CN115084853A - 小型化天线 - Google Patents

小型化天线 Download PDF

Info

Publication number
CN115084853A
CN115084853A CN202210839417.1A CN202210839417A CN115084853A CN 115084853 A CN115084853 A CN 115084853A CN 202210839417 A CN202210839417 A CN 202210839417A CN 115084853 A CN115084853 A CN 115084853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gap
floor
antenna
feed portion
end point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210839417.1A
Other languages
English (en)
Inventor
马磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunshan Ruixiang Xuntong Communication Technology Co Ltd
Original Assignee
Kunshan Ruixiang Xuntong Communication Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunshan Ruixiang Xuntong Communication Technology Co Ltd filed Critical Kunshan Ruixiang Xuntong Communication Technology Co Ltd
Priority to CN202210839417.1A priority Critical patent/CN115084853A/zh
Publication of CN115084853A publication Critical patent/CN115084853A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10Resonant slot antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

本发明提供一种小型化天线,包括地板、与地板固定连接的边框、辐射结构、匹配结构以及馈电结构,边框垂直于地板设置,辐射结构包括第一缝隙和与第一缝隙垂直的第二缝隙,第一缝隙开设在所述地板上,第二缝隙开设在边框上,第一缝隙和第二缝隙相互贯通,匹配结构位于第二缝隙,馈电结构包括第一馈电部和第二馈电部,第一馈电部和所述第二馈电部均垂直于第一缝隙,且第一馈电部和第二馈电部分别设置在第二缝隙的两侧。本发明小型化天线不但能够提高天线的辐射带宽,而且还能够保证天线的尺寸较小,使得两个天线公用缝隙辐射,缩小了天线系统的整体体积,同时还解决天线结构复杂、辐射带宽低的问题。

