CN114079151B - 一种小型化双频天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小型化双频天线，包括天线主体和天线地板，所述天线主体所在的平面与所述天线地板平行，且所述天线主体的垂直投影落于所述天线地板上；所述天线主体包括第一带条、第二带条、第三带条和天线枝节，所述第一带条和所述第二带条并列平行设置，所述第三带条与所述第一带条和所述第二带条呈F形设置；所述天线枝节分别与所述第一带条远离所述第三带条的一端和所述第二带条远离所述第三带条的一端相连。通过设置天线枝节，增强了天线在低频频段的地板能量辐射，不仅使得天线主体的长度可以进一步缩小，还使得天线主体与天线地板的距离可以进一步缩小，解决了在保证天线低频效率和带宽的基础上，如何实现天线的小型化的问题。

Description

一种小型化双频天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种小型化双频天线。

背景技术

天线一般会设计有谐振结构，利用谐振结构来实现天线辐射，谐振结构的尺寸与谐振频率直接相关，较低的谐振频率需要较大的物理尺寸以实现天线谐振。因此，现有的中低频天线通常具有较大的物理尺寸，例如，典型的中低频天线长度在75mm左右，且为了保证足够的带宽，天线与地板之间的距离一般为6mm。

目前移动终端的设计趋于小型化，因此留给天线的空间也越来越小。技术人员通过加载技术或折弯技术可以在一定程度上降低天线的整体尺寸。但是这种小型化技术存在以下两个问题：

1.加载技术和折弯技术并没有改变天线是谐振结构本身的本质，因此天线的物理尺寸依然是一个与谐振频率强相关的参数，通过加载技术和折弯技术能够实现的天线小型化程度有限；

2.加载技术和折弯技术虽然在一定程度上实现了天线的小型化，但是这种方式不可避免地增加了天线的空载Q值，这样一来，使得天线的效率降低并导致带宽变小。

因此，如何在保证天线效率和带宽的基础上，实现天线的小型化是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型化双频天线，以解决在保证天线中低频效率和带宽的基础上，如何实现天线的小型化的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种小型化双频天线，所述小型化双频天线包括天线主体和天线地板，所述天线主体所在的平面与所述天线地板平行，且所述天线主体的垂直投影落于所述天线地板上；所述天线主体包括第一带条、第二带条、第三带条和天线枝节，所述第一带条和所述第二带条并列平行设置，所述第三带条与所述第一带条和所述第二带条呈F形设置；所述天线枝节分别与所述第一带条远离所述第三带条的一端和所述第二带条远离所述第三带条的一端相连。

可选的，在所述的小型化双频天线中，所述第一带条和所述第二带条与所述第三带条呈F形相连，且相连处设置有馈电点。

可选的，在所述的小型化双频天线中，所述小型化双频天线还包括匹配电路，所述匹配电路分别与所述第一带条靠近所述第三带条的一端和所述第二带条靠近所述第三带条的一端电性连接。

可选的，在所述的小型化双频天线中，所述第二带条朝靠近所述天线枝节的方向宽度逐渐变宽或呈阶梯状变宽。

可选的，在所述的小型化双频天线中，所述天线主体与所述天线地板之间的距离为2±0.5mm。

可选的，在所述的小型化双频天线中，所述天线枝节与所述第一带条呈90°相连。

可选的，在所述的小型化双频天线中，所述天线枝节与所述天线地板的较短的一边平行。

可选的，在所述的小型化双频天线中，所述天线枝节的中点与所述第一带条相连。

可选的，在所述的小型化双频天线中，所述第一带条与所述第二带条之间的间距最大为4mm。

可选的，在所述的小型化双频天线中，所述天线主体的总长为20±4mm。

本发明提供的小型化双频天线，包括天线主体和天线地板，所述天线主体所在的平面与所述天线地板平行，且所述天线主体的垂直投影落于所述天线地板上；所述天线主体包括第一带条、第二带条、第三带条和天线枝节，所述第一带条和所述第二带条并列平行设置，所述第三带条与所述第一带条和所述第二带条呈F形设置；所述天线枝节分别与所述第一带条远离所述第三带条的一端和所述第二带条远离所述第三带条的一端相连。通过设置天线枝节，增强了天线在低频频段的地板能量辐射，不仅使得天线主体的长度可以进一步缩小，还使得天线主体与天线地板的距离可以进一步缩小，解决了在保证天线低频效率和带宽的基础上，如何实现天线的小型化的问题。

