CN116581547A - 一种WiFi6E天线和终端 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种WiFi6E天线和终端，涉及天线技术领域，WiFi6E天线包括基板和辐射部，基板具有沿厚度方向相对的第一面和第二面、沿长度方向相对的第一端和第二端，在基板的第一面设有接地部；辐射部设置在基板的第一面，辐射部包括第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片，第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片沿基板的第一端向第二端的方向依次间隔设置在接地部与基板的第二端之间，第一辐射片和接地部分别与导线电连接，第一辐射片和第二辐射片之间通过第一连接部电连接，第二辐射片和第三辐射片之间通过第二连接部电连接。本申请的WiFi6E天线结构简化，天线具有水平全向特性和备宽带特性。
Description
技术领域
本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种WiFi6E天线和终端。
背景技术
WiFi天线在移动通讯中占有极其重要的地位，随着社会高速发展，更快的网络速度，更好的网络承载，更低的网络延迟以及更低的功耗等已经成为现代生活对于WiFi天线的要求。
WiFi6(802.11ax)是WiFi技术的最新标准，是在上一代WiFi5(802.11ac)标准的基础上进行改进的，主要是为了在拥有大量设备的环境中提高网速、提高传输效率并减少网络拥堵。与之前几代WiFi天线相比，WiFi6同时支持2.4GHz和5GHz频段，WiFi6理论吞吐量最高可达9.6Gbps、支持完整版的MU-MIMO、支持OFDMA技术并能通过TWT机制让慢速设备不再长时间占用带宽等。而WiFi6E在WiFi6的基础上还增加了6GHz频段(5925-7125MHz)6GHz频段范围包含7个160MHz信道、14个80MHz信道、29个40MHz信道、60个20MHz信道，可以让用户有更多的选择，减少互相之间的信号干扰，无线传输能力大大增加。
因此，高性能的WiFi6E天线也成为WiFi天线研究的方向。
发明内容
本申请的目的在于提供一种WiFi6E天线，用于提升WiFi6E天线通讯性能。
本申请的目的采用以下技术方案实现：
一种WiFi6E天线，包括：
基板，所述基板具有沿厚度方向相对的第一面和第二面，所述基板具有沿长度方向相对的第一端和第二端，在所述基板的第一面设置有接地部，所述接地部靠近所述基板的第一端；
辐射部，所述辐射部设置在所述基板的第一面，所述辐射部包括第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片，所述第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片沿所述基板的第一端向第二端的方向依次间隔设置在接地部与所述基板的第二端之间，所述第一辐射片和接地部分别与导线电连接，所述第一辐射片和第二辐射片之间通过第一连接部电连接，所述第二辐射片和第三辐射片之间通过第二连接部电连接。
在一些实施方式中，所述基板长度为40-50mm、宽度为10-20mm、厚度为0.1-0.2mm，所述接地部和所述辐射部为铜层，所述铜层厚度为0.02-0.03mm。
在一些实施方式中，所述第一辐射片上设置有馈电焊盘，所述接地部上设置有接地焊盘，所述导线是射频线，馈电焊盘和接地焊盘分别与射频线一端电连接，所述射频线另一端与IPEX接头电连接，所述第一辐射片与所述接地部间隔0.5-2mm。
在一些实施方式中，所述第一辐射片包括第一辐射主体和两个第一枝节，所述第一辐射主体沿所述基板的宽度方向的两端上分别设置有一个向所述基板的第二端延伸的第一枝节。
在一些实施方式中，两个所述第一枝节关于第一辐射主体的中心呈对称结构，且通过两个对称的所述第一枝节形成天线6GHz频段的谐振。
在一些实施方式中，所述第一辐射主体的长度为10-20mm、宽度为1-2mm，所述第一枝节的长度为2-4mm、宽度为1-2mm。
在一些实施方式中，所述第一连接部为矩形结构，所述第一连接部的长度为6-8mm，宽度为4-6mm，所述第一连接部的长度用于调整5150-5850MHz的谐振，所述第一连接部的宽度用于调整5925-7125MHz频段的谐振。
在一些实施方式中，所述第二辐射片包括第二辐射主体和两个第二枝节，所述第二辐射主体沿所述基板的宽度方向的两端上分别设置有一个向所述基板的第二端延伸的第二枝节。
在一些实施方式中，两个所述第二枝节关于第二辐射主体的中心呈对称结构，且通过两个对称的所述第二枝节调整天线5150-5850MHz频段的谐振。
在一些实施方式中，所述第二辐射片的至少拐角为对直角拐角进行斜切处理后的结构，斜切处理后的所述第二辐射片为多边形结构，所述多边形结构关于所述基板的中心线呈对称结构。
在一些实施方式中，所述第三辐射片为两个邻角为直角的五边形单极天线结构并用于调整2400-2500MHz频段的谐振，所述第三辐射片的顶角连接所述第二连接部。