Description

小型化天线
技术领域
本发明涉及通讯技术领域,特别涉及一种小型化天线。
背景技术
随着5G基站建设的不断发展,通讯终端所支持的频段也在不断的扩大。如今,手机是人们常用的移动终端产品,随着科技不断发展,手机也不可避免的使用5G通讯技术,如此就要求手机里增加天线的数量,但手机的空间有限,且天线的带宽也受空间限制,所以使得天线覆盖的频段有限,从而难以实现天线的带宽辐射。
有鉴于此,确有必要提出一种既能够覆盖多频段天线,又能够保证天线的较小尺寸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型化天线,从而不但能够提高天线的辐射带宽,而且还能够保证天线的尺寸较小。
为解决上述技术问题,本发明提供一种小型化天线,所述小型化天线包括地板、与所述地板固定连接的边框、辐射结构、匹配结构以及馈电结构,所述边框垂直于所述地板设置,所述辐射结构包括第一缝隙和与所述第一缝隙垂直的第二缝隙,所述第一缝隙开设在所述地板上,所述第二缝隙开设在所述边框上,所述第一缝隙和所述第二缝隙相互贯通,所述匹配结构位于所述第二缝隙,所述馈电结构包括第一馈电部和第二馈电部,所述第一馈电部和所述第二馈电部均垂直于所述第一缝隙,且所述第一馈电部和所述第二馈电部分别设置在所述第二缝隙的两侧。
作为本发明的进一步改进,所述地板呈矩形设置,且所述地板包括长边和宽边,所述边框呈矩形状设置,且所述边框环绕并紧贴所述地板,所述第一缝隙平行设置在所述地板长边的边缘位置处,所述第二缝隙与所述地板的长边垂直,并与所述边框的长边上形成端口。
作为本发明的进一步改进,所述第一缝隙包括第一端点和第二端点,所述第一端点和所述第二端点分别位于所述第一缝隙的两端,所述第二缝隙位于所述第一端点和所述第二端点之间,所述第二缝隙与所述第一端点的距离和所述第二缝隙与所述第二端点的距离相等。
作为本发明的进一步改进,所述第一端点与所述地板的一条宽边之间的距离小于所述第二端点与所述地板的另一条宽边之间的距离。
作为本发明的进一步改进,所述第一缝隙包括第一枝节缝隙、第二枝节缝隙以及第三枝节缝隙,所述第三枝节缝隙位于所述第一馈电部和所述第二馈电部之间,所述第一缝隙和所述第二缝隙分别靠近所述第一端点和所述第二端点。
作为本发明的进一步改进,所述第一枝节缝隙的长度与第二枝节缝隙的长度相等,所述第一枝节缝隙的长度和所述第二枝节缝隙的长度均小于所述第三枝节缝隙的长度。
作为本发明的进一步改进,所述第一缝隙和所述第二缝隙均呈矩形状设置,且所述第一缝隙的宽度小于所述第二缝隙的宽度。
作为本发明的进一步改进,所述第一馈电部和所述第二馈电部均呈矩形状设置,且所述第一馈电部的长度和所述第二馈电部的长度均大于所述第一缝隙的宽度。
作为本发明的进一步改进,所述地板配置为FR4介质板,且在该FR4介质板上覆铜,所述边框配置为金属边框,所述第一馈电部和所述第二馈电部均配置为金属带条。
作为本发明的进一步改进,所述匹配结构配置为电容和/或电感,该电容和/或电感串联在所述第二缝隙的位置处。
本发明通过提供一种小型化天线,所述小型化天线包括地板、与所述地板固定连接的边框、辐射结构、匹配结构以及馈电结构,所述边框垂直于所述地板设置,所述辐射结构包括第一缝隙和与所述第一缝隙垂直的第二缝隙,所述第一缝隙开设在所述地板上,所述第二缝隙开设在所述边框上,所述第一缝隙和所述第二缝隙相互贯通,所述匹配结构位于所述第二缝隙,所述馈电结构包括第一馈电部和第二馈电部,所述第一馈电部和所述第二馈电部均垂直于所述第一缝隙,且所述第一馈电部和所述第二馈电部分别设置在所述第二缝隙的两侧。如此设置,不但能够提高天线的辐射带宽,而且还能够保证天线的尺寸较小,同时还解决天线结构复杂、辐射带宽低的问题。
附图说明
图1为本发明小型化天线的结构示意图。
图2为两个小型化天线构成的4MIMO天线的结构示意图。
图3为本发明小型化天线增加电感和不增加电感的S11参数对比图。
图4为本发明小型化天线的缝隙周围表面电流的仿真结果图。
图5为本发明小型化天线的S参数仿真结果图。
图6为本发明小型化天线在不同频点的方向图仿真结果图。
图7为本发明小型化天线的效率仿真结果图。
其中,各附图标记说明如下:
小型化天线100,地板10,辐射结构20,第一缝隙21,第二缝隙22,第一枝节缝隙210,第二枝节缝隙211,第三枝节缝隙212,第一端点213,第二端点214,边框30,馈电结构40,第一馈电部41,第二馈电部42,匹配结构50,电容51,电感52。
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一种缝隙天线100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。
如图1所示,本发明提供一种小型化天线100,包括地板10、与地板10固定连接的边框30、辐射结构20、匹配结构50以及馈电结构40,边框30垂直于地板10设置,辐射结构20包括第一缝隙21和与第一缝隙21垂直的第二缝隙22,第一缝隙21开设在地板10上,第二缝隙22开设在边框30上,第一缝隙21和第二缝隙22相互贯通,匹配结构50位于第二缝隙22,馈电结构40包括第一馈电部41和第二馈电部42,第一馈电部41和第二馈电部42均垂直于第一缝隙21,且第一馈电部41和第二馈电部42分别设置在第二缝隙22的两侧。如此设置,第一馈电部41和第二馈电部42能够分别给第二缝隙22两侧的枝节缝隙进行馈电,也就是说,两个馈电部在一根第一缝隙21就可以实现两个天线的馈电,因此一个缝隙实现了两个天线的辐射效果。此种天线的设置不但能够提高天线的辐射带宽,而且还能够保证天线的尺寸较小,同时还解决天线结构复杂、辐射带宽低的问题。
如图2所示,本发明小型化天线100还可以作为天线单元,在地板10的两条长边上或短边上均该种小型化天线100,已构成多MIMO天线。比如在地板10的两条垂直长边上均设置两个小型化天线100,则即可以组成终端4MIMO天线系统。
较佳地,地板10呈矩形设置,且地板10包括长边和宽边,边框30呈矩形状设置,且边框30环绕并紧贴地板10,第一缝隙21平行设置在地板10长边的边缘位置处,第二缝隙22与地板10的长边垂直,并与边框30的长边上形成端口。第一缝隙21和第二缝隙22均呈矩形装置,且第一缝隙21的宽度小于第二缝隙22的宽度;第一馈电部41和第二馈电部42均呈矩形状设置,且第一馈电部41的长度和第二馈电部42的长度均大于第一缝隙21的宽度。
