CN201345414Y - 一种改进倒f天线及无线通信设备 - Google Patents

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CN201345414Y CNU2008202358707U CN200820235870U CN201345414Y CN 201345414 Y CN201345414 Y CN 201345414Y CN U2008202358707 U CNU2008202358707 U CN U2008202358707U CN 200820235870 U CN200820235870 U CN 200820235870U CN 201345414 Y CN201345414 Y CN 201345414Y
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Abstract

本实用新型涉及一种改进的倒F天线及无线通信设备，其主要包括面向电路板的第一导体部分，与所述第一导体相连且电连接到电路板的接地点的接地导体部分，与所述第一导体相连且电连接到电路板的馈电点的馈电导体部分，所述第一导体部分的尾部设置为螺旋状结构。本实用新型通过在第一导体部分的尾部设置螺旋状结构，使本实用新型提供的天线可以实现谐振，同时体积小，可以使较低频段的天线内置于主机中，其同时具有携带方便、外形美观的优点。

Description

一种改进倒F天线及无线通信设备
技术领域
本实用新型涉及射频天线，更具体地说，涉及一种改进的倒F天线及无线通信设备。
背景技术
当前，手持的终端通信设备已十分普及，且小型化、携带方便的通信工具越来越受到人们的喜爱。传统的手持终端的天线都是按照半波长的对称阵子模型进行设计，即天线和主机的尺寸加起来是其工作波长的一半，这样可得到较好的天线性能。但当使用的频率较低时，如400MHz，155MHz，80MHz，工作波长较长，其对应的天线就会很长，以致非常不利于携带。现有技术中通常采用将天线从中间一处弯折，直到与地面平行，也在一定程度上缩小了天线的尺寸，使天线具有较低的轮廓，即倒L型天线，参见图1a，其为现有技术中L型天线的结构示意图。
倒L天线的缺点是阻抗低，输入阻抗小，带宽窄，通常需要加入匹配电路，但匹配电路的加入，更会影响带宽，增加损耗，所以，需要用天线的自谐振来解决以上问题，在天线馈点附近引入一个接地点，可以实现天线的自谐振，实现阻抗匹配，即倒F天线(IFA)，参见图1b，其为现有技术中倒F天线的结构示意图。现有的IFA以其低轮廓的外形，被广泛的应用，但当用于例如手机，对讲机大小的终端设备时，尺寸还是较大，如468MHz民用对讲机频段，波长为640mm，即使是IFA，也不能使其体积减小到内置的程度。这样不能实现其外观上的“无线”设计，使用起来既不方便也不美观。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不能使较低频段的天线内置到主机中，使其携带不方便的缺陷，提供一种体积小、可以实现使较低频段的天线内置到主机中、携带方便、外形美观的倒F天线及无线通信设备。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种改进的倒F天线，其主要包括面向电路板的第一导体部分，与所述第一导体相连且电连接到电路板的接地点的接地导体部分，与所述第一导体相连且电连接到电路板的馈电点的馈电导体部分，且所述第一导体部分的尾部设置为螺旋状结构。
在本实用新型所述的改进倒F天线中，所述第一导体部分平行于电路板，所述接地导体部分及所述馈电导体部分均垂直于电路板，所述螺旋状结构位于所述馈电导体部分的一侧。
在本实用新型所述的改进倒F天线中，所述螺旋状结构靠近所述馈电导体部分的端部与馈电导体部分的距离大于螺旋状结构的线圈的节距。
在本实用新型所述的改进倒F天线中，所述螺旋状结构靠近所述馈电导体部分的端部与馈电导体部分的距离为螺旋状结构的线圈的节距的两倍。