在一些实施方式中，所述第二连接部为一段微带线，并通过调整微带线的长度与宽度调整2400-2500MHz频段的谐振频率。
在一些实施方式中，所述WiFi6E天线可用于终端。
与现有技术相比，本申请的有益效果至少包括：
本申请测试结果来看，本申请WiFi6E天线的三个辐射片的设计对应了WiFi6E天线的三个工作频段，可以独立调整各辐射片的尺寸以调节对应天线频段的同时不会明显影响其他频段，WiFi6E天线的性能高，天线辐射部的设计进一步采用良好对称性设计，进一步提高了WiFi6E天线的辐射全向性，从而提高了WiFi6E天线的性能。
进一步地，天线VSWR小于1.5，效率大于70％，增益大于2dBi，天线具有水平全向特性和备宽带特性，天线性能好。
进一步地，本申请天线尺寸小，结构简化、加工容易且生产成本低。
附图说明
图1是本申请实施例的WiFi6E天线的整体正面结构示意图；
图2是本申请图1部分结构示意图；
图3是本申请实施例的第二辐射片拐角斜切之前结构示意图；
图4是本申请实施例的WiFi6E天线的电压驻波比测试图；
图5是本申请实施例的WiFi6E天线的回波损耗测试图；
图6是本申请实施例的WiFi6E天线的2.4-2.5GHz天线效率测试图；
图7是本申请实施例的WiFi6E天线的5.15-5.85GHz天线效率测试图；
图8是本申请实施例的WiFi6E天线的5.925-7.125GHz天线效率测试图；
图9是本申请实施例的WiFi6E天线的2.4-2.5GHz天线增益测试图；
图10是本申请实施例的WiFi6E天线的5.15-5.85GHz天线增益测试图；
图11是本申请实施例的WiFi6E天线的5.925-7.125GHz天线增益测试图；
图12是本申请实施例的WiFi6E天线的2.45GHz水平面内的辐射方向图；
图13是本申请实施例的WiFi6E天线的5.55GHz水平面内的辐射方向图；
图14是本申请实施例的WiFi6E天线的6.55GHz水平面内的辐射方向图；
图15是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的电压驻波比测试图；
图16是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的2.4-2.5GHz天线效率测试图；
图17是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的5.15-5.85GHz天线效率测试图；
图18是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的5.925-7.125GHz天线效率测试图；
图19是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的2.4-2.5GHz天线增益测试图；
图20是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的5.15-5.85GHz天线增益测试图；
图21是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的5.925-7.125GHz天线增益测试图；
图22是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的2.45GHz水平面内的辐射方向图；
图23是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的5.55GHz水平面内的辐射方向图；
图24是本申请实施例使用ABS材料基板的WiFi6E天线的6.55GHz水平面内的辐射方向图；
图25本申请实施例的WiFi6E天线的第一连接部长和宽变化对应电压驻波比测试图；
图26本申请实施例的WiFi6E天线的第二枝节长和宽变化对应电压驻波比测试图；
图27本申请实施例的WiFi6E天线的天线斜切后对应电压驻波比测试图；
图28本申请实施例的WiFi6E天线的微带线长和宽变化对应电压驻波比测试图；
图中：100、基板；200、射频线；300、IPEX接头；10、第一辐射片；11、第一辐射主体；12、第一枝节；20、第二辐射片，21、第二辐射主体，22、第二枝节，30、第三辐射片；40、第一连接部；50、第二连接部；60、接地部；70、馈电焊盘；80、接地焊盘。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
本申请中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本申请保护范围内。
如图1、图2和图3所示，本申请提供一种WiFi6E天线，包括：基板100和辐射部，还可以进一步包括IPEX接头300和射频线200。
具体的，所述基板100具有沿X轴方向的第一边和第二边，基板100具有沿Y轴方向的第一端和第二端，基板100具有沿厚度方向相对的第一面和第二面，其中，第一面为基板100的正面，第二面为基板100的背面，基板100的第一边朝向第二边的方向是基板100的宽度方向，基板100的第一端朝向第二端的方向是基板100的长度方向，基板100的第一面朝向第二面的方向是基板100的厚度方向，基板100可以是柔性电路板(FPC)，材质可以是已知的绝缘材质。
