方案可以减少天线占用空间，降低成本，但是带来的问题是双频天线在各自的频带内的效率和方向图无法达到单一天线的性能。
发明内容
本发明实施例提供了一种平面天线以及电子设备，上述平面天线通过馈电与接地的复用不仅可实现天线的小型化，而且可增大天线的带宽。
一方面，本发明实施例提供了一种平面天线，包括：PCB板、形成于所述PCB板至少一个表面的金属地以及形成于所述PCB板一个表面的天线本体，所述天线本体包括：辐射段和馈电段，所述辐射段沿第一方向延伸，所述馈电段沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸，且所述馈电段的一端与所述辐射段电连接、将所述辐射段分隔成用于提供高频工作效率的第一辐射臂和用于提供低频工作效率的第二辐射臂，所述馈电段的另一端与所述金属地之间具有间隙，且所述间隙形成所述天线本体与外部电路连接的馈电接口；
所述天线本体还包括沿第一方向延伸的第一接地段和沿第二方向延伸的第二接地段，所述第一接地段的一端与所述馈电段电连接，另一端与所述第二接地段连接，所述第二接地段的另一端与所述金属地连接。
上述平面天线中，第一辐射臂用于提供高频工作效率，第二辐射臂用于提供低频工作效率天线。具体的，在上述平面天线工作时，第二辐射臂与馈电段产生低频辐射；第一辐射臂、馈电段、第一接地段以及第二接地段产生高频辐射。此外，由于第一接地段沿第一方向延伸，第二接地段沿第二方向延伸，第一接地段的一端与馈电段电连接，另一端与第二接地段连接，第二接地段的另一端与金属地连接，则第一接地段、第二接地段与馈电段间形成了一个环形天线，该结构使得第一接地段以及第二接地段形成的接地段上电流较强，接地段对高频段空间辐射贡献较大。
本发明提供的平面天线内第一辐射臂与第二辐射臂在低频段和高频段工作时相互作用，共同实现宽频辐射。本发明提供的平面天线在高低两个频段工作时，均有水平和垂直段产生空间辐射，可以保证天线的全向性。且本发明提供的平面天线内第一接地段、第二接地段与馈电段间形成一个环形天线，该环形天线可在高频侧增加一个谐振，其所产生的谐振有效拓展了天线在高频段的带宽，使得本发明提供的平面天线形成了三频宽带平面天线。同时，本发明提供的平面天线内第一接地段与第二接地段形成接地段，馈电段和接地段均实现了复用，可减小平面天线的体积，实现天线的小型化。
因此，上述平面天线通过馈电与接地的复用不仅可实现天线的小型化，而且可增大天线的带宽。
优选地，所述金属地包括第一金属地，所述第一金属地与所述天线本体设于所述PCB板的同一个表面。
优选地，所述金属地包括第一金属地，所述第一金属地设于所述PCB板、且位于所述PCB板背离所述天线本体所在表面的一侧表面。
优选地，所述金属地包括设于所述PCB板一侧表面的第一金属地和设于所述PCB板背离所述第一金属地所在表面的第二金属地，所述第二金属地与所述第一金属地电连接。
优选地，所述PCB板上形成有通孔，所述通孔内填充有金属填充物，所述第一金属地通过所述金属填充物电连接所述第二金属地。
优选地，所述PCB板背离所述天线本体所在面一侧形成有第一净空区。
优选地，所述PCB板设置所述天线本体一侧形成有与所述第一净空区位置对应的第二净空区，所述第二净空区的面积大于所述天线本体的占用面积。
优选地，所述天线本体设于所述PCB板任意侧边边缘。
另一方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括上述技术方案中提供的任意一种平面天线。
附图说明
图1为本发明实施例提供的平面天线结构示意图；
图2为本发明实施例提供的平面天线结构示意图；
图3为本发明实施例提供的平面天线S11参数曲线。
图标：100-PCB板；101-馈电段；102-第一辐射臂；103-第二辐射臂；104-馈电接口；105-第一接地段；106-第二接地段；107-第一金属地；108-第二金属地；109-第一净空区；110-第二净空区。
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。
本申请实施例提供了一种电子设备，包括下述技术方案中提供的任意一种平面天线。至于电子设备可以为具有无线(Wireless-Fidelity，简称WIFI)天线功能的任意设备，例如，具有WIFI天线功能的电视、空调、冰箱或者其它家用电器。
具体的，请参考图1和图2，本发明提供一种平面天线，包括：印刷电路板(PrintedCircuit Board，简称PCB板100)、形成于PCB板100至少一个表面的金属地以及形成于PCB板100一个表面的天线本体，天线本体包括：辐射段和馈电段101，辐射段沿第一方向延伸，馈电段101沿与第一方向垂直的第二方向延伸，且馈电段101的一端与辐射段电连接、将辐射段分隔成用于提供高频工作效率的第一辐射臂102和用于提供低频工作效率的第二辐射臂103(在附图1中以虚线进行示意性分割)，馈电段101的另一端与金属地之间具有间隙，且间隙形成天线本体与外部电路连接的馈电接口104；
天线本体还包括沿第一方向延伸的第一接地段105和沿第二方向延伸的第二接地段106，第一接地段105的一端与馈电段101电连接，另一端与第二接地段106连接，第二接地段106的另一端与金属地连接。