附图说明

图1为本实施例提供的小型化双频天线的结构示意图；

图2为本实施例提供的第一种天线主体的结构放大图；

图3为本实施例提供的第二种天线主体的结构放大图；

图4为本实施例提供的小型化双频天线的测试仿真结果图；

其中，各附图标记说明如下：

100-天线主体；110-第一带条；111-馈电点；120-第二带条；130-第三带条；140-天线枝节；200-天线地板；

W-天线主体走线宽度；L1-天线主体总长；L2-第一带条长度；L3-天线枝节长度；D-天线主体与天线地板之间的距离。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的小型化双频天线作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图说明中的“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，以便描述本发明的实施例，而不用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的结构在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实施例提供一种小型化双频天线，如图1所示，所述小型化双频天线包括天线主体100、和天线地板200，所述天线主体100所在的平面与所述天线地板200平行，且所述天线主体100的垂直投影落于所述天线地板200上；所述天线主体100包括第一带条110、第二带条120、第三带条130和天线枝节140，所述第一带条110和所述第二带条120并列平行设置，所述第三带条130与所述第一带条110和所述第二带条120呈F形设置；所述天线枝节140分别与所述第一带条110远离所述第三带条130的一端和所述第二带条120远离所述第三带条130的一端相连。

本实施例提供的小型化双频天线，通过设置天线枝节140，增强了天线在中低频频段的地板能量辐射，不仅使得天线主体100的长度可以进一步缩小，还使得天线主体100与天线地板200的距离可以进一步缩小，解决了在保证天线低频效率和带宽的基础上，如何实现天线的小型化的问题。

进一步的，在本实施例提供的小型化双频天线中，所述天线主体100与所述天线地板200之间的距离为2±0.5mm。而现有技术中，天线主体100和天线地板200之间的距离一般为6mm左右。因此，本实施例所提供的小型化双频天线能够有效缩短天线主体100和天线地板200之间的距离，进而节约了空间。

较佳地，所述天线枝节140与所述第一带条110呈90°相连。也就是说，所述第二带条120和所述天线枝节140也呈90°相连。本领域技术人员所熟知的，天线在低频(GSM850/900频段为低频)时，天线地板辐射能量在90％以上，天线在中频(GSM1800频段为中频)时，天线地板辐射能量在75％以上，而天线本体的辐射能量仅为个位数百分比。为了在最大限度的保证天线体积的小型化的同时，保证天线在中低频段的效率和带宽，发明人在进行了大量的模拟验证后，得出当所述天线枝节140与所述第一带条110呈90°相连时，天线所展示出来的性能为最佳。

更佳地，所述天线枝节140与所述天线地板200的较短的一边平行。具体的，在本实施例中，如图1所示，天线枝节140的长度方向沿所述天线地板200的66mm的一边平行设置。发明人经大量模拟验证后，得出在此种状态下，天线主体相对于天线地板的激励地板模式效果最好。

在本实施例中，所述天线主体100的走线宽度W可以做到1±0.2mm。而现有技术中，天线主体的走线宽度通常为2～4mm。相较于现有技术，本实施例提供的小型化双频天线的宽度进一步变窄，有利于节约天线的尺寸。

此外，在本实施例中，所述天线主体100的总长L1为20±4mm。现有技术中低频天线主体的电性长度为75mm左右。由此可以看出，本实施例提供的小型化双频天线的长度比现有技术中天线的长度大大缩减了，能够有效实现天线的小型化。

再进一步的，所述天线枝节140的长度优选为42±8mm。发明人经模拟实验验证，所述天线枝节140在这个长度范围内，能够较为显著地增强天线主体100和天线地板200之间的耦合度。

本实施例提供的小型化双频天线，所述第一带条110和所述第二带条120与所述第三带条130呈F形相连，且相连处设置有馈电点111。如此便可以通过一个馈电点111同时连通所述第一带条110、所述第二带条120和所述第三带条130，有效简化了电路布局的复杂度。

另外，本实施例提供的小型化双频天线，所述小型化双频天线还包括匹配电路(图中未示出)，所述匹配电路分别与所述第一带条110靠近所述第三带条130的一端和所述第二带条120靠近所述第三带条130的一端电性连接。匹配电路的设计和连接通常包括电容和电感，其具体设置方式为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。

为了降低天线在中频段的Q值，从而达到拓展中频带宽的目的，在本实施例提供的小型化双频天线中，如图2或图3所示，所述第二带条120朝靠近所述天线枝节140的方向宽度逐渐变宽或呈阶梯状变宽。所述第二带条120用于实现中频的谐振，因此加宽所述第二带条120的宽度可以有效拓展中频带宽。