在本实用新型所述的改进倒F天线中，所述螺旋状结构的线圈直径为4.5mm-6mm。
在本实用新型所述的改进倒F天线中，所述馈电点与接地点距离为8mm-10mm。
在本实用新型所述的改进倒F天线中，所述第一导体部分与电路板的距离为10mm-15mm。
在本实用新型所述的改进倒F天线中，所述螺旋状结构的螺旋长度为20-40mm。
在本实用新型所述的改进倒F天线中，所述螺旋状结构的螺旋长度为29mm。
为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种无线通信设备，其主要包括用于至少向外界发射通信信号或从外界接收通信信号的倒F天线及主机板，所述倒F天线包括：面向电路板的第一导体部分，与所述第一导体相连且电连接到电路板的接地点的接地导体部分，与所述第一导体相连且电连接到电路板的馈电点的馈电导体部分，所述第一导体部分的尾部设置为螺旋状结构。
实施本实用新型的一种改进倒F天线及无线通信设备，由于天线的面向电路板的第一导体部分的尾部设置为螺旋状结构，其结合了倒F天线及螺旋状的蝙蝠旋翼天线的优点，其缩小了天线的体积，同时螺旋状结构使其可以实现谐振，从而可以将较低频段的天线内置到主机中、实现通信设备无线化，携带方便且外形美观。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1a是现有技术中L型天线的结构示意图；
图1b是现有技术中倒F天线的结构示意图；
图2是本实用新型改进倒F天线内置于主机中的一实施例的结构示意图；
图3是本实用新型一实施例的辐射方向图；
图4是本实用新型一实施例的阻抗曲线图。
具体实施方式
本实用新型主要针对现有技术的天线不能实现在较低频段时进行内置的缺陷而提供了一种改进的倒F天线。这种天线是结合了IFA天线和蝙蝠旋翼天线(Helix天线)的特点，将IFA天线的水平部分的辐射臂以螺旋的形式代替现有的直线形式。
参见图2，其为本实用新型改进倒F天线内置于主机中的一实施例的结构示意图。在主机板4的上端设置有倒F天线，同时天线与主机板4均内置于外壳内。倒F天线包括面向主机板4的电路板的第一导体部分1、沿电路板的馈电点处延伸的与第一导体部分1垂直的相电连接的馈电导体部分3、及与所述第一导体相连且电连接到电路板的接地点的接地导体部分2。所述第一导体部分1平行于电路板，所述接地导体部分2及所述馈电导体部分3均垂直于电路板。
而且，所述第一导体部分1的位于馈电导体部分3的一侧的尾部设置为螺旋状结构11。该螺旋状结构11可以实现天线的谐振。螺旋线圈的规格对天线带宽及阻抗均有影响。在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波，电压驻波VSWR反映天线中正向波与反射波的情况，VSWR＝(1+Γ)/(1-Γ)，Γ是反射系数：Γ＝(ZL-Z0)/(ZL+Z0)，其中，ZL为负载阻抗，Z0为特性阻抗。例如，VSWR＝2∶1时，反射系数Γ＝1/3，即有1/3的电压被反射回去。本实用新型实施例中，天线高度，即所述第一导体部分1与电路板的距离为15mm，宽为40mm时，VSWR＜2.5，其匹配良好；若天线高度为10mm，则VSWR＜4.0，优选的，天线高度为10mm-15mm。
螺旋状结构11的尺寸会影响天线的带宽及增益。其螺旋部分的线圈直径通常为5mm，当其直径为6mm，则其会增加天线带宽，同时会降低天线的增益；当其直径为4mm，则其会降低带宽，增益不会增加，优选地，线圈的直径为4.5mm至6mm。
天线的螺旋部分离馈电导体部分有一小段的距离，这个距离不能太近，所以，优选地，螺旋状结构11靠近馈电导体部分的端部与馈电导体部分3的距离大于螺旋状结构11的线圈的节距；更优选地，螺旋状结构11靠近馈电导体部分的端部与馈电导体部分3的距离为螺旋状结构11的线圈的节距的两倍。