上述平面天线中，第一辐射臂102用于提供高频工作效率，第二辐射臂103用于提供低频工作效率天线。具体的，在上述平面天线工作时，第二辐射臂103与馈电段101产生低频辐射；第一辐射臂102、馈电段101、第一接地段105以及第二接地段106产生高频辐射。此外，由于第一接地段105沿第一方向延伸，第二接地段106沿第二方向延伸，第一接地段105的一端与馈电段101电连接，另一端与第二接地段106连接，第二接地段106的另一端与金属地连接，则第一接地段105、第二接地段106与馈电段101间形成了一个环形天线，该结构使得第一接地段105以及第二接地段106形成的接地段上电流较强，接地段对高频段空间辐射贡献较大。
本发明提供的平面天线内第一辐射臂102与第二辐射臂103在低频段和高频段工作时相互作用，共同实现宽频辐射。本发明提供的平面天线在高低两个频段工作时，均有水平和垂直段产生空间辐射，可以保证天线的全向性。且本发明提供的平面天线内第一接地段105、第二接地段106与馈电段101间形成一个环形天线，该环形天线可在高频侧增加一个谐振，其所产生的谐振有效拓展了天线在高频段的带宽，如图3所示，使得本发明提供的平面天线形成了三频宽带平面天线。同时，本发明提供的平面天线内第一接地段105与第二接地段106形成接地段，馈电段101和接地段均实现了复用，可减小平面天线的体积，实现天线的小型化。
因此，上述平面天线通过馈电与接地的复用不仅可实现天线的小型化，而且可增大天线的带宽。
在上述技术方案的基础上，需要说明的是，金属地的结构形式存在多种可能，至少为以下三种技术方案中的一种：
结构形式一：金属地包括第一金属地，第一金属地与天线本体设于PCB板100的同一个表面。
结构形式二：金属地包括第一金属地，第一金属地设于PCB板100、且位于PCB板100背离天线本体所在表面的一侧表面。
结构形式三：请继续参考图1，金属地包括设于PCB板100一侧表面的第一金属地107和设于PCB板100背离第一金属地107所在表面的第二金属地108，第二金属地108与第一金属地107电连接。
需要说明的是，结构形式三种的金属地包括第一金属地107和第二金属地108，增大了地的面积。
具体的，当金属地包括第一金属地与第二金属地时，可在PCB板100上形成通孔，且在通孔内填充金属填充物，金属填充物电连接第一金属地与第二金属地。
在上述技术方案的基础上，作为一种优选实施方式，请参考图2，PCB板100背离天线本体所在面一侧形成有第一净空区109。
需要说明的是，第一净空区109内不设有金属材质的结构；第一净空区109的作用主要是排除金属材质的物体对天线本体辐射的影响，保证天线本体性能。
在上述技术方案的基础上，请继续参考图1，可以在PCB板100设置天线本体一侧形成与第一净空区109位置对应的第二净空区110。
需要说明的是，第二净空区110内除设有天线本体外，不设置其它金属结构。同样的，第二净空区110的作用也是为了排除金属材质的物体对天线本体辐射的影响，保证天线本体性能。
具体的，设置：第二净空区110的面积大于天线本体的占用面积。即，天线本体与净空区的边界间具有一定距离，该结构可以减小位于净空区外的金属件对天线本体辐射的影响，可以进一步保证天线本体性能。
当然，由于第二净空区110的与第一净空区109对应，则第一净空区109的面积也大于天线本体的占用面积。
在上述技术方案的基础上，天线本体设于PCB板100任意侧边边缘。具体来说，为了保证天线本体的性能，天线本体一般设于PCB板100的顶部或者两侧边缘，空间占用面积小。
具体的，现提供一个本发明提供的平面天线的具体实施例：
PCB板100水平宽度40mm，垂直高度60mm，厚度1.2mm，相对介电常数4.3，损耗角正切值0.02。天线本体设于PCB板100一个表面的顶部，第二净空区110边界任意位置距离天线本体5mm以上。馈电段101长度为5.5mm，第一辐射臂102长度为4mm，第二辐射臂103长度为17mm，第一接地段105长度为11mm，第二接地段106长度为2mm，且线宽均为1mm。
其中，第一水平辐射臂决定高频工作频率，第二辐射臂103决定低频工作频率。第一接地段105和第二接地段106决定高频带宽。天线在高低两个频段工作时，均有水平和垂直段产生空间辐射，可以保证天线的全向性。
本实施例提出一种低成本小型化三频宽带平面天线，采用馈电段101和接地段复用的方式实现天线小型化，同时将接地段直接与馈电段101连接，构成一个环形天线，形成附加谐振，有效提高了工作带宽。
需要说明的是，本发明提供的平面天线并不限于上述尺寸，还可为根据需求设置的其它尺寸，在此不再赘述。
综上，本发明提出的平面天线具有远超标准要求的带宽，从而能够适用更多的应用场景。此外，本发明提出的平面天线还具有低成本、免安装、便于阻抗调谐和全向性等优点。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种平面天线，其特征在于，包括：PCB板、形成于所述PCB板至少一个表面的金属地以及形成于所述PCB板一个表面的天线本体，所述天线本体包括：辐射段和馈电段，所述辐射段沿第一方向延伸，所述馈电段沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸，且所述馈电段的一端与所述辐射段电连接、将所述辐射段分隔成用于提供高频工作效率的第一辐射臂和用于提供低频工作效率的第二辐射臂，所述馈电段的另一端与所述金属地之间具有间隙，且所述间隙形成所述天线本体与外部电路连接的馈电接口；