为了更好地实现中低频段的地板激励，发明人在进行了大量的仿真模拟后，发现当所述天线枝节140的中点与所述第一带条110相连，所述第一带条110与所述第二带条120之间的间距最大为4mm时，产生的地板激励在中低频段效果最好。

以下，以一具体实施例对本发明提供的小型化双频天线进行详细说明。在本实施例中，所述天线地板200的尺寸为110mm×66mm，该尺寸是典型的手机尺寸。需说明的是，在其他实施例中，所述天线地板200的尺寸可能有其他规格。

参见图1中的俯视图，本实施例提供的小型化双频天线，其中天线枝节140沿天线地板200的短边边缘设置，其长度L3为42mm；第一带条110的一端连接至天线枝节140的中点部位，且第一带条110与天线枝节140垂直，另一端通过馈电点111分别与第二带条120和第三条带130连接；第一带条110和第二带条120等长且并排设置；天线主体100沿天线地板200的长边的长度L1为20mm；第三带条130的长度L2为26mm。整个天线主体100的走线宽度W为1mm。在第一带条110和第二带条120分别在靠近馈电点111处设置有匹配电路连接点(图中未示出)，在此处天线主体100和匹配电路电性连接。

继续参见图1中的侧视图，本实施例提供的小型化双频天线，天线主体100与天线地板200之间的距离D为2mm。参见图2或图3，本实施例提供的小型化双频天线，第二带条120靠近天线枝节140的一端的宽度阶梯状变宽或逐渐变宽。

以上述具体实施例所述的小型化双频天线进行仿真模拟测试，得到的测试结果如图4所示，其中，S11是天线的反射系数，一般要求小于-10dB表示能量可以很好的辐射；天线效率为百分比，越接近1说明效率越高。从图4可以看出，本实施例提供的小型化双频天线在中低频范围(GSM850频段和GSM1800频段)内存在两个反射系数低谷和辐射效率峰值，也就是说，本实施例提供的小型化双频天线在中低频范围内的天线性能最好。同时，也可以从图4中看出，本实施例提供的小型化双频天线的辐射效率在中低频范围(GSM850频段和GSM1800频段)均内低于-10dB，说明有很好的辐射；同时，天线效率在75％以上，满足天线性能要求。

综上所述，本实施例提供的小型化双频天线，包括天线主体和天线地板，所述天线主体所在的平面与所述天线地板平行，且所述天线主体的垂直投影落于所述天线地板上；所述天线主体包括第一带条、第二带条、第三带条和天线枝节，所述第一带条和所述第二带条并列平行设置，所述第三带条与所述第一带条和所述第二带条呈F形设置；所述天线枝节分别与所述第一带条远离所述第三带条的一端和所述第二带条远离所述第三带条的一端相连。通过设置天线枝节，增强了天线在中低频频段的地板能量辐射，不仅使得天线主体的长度可以进一步缩小，还使得天线主体与天线地板的距离可以进一步缩小，解决了在保证天线中低频效率和带宽的基础上，如何实现天线的小型化的问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (4)

1.一种小型化双频天线，其特征在于，所述小型化双频天线包括天线主体和天线地板，所述天线主体所在的平面与所述天线地板平行，且所述天线主体的垂直投影落于所述天线地板上；

所述天线主体包括第一带条、第二带条、第三带条和天线枝节，所述第一带条和所述第二带条并列平行设置，所述第三带条与所述第一带条和所述第二带条呈F形设置；所述天线枝节分别与所述第一带条远离所述第三带条的一端和所述第二带条远离所述第三带条的一端相连；所述第一带条和所述第二带条与所述第三带条呈F形相连，且相连处设置有馈电点；所述第二带条朝靠近所述天线枝节的方向宽度逐渐变宽或呈阶梯状变宽；所述天线主体与所述天线地板之间的距离为2±0.5mm；所述天线枝节与所述第一带条呈90°相连；所述天线地板为矩形，所述天线枝节与所述天线地板的较短的一边平行；所述天线枝节的中点与所述第一带条相连。

2.根据权利要求1所述的小型化双频天线，其特征在于，所述小型化双频天线还包括匹配电路，所述匹配电路分别与所述第一带条靠近所述第三带条的一端和所述第二带条靠近所述第三带条的一端电性连接。

3.根据权利要求1所述的小型化双频天线，其特征在于，所述第一带条与所述第二带条之间的间距最大为4mm。

4.根据权利要求1所述的小型化双频天线，其特征在于，所述天线主体的总长为20±4mm。