CN112467369A - 一种wifi板载天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线结构设计领域，尤其涉及一种WIFI板载天线。包括：一介质基板；一天线振子，包括一第一天线振子和一第二天线振子；一微带馈线，一端连接第一天线振子，另一端连接收发装置；一微带巴伦，一端连接第一天线振子，另一端连接第二天线振子，用于平衡第一天线振子与第二天线振子之间的谐振。上述技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种WIFI板载天线，通过微带巴伦将印制到主板上的第一天线振子和第二天线振子相连接，不仅能够保证现有设计中原本接地的第二天线振子能够产生谐振电流，参与辐射，提高天线的辐射性能，还能够通过调整天线振子的长度及微带巴伦的位置，使其谐振的频带范围为2.4GHz～2.5GHz，实现良好的阻抗匹配效果。

Description

一种WIFI板载天线
技术领域
本发明涉及天线结构设计领域，尤其涉及一种WIFI板载天线。
背景技术
现有的WIFI天线，多以外置、内置形式为主。棒状天线类的外置天线，需要独立调试和安装，且体积大、成本高；PCB类的内置天线，需要贴在产品的内部，需要一定的空间并通过同轴线连接到产品上，此类天线需要离产品的主板PCBA有合适的距离，否则天线的辐射性能会被极大削弱，且需要一定的成本；Chip天线也是内置天线的一种，但是由于其增益较小，一般在WIFI领域应用较少，多是在尺寸较小的蓝牙产品中应用较多。
而现有的偶极子天线，有两个对称的振子，自成一个谐振整体，再通过同轴线连接到产品上，如果将偶极子天线直接印制到产品的PCBA主板上，那么一个振子需要通过主板的50Ω微带传输线连接至收发机，另一个振子则需要接地，但是这样的布局，很容易造成接地的振子不能产生谐振电流，从而使得该偶极子天线变成了单极子天线，导致增益降低，辐射性能变差。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种WIFI板载天线，包括：
一介质基板，所述介质基板包括一底层以及一背向所述底层的顶层；
一天线振子，设置在所述顶层上，所述天线振子包括一第一天线振子和一第二天线振子；
一微带馈线，设置在所述顶层上，所述微带馈线的一端连接所述第一天线振子，所述微带馈线的另一端连接收发装置；
一微带巴伦，设置在所述底层上，所述微带巴伦的一端连接所述第一天线振子，所述微带巴伦的另一端连接所述第二天线振子，用于平衡所述第一天线振子与所述第二天线振子之间的谐振。
优选的，所述天线振子为偶极子天线振子。
优选的，第一天线振子与所述第二天线振子对称设置于所述介质基板的中心轴线的两侧。
优选的，所述介质基板采用FR-4材料制作。
优选的，还包括：
多个第一金属过孔，设置在所述介质基板的所述顶层与所述底层之间，用于导通所述顶层与所述底层。
优选的，所述微带馈线为50Ω馈线。
优选的，还包括：
多个第二金属过孔，所述第二金属过孔设置在所述第一天线振子、所述第二天线振子与所述微带巴伦之间，用于所述微带巴伦的一端连接所述第一天线振子，所述微带巴伦的另一端连接所述第二天线振子。
优选的，包括两个第二金属过孔，所述微带巴伦通过一所述第二金属过孔连接所述第一天线振子，所述微带巴伦的另一端通过另一所述第二金属过孔连接所述第二天线振子。
优选的，所述微带巴伦的长度范围为5～5.9mm。
优选的，所述WIFI板载天线的谐振的频带范围为2.4GHz～2.5GHz。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种WIFI板载天线，通过微带巴伦将印制到主板上的第一天线振子和第二天线振子相连接，不仅能够保证现有设计中原本接地的第二天线振子能够产生谐振电流，参与辐射，提高天线的辐射性能，还能够通过调整天线振子的长度及微带巴伦的位置，使其谐振的频带范围为2.4GHz～2.5GHz，实现良好的阻抗匹配效果。