天线的第一导体部分的螺旋状结构11的螺旋长度是决定天线的带宽的重要参数，所以螺旋长度要比较长，但如果天线的整体长度，即第一导体部分的水平长度超过主机的宽度，则其会产生最大增益方向的偏移，天线的整体长度不宜超过主机的宽度。螺旋长度为20mm时，10MHz带宽内的VSWR＜2.5；当长度为28mm时，10MHz带宽内的VSWR＜2.0；当长度为36.6mm时，10MHz带宽内的VSWR＜1.6，其为比较理想的情况。优选的，螺旋状结构11的螺旋长度为20-40mm，更优选地，螺旋状结构11的螺旋长度为29mm。例如，主机宽如果为42mm，则馈点与接地点距离约为9mm，馈点与螺旋状结构相距4mm。优选的，馈电点与接地点距离为8mm-10mm。本实用新型提供的螺旋状的螺旋状结构11与现有技术中的Helix天线规律相似，此处不再详述。
参见图3至图4，图3是本实用新型一实施例的辐射方向图；图4是本实用新型一实施例的阻抗曲线图。由图3可知，本实用新型提供的天线的最大增益为0dbi，其方向图反映其达到传统的全向天线的性能。优选地，可在其电路中加入匹配电路或将螺旋状结构11采用片状螺旋结构，以增加其在超高频段(UHF)的带宽。
由于天线与主机的尺寸加起来为工作波长的一半，所以本实用新型提供的倒F天线可以大大缩短天线的长度以应用在多种终端通信设备上，如手机、对讲机等。其可以实现通信设备外形上的无线化。本实用新型除了缩小天线体积，同时也利用了螺旋结构的谐振特性，从而实现了将较低频段的天线内置到主机中，使通信设备携带更加方便、外形更加美观；同时，该天线具有尺寸小、增益高、带宽宽、一致性好、成本低等的优点。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1、一种改进倒F天线，包括：面向电路板的第一导体部分(1)，与所述第一导体相连且电连接到电路板的接地点的接地导体部分(2)，与所述第一导体相连且电连接到电路板的馈电点的馈电导体部分(3)，其特征在于，所述第一导体部分(1)的尾部设置为螺旋状结构(11)。
2、根据权利要求1所述的改进倒F天线，其特征在于，所述第一导体部分(1)平行于电路板，所述接地导体部分(2)及所述馈电导体部分(3)均垂直于电路板，所述螺旋状结构(11)位于所述馈电导体部分(3)的一侧。
3、根据权利要求1所述的改进倒F天线，其特征在于，所述螺旋状结构(11)靠近所述馈电导体部分的端部与馈电导体部分(3)的距离大于螺旋状结构(11)的线圈的节距。
4、根据权利要求3所述的改进倒F天线，其特征在于，所述螺旋状结构(11)靠近所述馈电导体部分的端部与馈电导体部分(3)的距离为螺旋状结构(11)的线圈的节距的两倍。
5、根据权利要求1至4中任一项所述的改进倒F天线，其特征在于，所述螺旋状结构(11)的线圈直径为4.5mm-6mm。
6、根据权利要求1至4中任一项所述的改进倒F天线，其特征在于，所述馈电点与接地点距离为8mm-10mm。
7、根据权利要求1至4中任一项所述的改进倒F天线，其特征在于，所述第一导体部分(1)与电路板的距离为10mm-15mm。
8、根据权利要求1至4中任一项所述的改进倒F天线，其特征在于，所述螺旋状结构(11)的螺旋长度为20-40mm。
9、根据权利要求8所述的改进倒F天线，其特征在于，所述螺旋状结构(11)的螺旋长度为29mm。
10、一种无线通信设备，包括用于至少向外界发射通信信号或从外界接收通信信号的倒F天线及主机板(4)，其特征在于，所述倒F天线包括：面向电路板的第一导体部分(1)，与所述第一导体相连且电连接到电路板的接地点的接地导体部分(2)，与所述第一导体相连且电连接到电路板的馈电点的馈电导体部分(3)，所述第一导体部分(1)的尾部设置为螺旋状结构(11)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017113096A1 (zh) * 2015-12-29 2017-07-06 海能达通信股份有限公司 一种多频段天线及通讯装置
CN110233330A (zh) * 2019-05-10 2019-09-13 电子科技大学 一种基于结构复用的三频共口径天线

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