在本实施例中,地板10配置为FR4介质板,且在该FR4介质板上覆铜,边框30配置为金属边框30,介质板的两端均覆铜,等效成金属边框30。第一馈电部41和第二馈电部42均配置为金属带条,匹配结构50配置为电容51和/或电感52,该电容51和/或电感52串联在第二缝隙22的位置处。当然,匹配结构50也可以为其他的电子元器件,只要能够起到天线的匹配调节即可,于此不做过多的限制。金属边框30天线的设计,对于现阶段终端金属化趋势是很好的天线方式。
具体地,本实施例中,地板10采用长度为150mm,宽度80mm的FR4介质板,在该介质板的底面覆铜。边框30采用边缘厚度为1.52mm的FR4介质板作为金属边框30,介质板的两端均覆铜,等效成金属边框30。在地板10上开设第一缝隙21,该第一缝隙21的宽度为1.5mm,长度为26mm;在边框30上开设第二缝隙22,该第二缝隙22垂直第一缝隙21/地板10设置值,且与第一缝隙21相互贯通以形成T字型。第二缝隙22的长度为金属边框30的宽度,第二缝隙22的宽度为3mm。第一缝隙21包括第一端点213和第二端点214,第一端点213和第二端点214分别位于第一缝隙21的两端,第二缝隙22位于第一端点213和第二端点214之间,第二缝隙22与第一端点213的距离和第二缝隙22与第二端点214的距离相等。如此设置,能够使整体天线在保证尺寸较小的情况下,还能够提高整体天线的辐射宽带。
当然,第二缝隙22的宽度还可以为其他数值,一般建议在2-4mm之间,这是缝隙天线较好的匹配尺寸,过宽的尺寸会使缝隙天线变成线天线,从而变为破坏模式;过窄的尺寸会影响缝隙提案的电流分布,使电流相互抵消,从而影响在远场的辐射效率。
地板10的上表面设置第一馈电部41和第二馈电部42,且第一馈电部41和第二馈电部42均呈矩形设置,分别设在第二缝隙22的两侧,且第一馈电部41和第二馈电部42均与第一缝隙21垂直。第一馈电部41和第二馈电部42将第一缝隙21分成三个枝节缝隙,也就是说,第一缝隙21包括第一枝节缝隙210、第二枝节缝隙211以及第三枝节缝隙212,且第三枝节缝隙212位于第一馈电部41和第二馈电部42之间,第一枝节缝隙210和第二枝节缝隙211分别靠近第一端点213和第二端点214。第一端点213与地板10的一条宽边之间的距离小于第二端点214与地板10的另一条宽边之间的距离。具体地,第一枝节缝隙210的长度与第二枝节缝隙211的长度相等,第一枝节缝隙210的长度和第二枝节缝隙211的长度均小于第三枝节缝隙212的长度。如此设置,使得整个小型化天线100结构形成双MIMO天线,不但使得天线结构更加简单,而且还能够增加天线数量,使得整体天线的尺寸减小。
具体地,本实施例中,第一馈电部41和第二馈电部42的宽度均为1.8mm,长度可以为任意数值,也就是说,两个馈电部的长度与天线辐射性能无关。第一馈电部41与第一端点213的距离和第二馈电部42与第二端点214的距离均为2.2mm。此外天线馈电时需要串联电容51,串联在靠近第二缝隙22的位置即可。当然,。第一馈电部41与第一端点213的距离和第二馈电部42与第二端点214的距离也可以为其他数值,只要能够实现天线较好的辐射即可,于此不做过多限制。电容51的数值也可以为其他,为了能够满足小型化天线100的匹配特性,电容51的数值一般在0.5pf-1.8pf之间。
本实施例中,匹配结构50还包括电感52,该电感52设置在第二缝隙22的之间,也就是说,电感52跨接在第二缝隙22的之间。从仿真看,18nh-33nh均可以产生比较宽的带宽。跨接电感52后,电感52具有低通特性,因此在低频导通,是一个完整的长缝隙辐射,即在第三枝节缝隙212形成长缝隙辐射;在高频截止,是一个小尺寸的短缝隙辐射,即在第一枝节缝隙210和第二枝节缝隙211形成短缝隙辐射。由此可以,本发明小型化天线100可以实现较宽的宽带辐射。
为了能够清楚说明增加电感52的匹配元件能够实现交款的带宽辐射,本发明对增加和不增加电感52进行了仿真实验。如图2所示,可以看出,增加电感52后的带宽明显增加,-6dB带宽近似覆盖3-7GHz;而没有增加电感52时仅在特定频点的S11参数小于-6dB。通过对比可以说明:在此结构的天线上增加电感52可以很好的拓宽天线带宽,实现宽带天线的设计。
如图3所示,本发明给出了3.5GHz、4.5GHz、5.5GHz以及6.5GHz四个频点的电流分布,从电流分布中可以看出,第一缝隙21和/或第二缝隙22的附近在不同频点均可以产生较为密集的电流分布,说明实现了良好的频率分布。
如图4所示,从该图中可知,仿真天线的S参数,带宽在3.1-6.8GHz,隔离度在带内大于5dB,对于如此宽的带宽来说,达到这样的隔离度,说明天线的性能效果很好。
如图5所示,本发明给出了小型化天线100在不同频点的方向图仿真结果,从图中可以看出在各个频点均实现了较为清晰的全向辐射特性,这种方向图对于终端天线来说是很合适的方向图,且增益在2-3.5dBi之间。如图6所示,为本发明小型化天线100分效率仿真结果,从仿真图来看,带内的效率在40%以上,个别频点达到了60%,针对终端MIMO天线而言,是非常高的总效率了。
综上所述,本发明通过提供一种小型化天线100,小型化天线100包括地板10、与所述地板10固定连接的边框30、辐射结构20、匹配结构50以及馈电结构40,边框30垂直于地板10设置,辐射结构20包括第一缝隙21和与第一缝隙21垂直的第二缝隙22,第一缝隙21开设在地板10上,第二缝隙22开设在边框30上,第一缝隙21和第二缝隙22相互贯通,匹配结构50位于第二缝隙22,馈电结构40包括第一馈电部41和第二馈电部42,第一馈电部41和第二馈电部42均垂直于第一缝隙21,且第一馈电部41和第二馈电部42分别设置在第二缝隙22的两侧。如此设置,不但能够提高天线的辐射带宽,而且还能够保证天线的尺寸较小,使得两个天线公用缝隙辐射,缩小了天线系统的整体体积,同时还解决天线结构复杂、辐射带宽低的问题。
需要说明的是,本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可,此外,各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用,本发明对此不作限定。
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 (10)