所述天线本体还包括沿第一方向延伸的第一接地段和沿第二方向延伸的第二接地段，所述第一接地段的一端与所述馈电段电连接，另一端与所述第二接地段连接，所述第二接地段的另一端与所述金属地连接。
2.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于，所述金属地包括第一金属地，所述第一金属地与所述天线本体设于所述PCB板的同一个表面。
3.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于，所述金属地包括第一金属地，所述第一金属地设于所述PCB板、且位于所述PCB板背离所述天线本体所在表面的一侧表面。
4.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于，所述金属地包括设于所述PCB板一侧表面的第一金属地和设于所述PCB板背离所述第一金属地所在表面的第二金属地，所述第二金属地与所述第一金属地电连接。
5.根据权利要求4所述的平面天线，其特征在于，所述PCB板上形成有通孔，所述通孔内填充有金属填充物，所述第一金属地通过所述金属填充物电连接所述第二金属地。
6.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于，所述PCB板背离所述天线本体所在面一侧形成有第一净空区。
7.根据权利要求6所述的平面天线，其特征在于，所述PCB板设置所述天线本体一侧形成有与所述第一净空区位置对应的第二净空区，所述第二净空区的面积大于所述天线本体的占用面积。
8.根据权利要求1-7任一项所述的平面天线，其特征在于，所述天线本体设于所述PCB板任意侧边边缘。
9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的平面天线。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112531342A (zh) * 2020-12-07 2021-03-19 Oppo广东移动通信有限公司 天线模组及电子设备
CN114552195A (zh) * 2022-03-22 2022-05-27 青岛海信移动通信技术股份有限公司 一种天线及终端设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201611684U (zh) * 2009-12-23 2010-10-20 北京中电华大电子设计有限责任公司 Wlan模块的小型倒f天线
CN102856639A (zh) * 2012-09-04 2013-01-02 中兴通讯股份有限公司 一种手机天线、天线接收信号的处理方法及装置
CN107785657A (zh) * 2017-09-22 2018-03-09 天津大学 一种基于希尔伯特分形的倒f多频天线
CN208797175U (zh) * 2018-10-19 2019-04-26 深圳创维数字技术有限公司 双频WiFi天线以及电子设备
CN111029729A (zh) * 2019-12-24 2020-04-17 西安易朴通讯技术有限公司 天线组件及电子设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201611684U (zh) * 2009-12-23 2010-10-20 北京中电华大电子设计有限责任公司 Wlan模块的小型倒f天线
CN102856639A (zh) * 2012-09-04 2013-01-02 中兴通讯股份有限公司 一种手机天线、天线接收信号的处理方法及装置
CN107785657A (zh) * 2017-09-22 2018-03-09 天津大学 一种基于希尔伯特分形的倒f多频天线
CN208797175U (zh) * 2018-10-19 2019-04-26 深圳创维数字技术有限公司 双频WiFi天线以及电子设备
CN111029729A (zh) * 2019-12-24 2020-04-17 西安易朴通讯技术有限公司 天线组件及电子设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112531342A (zh) * 2020-12-07 2021-03-19 Oppo广东移动通信有限公司 天线模组及电子设备
CN114552195A (zh) * 2022-03-22 2022-05-27 青岛海信移动通信技术股份有限公司 一种天线及终端设备
CN114552195B (zh) * 2022-03-22 2023-07-14 青岛海信移动通信技术有限公司 一种天线及终端设备

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