在天线100第一面设置有接地部60，接地部60靠近所述基板100的第一端，作为本申请的一种优选方式，本申请的接地部60为一矩形结构，接地部60的一边和基板100第一端重合，垂直于这一边的接地部60的两边与基板100第一边和第二边重合，接地部60的第四边沿Y轴方向延伸，在与接地部60相隔0.5-2mm处设置有辐射部，作为本申请的一种优选方式，本申请接地部60和辐射部之间间距为1mm。
本申请的辐射部设置在所述基板100的第一面，所述辐射部包括第一辐射片10、第二辐射片20和第三辐射片30，所述第一辐射片10、第二辐射片20和第三辐射片30沿所述Y轴方向依次间隔且设置在接地部60与所述基板100的第二端之间。
具体的，所述第一辐射片10与所述接地部60间隔0.5-2mm，作为本申请的一种优选方式，所述第一辐射片10与所述接地部60间隔1mm，所述第一辐射片10和接地部60分别与导线电连接，但第一辐射片10和接地部60相互绝缘，作为本申请的一种优选方式，导线是射频线200，射频线200的长度为13mm，射频线200具有相互绝缘的不同线体，第一辐射片10电连接其中一个线体，接地部60电连接其中另一个线体。所述第一辐射片10和第二辐射片20之间通过第一连接部40电连接，所述第二辐射片20和第三辐射片30之间通过第二连接部50电连接。
作为示例，本申请的接地部60、第一辐射片10、第二辐射片20、第三辐射片30、第一连接部40和第二连接部50均为铜层，可以通过金属覆膜方式，先在基板100上形成覆盖全部第一面的铜膜，再通过刻蚀或物理去除等方式形成各功能部，采用上述结构和方法，接地部60、第一辐射片10、第二辐射片20、第三辐射片30、第一连接部40和第二连接部50结构简化、加工容易，因此本申请生产成本低，本申请的铜层厚度为0.02-0.03mm，作为本申请的一种优选方式，本申请的铜层厚度为0.0254mm，即，25.4μm。
在一些实施例中，采用上述结构的接地部60、第一辐射片10、第二辐射片20、第三辐射片30、第一连接部40和第二连接部50，WiFi6E天线不仅具有较佳的性能，而且可以显著减小尺寸，本申请基板100的长度，即，沿Y轴方向的距离为40-50mm，宽度，即，沿X轴方向的距离为10-20mm，厚度为0.1-0.2mm，作为本申请的一种优选方式，本申请基板100长度为45mm、宽度为15mm、厚度为0.14mm，由此，形成一种小尺寸、高新能的WiFi6E天线。
在一些实施例中，所述第一辐射片10上设置有馈电焊盘70，所述接地部60上设置有接地焊盘80，导线是射频线200，馈电焊盘70和接地焊盘80分别与射频线200一端电连接，具体的，射频线200可以包括相互绝缘的线芯和屏蔽层，馈电焊盘70与线芯电性连接，和/或，接地焊盘80与屏蔽层电性连接，屏蔽层能够导电，射频线200为现有技术，具体结构本申请不做图示说明，射频线200另一端与IPEX接头300电连接。
在一些实施例中，所述第一辐射片10包括一第一辐射主体11和两个第一枝节12，其中，所述第一辐射主体11沿X轴方向的两端上分别设置有一个向Y轴方向延伸的第一枝节12，其中，两个所述第一枝节12关于第一辐射主体11的中心呈对称结构，作为本申请的一种优选方式，两个所述第一枝节12关于第一辐射主体11的中心轴，即Y轴方向呈对称结构，且通过两个对称的所述第一枝节12形成天线6GHz频段(5925-7125MHz)的谐振。具体的，本申请的第一辐射主体11的长度(沿X轴方向)为10-20mm、宽度(沿Y轴方向)为1-2mm，所述第一枝节12的长度(沿Y轴方向)为2-4mm、宽度(沿X轴方向)为1-2mm。作为本申请的一种优选方式，本申请的第一辐射主体11的长度(沿X轴方向)为15mm、宽度(沿Y轴方向)为1.5mm，第一辐射主体11的长度的两端与基板100的两个侧边齐平，所述第一枝节12的长度(沿Y轴方向)为3mm、宽度(沿X轴方向)为1.5mm。本申请的第一辐射片10采用偶极子的形式，通过调整对称的第一枝节12的长度(沿Y轴方向)和宽度(沿X轴方向)可以调整谐振频率与带宽，即第一枝节12越长，谐振频率越低，这样设计可以定量地调节5925-7125MHz的谐振，减小天线尺寸。
在一些实施例中，所述第一连接部40为矩形结构，所述第一连接部40的长度(沿X轴方向)为6-8mm，宽度(沿Y轴方向)为4-6mm，所述第一连接部40的长度可以用于调整5150-5850MHz的谐振，所述第一连接部(40)的宽度可以用于调整5925-7125MHz频段的谐振。如图25所示，当减小第一连接部40的长度时，5150-5850MHz的谐振会向高频移动，相反地，增加第一连接部40的长度时，谐振会向低频频移动；同样地，增加第一连接部40的宽度时，谐振会向低频频移动，减小第一连接部40的宽度时，5925-7125MHz的谐振会向高频移动。作为本申请的一种优选方式，本申请第一连接部40的长度(沿X轴方向)为7mm，宽度(沿Y轴方向)为5mm。作为本申请的一种优选方式，本申请第一连接部40的中心轴(沿Y轴方向)与第一辐射主体11的中心轴(沿Y轴方向)是重合的。