1.一种小型化天线,其特征在于:所述小型化天线包括地板、与所述地板固定连接的边框、辐射结构、匹配结构以及馈电结构,所述边框垂直于所述地板设置,所述辐射结构包括第一缝隙和与所述第一缝隙垂直的第二缝隙,所述第一缝隙开设在所述地板上,所述第二缝隙开设在所述边框上,所述第一缝隙和所述第二缝隙相互贯通,所述匹配结构位于所述第二缝隙,所述馈电结构包括第一馈电部和第二馈电部,所述第一馈电部和所述第二馈电部均垂直于所述第一缝隙,且所述第一馈电部和所述第二馈电部分别设置在所述第二缝隙的两侧。
2.根据权利要求1所述的小型化天线,其特征在于:所述地板呈矩形设置,且所述地板包括长边和宽边,所述边框呈矩形状设置,且所述边框环绕并紧贴所述地板,所述第一缝隙平行设置在所述地板长边的边缘位置处,所述第二缝隙与所述地板的长边垂直,并与所述边框的长边上形成端口。
3.根据权利要求2所述的小型化天线,其特征在于:所述第一缝隙包括第一端点和第二端点,所述第一端点和所述第二端点分别位于所述第一缝隙的两端,所述第二缝隙位于所述第一端点和所述第二端点之间,所述第二缝隙与所述第一端点的距离和所述第二缝隙与所述第二端点的距离相等。
4.根据权利要求3所述的小型化天线,其特征在于:所述第一端点与所述地板的一条宽边之间的距离小于所述第二端点与所述地板的另一条宽边之间的距离。
5.根据权利要求3所述的小型化天线,其特征在于:所述第一缝隙包括第一枝节缝隙、第二枝节缝隙以及第三枝节缝隙,所述第三枝节缝隙位于所述第一馈电部和所述第二馈电部之间,所述第一枝节缝隙和所述第二枝节缝隙分别靠近所述第一端点和所述第二端点。
6.根据权利要求5所述的小型化天线,其特征在于:所述第一枝节缝隙的长度与第二枝节缝隙的长度相等,所述第一枝节缝隙的长度和所述第二枝节缝隙的长度均小于所述第三枝节缝隙的长度。
7.根据权利要求1所述的小型化天线,其特征在于:所述第一缝隙和所述第二缝隙均呈矩形状设置,且所述第一缝隙的宽度小于所述第二缝隙的宽度。
8.根据权利要求7所述的小型化天线,其特征在于:所述第一馈电部和所述第二馈电部均呈矩形状设置,且所述第一馈电部的长度和所述第二馈电部的长度均大于所述第一缝隙的宽度。
9.根据权利要求1所述的小型化天线,其特征在于:所述地板配置为FR4介质板,且在该FR4介质板上覆铜,所述边框配置为金属边框,所述第一馈电部和所述第二馈电部均配置为金属带条。
10.根据权利要求1所述的小型化天线,其特征在于:所述匹配结构配置为电容和/或电感,该电容串联在所述第二缝隙的位置处。
CN202210839417.1A 2022-07-18 2022-07-18 小型化天线 Pending CN115084853A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210839417.1A CN115084853A (zh) 2022-07-18 2022-07-18 小型化天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210839417.1A CN115084853A (zh) 2022-07-18 2022-07-18 小型化天线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115084853A true CN115084853A (zh) 2022-09-20