附图说明
图1为本发明的优选实施方式中，WIFI板载天线的整体结构示意图；
图2为本发明的优选实施方式中，WIFI板载天线的俯视图；
图3为本发明的优选实施方式中，WIFI板载天线的仰视图；
图4本发明的优选实施方式中，微带巴伦的长度范围为5～5.9mm时的阻抗匹配示意图；
图5本发明的优选实施方式中，微带巴伦的长度范围不处于5～5.9mm时的阻抗匹配示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1-3所示，一种WIFI板载天线，包括：
一介质基板1，介质基板1包括一底层2以及一背向底层2的顶层3；
一天线振子，设置在顶层3上，天线振子包括一第一天线振子4和一第二天线振子5；
一微带馈线6，设置在顶层3上，微带馈线6的一端连接第一天线振子4，微带馈线6的另一端连接收发装置；
一微带巴伦7，设置在底层2上，微带巴伦7的一端连接第一天线振子4，微带巴伦7的另一端连接第二天线振子5，用于平衡第一天线振子4与第二天线振子5之间的谐振。
本发明的优选实施方式中，天线振子为偶极子天线振子。
本发明的优选实施方式中，第一天线振子4与第二天线振子5对称设置于介质基板1的中心轴线的两侧。
具体地，考虑到现有技术中用于WIFI领域内的天线，无论是棒状类的外置天线，或是PCB类的内置天线，抑或是内置的Chip天线均分别具有体积大、成本高或是增益小的缺陷，由此本发明提供一种偶极子式的WIFI板载天线。
不同于现有的偶极子天线印制到PCBA主板上时，由于将其中的一个天线振子连接至收发机，另一个天线振子接地，导致接地的天线振子不能产生谐振电流，偶极子天线变成了单极子天线，产生了增益降低、辐射性能变差的不良效果，本发明提供的WIFI板载天线，其中的第一天线振子4和第二天线振子5印制在介质基板1的顶层3上，微带馈线6在介质基板1的顶层3上，并且微带天线的一端连接第一天线振子4，微带馈线6的另一端连接收发装置，微带巴伦7在底层2上，并且微带巴伦7的一端连接第一天线振子4，微带巴伦7的另一端连接第二天线振子5。
由此，本发明通过微带巴伦7，通过微带巴伦7，将印制到主板上的第一天线振子4和第二天线振子5相连接，不仅能够保证现有设计中原本接地的第二天线振子5能够产生谐振电流，参与辐射，提高天线的辐射性能，还能够通过调整天线振子的长度及微带巴伦7的位置，使其谐振的频带范围为2.4GHz～2.5GHz，实现良好的阻抗匹配效果。
本发明的优选实施方式中，介质基板1采用FR-4材料制作。
具体地，此处的介质基板1可采用FR-4材料制作。
本发明的优选实施方式中，还包括：
多个第一金属过孔8，设置在介质基板1的顶层3与底层2之间，用于导通顶层3与底层2。
具体地，于介质基板1的顶层3和底层2之间还设置多个第一金属过孔8，能够导通顶层GND和底层GND。在一优选的实施例中，可于介质基板1的顶层3与底层2之间设置12个第一金属过孔8，以等间隔、且平行于介质基板1的长边的方式分布成3行、每行4个。
本发明的优选实施方式中，第一天线振子4通过一馈入端连接微带馈线6，第二天线振子5通过一接地端接地。
本发明的优选实施方式中，微带馈线6为50Ω馈线。
具体地，第一天线振子4连接至50Ω馈线的一端，50Ω馈线的另一端连接至收发装置。
本发明的优选实施方式中，还包括：
多个第二金属过孔9，第二金属过孔9设置在第一天线振子4、第二天线振子5与微带巴伦7之间，用于微带巴伦7的一端连接第一天线振子4，微带巴伦7的另一端连接第二天线振子5。
本发明的优选实施方式中，包括两个第二金属过孔9，微带巴伦7通过一第二金属过孔9连接第一天线振子4，微带巴伦7的另一端通过另一第二金属过孔9连接第二天线振子5。
具体地，可于第一天线振子4、第二天线振子5与微带巴伦7之间设置两个第二金属过孔9，其中，一个第二金属过孔9设置在微带巴伦7和第一天线振子4之间，并与微带巴伦7的一端相接，用于使微带巴伦7的一端连接第一天线振子4；另一个第二金属过孔9设置在微带巴伦7和第二天线振子5之间，并与微带巴伦7的另一端相接，用于使微带巴伦7的另一端连接第二天线振子5。