在一些实施例中，所述第二辐射片20包括第二辐射主体21和两个第二枝节22，所述第二辐射主体21沿所述基板100的宽度方向(沿X轴方向)的两端上分别设置有一个向所述基板100的第二端(沿Y轴方向)延伸的第二枝节22。两个所述第二枝节22关于第二辐射主体21的中心呈对称结构，即，两个所述第二枝节22关于第二辐射主体21的中心轴(沿Y轴方向)呈对称结构，且通过两个对称的所述第二枝节22调整天线5150-5850MHz频段的谐振见图26，可以通过减小第二枝节22的长度来将5150-5850MHz的谐振向高频移动。本申请第二辐射片20是偶极子形式，可以通过调整第二枝节22长度(沿Y轴方向)与宽度(沿X轴方向)来调整天线的谐振频率与带宽见图26，将第二枝节22的长度或宽度增加，天线相应的谐振频段将向低频移动，从而减小了天线尺寸。
在一些实施例中，如图3所示，本申请的第二辐射主体21和第二枝节22均为类矩形结构，第二辐射主体21和第二枝节22均包含多个拐角，作为本申请的一种优选方式，本申请的第二辐射主体21的靠近第一辐射片10的两个直角拐角进行斜切处理，第二枝节22的靠近第三辐射片30的一个拐角进行斜切处理，斜切处理后的所述第二辐射片20为十边形结构，十边形结构关于所述基板100的中心线(沿Y轴方向)呈对称结构，参考图2中的第二辐射片20。作为本申请的一种优选方式，进行斜切处理后的第二辐射片20靠近所述基板100第一端的一边的长度(沿X轴方向)与第一连接部40的长度(沿X轴方向)相等且均为7mm。对直角拐角进行斜切处理后，第二辐射片20能够进一步拓宽天线的谐振宽度见图27，与斜切前相比，天线斜切后天线的5150-5850MHz频段带宽明显拓宽了。
在一些实施例中，本申请第三辐射片30为两个邻角为直角的五边形单极天线结构并用于调整2400-2500MHz频段的谐振，第三辐射片30的两个直角与基板100第二端的两个直角重合，第三辐射片30的顶角(沿Y轴负方向)连接所述第二连接部50，且整个第三辐射片30为轴对称(沿Y轴方向)结构。通过五边形单极天线结构这样的设计能够提高天线的带宽。
在一些实施例中，第二连接部50为一段微带线，其中，微带线的长度(沿Y轴方向)与宽度(沿X轴方向)可以用来调整2400-2500MHz频段的谐振频率见图28，当微带线长度减小或宽度减小时，天线2400-2500MHz频段的谐振明显向高频移动，而与之相反的是当长度或宽度增加时，谐振向低频移动。
在一些实施例中，本申请的天线结构可以用于通讯终端，如可以用于音频、视频、多媒体或数据终端，具体的，如可以用于车载天线等形式。
如图4至图14所示，本申请的测试结果来看，WiFi6E天线的VSWR小于1.5，效率大于70％，增益大于2dBi，且具有良好的全向性。
如图15至图24所示，本申请的测试结果来看，本申请的基板100使用ABS(丙烯腈、1，3-丁二烯、苯乙烯三种单体的接枝共聚物)材料时，WiFi6E天线仍有较好性能。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下，在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本申请权利要求的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种WiFi6E天线，其特征在于，包括：
基板(100)，所述基板(100)具有沿厚度方向相对的第一面和第二面，所述基板(100)具有沿长度方向相对的第一端和第二端，在所述基板(100)的第一面设置有接地部(60)，所述接地部(60)靠近所述基板(100)的第一端；
辐射部，所述辐射部设置在所述基板(100)的第一面，所述辐射部包括第一辐射片(10)、第二辐射片(20)和第三辐射片(30)，所述第一辐射片(10)、第二辐射片(20)和第三辐射片(30)沿所述基板(100)的第一端向第二端的方向依次间隔设置在接地部(60)与所述基板(100)的第二端之间，所述第一辐射片(10)和接地部(60)分别与导线电连接，所述第一辐射片(10)和第二辐射片(20)之间通过第一连接部(40)电连接，所述第二辐射片(20)和第三辐射片(30)之间通过第二连接部(50)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：所述基板(100)长度为40-50mm、宽度为10-20mm、厚度为0.1-0.2mm，所述接地部(60)和所述辐射部为铜层，所述铜层厚度为0.02-0.03mm。
3.根据权利要求1所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：所述第一辐射片(10)上设置有馈电焊盘(70)，所述接地部(60)上设置有接地焊盘(80)，所述导线是射频线(200)，所述馈电焊盘(70)和接地焊盘(80)分别与射频线(200)一端电连接，所述射频线(200)另一端与IPEX接头(300)电连接，所述第一辐射片(10)与所述接地部(60)间隔0.5-2mm。