Family

ID=83260658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210839417.1A Pending CN115084853A (zh) 2022-07-18 2022-07-18 小型化天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115084853A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2386197C1 (ru) Модифицированная перевернутая f-антенна для беспроводной связи
US8223084B2 (en) Antenna element
KR101031052B1 (ko) 멀티밴드 안테나 컴포넌트
KR20030090716A (ko) 이중 대역 패치 및 나비넥타이형 슬롯 안테나 구조
KR100616545B1 (ko) 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나
JP2004088218A (ja) 平面アンテナ
JP2004201281A (ja) 無線lanアンテナ及びこれを具備した無線lanカード
WO2005109567A1 (en) Low profile antenna
KR20030064717A (ko) 트리플 밴드 내장형 안테나
US6864854B2 (en) Multi-band antenna
JP4021642B2 (ja) アンテナ構造及び無線装置
GB2383471A (en) High-bandwidth multi-band antenna
US7102573B2 (en) Patch antenna
KR20090080712A (ko) 광대역 평면 역에프 안테나
CN110943290B (zh) 地下通信共面波导馈电的宽带微带天线
JP2007336331A (ja) アンテナ装置
US8059042B2 (en) Shorted monopole antenna
Prakash et al. MIMO antenna for mobile terminals with enhanced isolation in LTE band
Pandey et al. Design of a compact dual band meandering line monopole antenna for WLAN 2.4/5.0 GHz applications
CN115084853A (zh) 小型化天线
CN111725609B (zh) 天线结构
CN112952384A (zh) 天线组件和电子设备
CN215418583U (zh) 微带天线
CN210838093U (zh) 一种适用于s频段pifa小型宽带微带天线
CN219350682U (zh) 一种全频段天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Country or region after: China

Address after: 215300 Room 009, No. 55, Shengchuang Road, Yushan Town, Kunshan, Suzhou, Jiangsu Province

Applicant after: KUNSHAN RUIXIANG XUNTONG COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 215300 no.1689-5 Zizhu Road, Yushan Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: KUNSHAN RUIXIANG XUNTONG COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Country or region before: China

CB02 Change of applicant information