本发明的优选实施方式中，微带巴伦7的长度范围为5～5.9mm。
本发明的优选实施方式中，WIFI板载天线的谐振的频带范围为2.4GHz～2.5GHz。
具体地，本发明中通过调整印制到介质基板1上的天线振子的长度，同时调节微带巴伦7的长度范围为5～5.9mm时，能使天线谐振的频带范围为2.4GHz～2.5GHz，实现良好的阻抗匹配。
进一步地，采用本发明，如图所示，调整微带巴伦7的长度范围为5～5.9mm，能使中心谐振频率为2.45GHz，实现良好的阻抗匹配，而如图所示，微带巴伦7的长度范围不为5～5.9mm，中心谐振频率将偏移2.45GHz，也无法实现良好的阻抗匹配，具体可参见下表1：
Figure BDA0002786446890000071
Figure BDA0002786446890000081
表1
为具体表示，图4中展示出5.0mm，5.4mm以及5.9mm对应的效果示意。上述技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种WIFI板载天线，通过微带巴伦7将印制到主板上的第一天线振子4和第二天线振子5相连接，不仅能够保证现有设计中原本接地的第二天线振子5能够产生谐振电流，参与辐射，提高天线的辐射性能，还能够通过调整天线振子的长度及微带巴伦7的位置，使其谐振的频带范围为2.4GHz～2.5GHz，实现良好的阻抗匹配效果。
以上仅为本发明较佳的实施方式，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种WIFI板载天线，其特征在于，包括：
一介质基板，所述介质基板包括一底层以及一背向所述底层的顶层；
一天线振子，设置在所述顶层上，所述天线振子包括一第一天线振子和一第二天线振子；
一微带馈线，设置在所述顶层上，所述微带馈线的一端连接所述第一天线振子，所述微带馈线的另一端连接收发装置；
一微带巴伦，设置在所述底层上，所述微带巴伦的一端连接所述第一天线振子，所述微带巴伦的另一端连接所述第二天线振子，用于平衡所述第一天线振子与所述第二天线振子之间的谐振。
2.根据权利要求1所述的一种WIFI板载天线，其特征在于，所述天线振子为偶极子天线振子。
3.根据权利要求2所述的一种WIFI板载天线，其特征在于，第一天线振子与所述第二天线振子对称设置于所述介质基板的中心轴线的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种WIFI板载天线，其特征在于，所述介质基板采用FR-4材料制作。
5.根据权利要求1所述的一种WIFI板载天线，其特征在于，还包括：
多个第一金属过孔，设置在所述介质基板的所述顶层与所述底层之间，用于导通所述顶层与所述底层。
6.根据权利要求1所述的一种WIFI板载天线，其特征在于，所述微带馈线为50Ω馈线。
7.根据权利要求1所述的一种WIFI板载天线，其特征在于，还包括：
多个第二金属过孔，所述第二金属过孔设置在所述第一天线振子、所述第二天线振子与所述微带巴伦之间，用于所述微带巴伦的一端连接所述第一天线振子，所述微带巴伦的另一端连接所述第二天线振子。
8.根据权利要求7所述的一种WIFI板载天线，其特征在于，包括两个第二金属过孔，所述微带巴伦通过一所述第二金属过孔连接所述第一天线振子，所述微带巴伦的另一端通过另一所述第二金属过孔连接所述第二天线振子。
9.根据权利要求1所述的一种WIFI板载天线，其特征在于，所述微带巴伦的长度范围为5～5.9mm。
10.根据权利要求1所述的一种WIFI板载天线，其特征在于，所述WIFI板载天线的谐振的频带范围为2.4GHz～2.5GHz。
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