4.根据权利要求1或3所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：所述第一辐射片(10)包括第一辐射主体(11)和两个第一枝节(12)，所述第一辐射主体(11)沿所述基板(100)的宽度方向的两端上分别设置有一个向所述基板(100)的第二端延伸的第一枝节(12)。
5.根据权利要求4所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：两个所述第一枝节(12)关于第一辐射主体(11)的中心呈对称结构，且通过两个对称的所述第一枝节(12)形成天线6GHz频段的谐振。
6.根据权利要求4所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：所述第一辐射主体(11)的长度为10-20mm、宽度为1-2mm，所述第一枝节(12)的长度为2-4mm、宽度为1-2mm。
7.根据权利要求1所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：所述第一连接部(40)为矩形结构，所述第一连接部(40)的长度为6-8mm，宽度为4-6mm，所述第一连接部(40)的长度用于调整5150-5850MHz的谐振，所述第一连接部(40)的宽度用于调整5925-7125MHz频段的谐振。
8.根据权利要求1所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：所述第二辐射片(20)包括第二辐射主体(21)和两个第二枝节(22)，所述第二辐射主体(21)沿所述基板(100)的宽度方向的两端上分别设置有一个向所述基板(100)的第二端延伸的第二枝节(22)。
9.根据权利要求8所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：两个所述第二枝节(22)关于第二辐射主体(21)的中心呈对称结构，且通过两个对称的所述第二枝节(22)调整天线5150-5850MHz频段的谐振。
10.根据权利要求1或8所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：所述第二辐射片(20)的至少拐角为对直角拐角进行斜切处理后的结构，斜切处理后的所述第二辐射片(20)为多边形结构，所述多边形结构关于所述基板(100)的中心线呈对称结构。
11.根据权利要求1所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：所述第三辐射片(30)为两个邻角为直角的五边形单极天线结构并用于调整2400-2500MHz频段的谐振，所述第三辐射片(30)的顶角连接所述第二连接部(50)。
12.根据权利要求1所述的一种WiFi6E天线，其特征在于：所述第二连接部(50)为一段微带线，并通过调整微带线的长度与宽度调整2400-2500MHz频段的谐振频率。
13.一种终端，其特征在于，该终端设置有如权利要求1-12中任一项所述的WiFi6E天线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310539920.XA CN116581547A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 一种WiFi6E天线和终端 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310539920.XA CN116581547A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 一种WiFi6E天线和终端 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116581547A true CN116581547A (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=87540717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310539920.XA Pending CN116581547A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 一种WiFi6E天线和终端 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116581547A (zh) |
-
2023
- 2023-05-15 CN CN202310539920.XA patent/CN116581547A/zh active Pending
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Legal Events
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