CN203503784U

CN203503784U - 一种宽频带pcb天线

Info

Publication number: CN203503784U
Application number: CN201320605264.0U
Authority: CN
Inventors: 许佐云; 唐江华
Original assignee: Guangzhou Chuan Jin Telecom Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Chuan Jin Telecom Technology Co Ltd
Priority date: 2013-09-28
Filing date: 2013-09-28
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2023-09-28

Abstract

本实用新型提出了一种宽频带PCB天线，包括长方体状的PCB板，PCB板包括正面板和背面板；正面板上设有第一辐射面，背面板上设有第二辐射面，第一辐射面包括第一接地端和第一阵子，第二辐射面包括第二接地端和第二阵子，所述第一接地端和第二接地端位于所述PCB板的一端，所述PCB板的一端设有用于将所述第一接地端、第二接地端与第二阵子连接导通的沉铜孔，所述沉铜孔为通孔，在所述第一辐射面上靠近所述沉铜孔的位置设有馈电点，所述馈电点将所述第一阵子和第二阵子在靠近所述沉铜孔的底部馈电形成两组不对称的半波振子。实施本实用新型的宽频带PCB天线，具有以下有益效果：频带较宽、阻抗匹配较好、能满足多频段运营商需求。

Description

一种宽频带PCB天线

技术领域

本实用新型涉及终端天线领域，特别涉及一种宽频带PCB天线。

背景技术

目前市场上现有的PCB板天线的频带多数是900/1800MHz（890-960/1710-1880 MHz）频段，其频带较窄，不能满足CDMA（824-896 MHz）系统、3G（1920-2170 MHz）系统和WIFI（2400-2483 MHz）系统等多频段运营商的需求，缺乏市场竞争力。少部分PCB板天线的频带能从824-960/1710-2170MHZ，但是驻波比往往很差，其驻波比达到了3.0左右，天线在设备上的使用接收效果很差，很难满足当今电信运营商在不同频段的需求。此外，现有的PCB板天线的阻抗匹配较差，需要在PCB板天线上面的传输线上重新匹配调试，增加了天线的调试时间。

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频带较窄、阻抗匹配较差、不能满足多频段运营商需求的缺陷，提供一种频带较宽、阻抗匹配较好、能满足多频段运营商需求的宽频带PCB天线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种宽频带PCB天线，包括长方体状的PCB板，所述PCB板包括正面板和背面板；所述正面板上设有第一辐射面，所述背面板上设有第二辐射面，所述第一辐射面包括第一接地端和第一阵子，所述第二辐射面包括第二接地端和第二阵子，所述第一接地端和第二接地端位于所述PCB板的一端，所述PCB板的一端设有用于将所述第一接地端、第二接地端与第二阵子连接导通的沉铜孔，所述沉铜孔为通孔，在所述第一辐射面上靠近所述沉铜孔的位置设有馈电点，所述馈电点将所述第一阵子和第二阵子在靠近所述沉铜孔的底部馈电形成两组不对称的半波振子。

在本实用新型所述的宽频带PCB天线中，所述第一阵子包括第一U型阵子、第一弯形阵子和第一直线阵子；所述第一U型阵子位于最外层，所述第一U型阵子的开口方向靠近所述第一弯形阵子，所述第一直线阵子的一端与所述馈电点连接，另一端穿过第一U型阵子的中心位置后与所述第一弯形阵子的一端连接，所述第一直线阵子的长度方向与所述PCB板的长度方向平行；所述第一U型阵子处在高频段。

在本实用新型所述的宽频带PCB天线中，所述第二阵子包括第二U型阵子和第二直线阵子；所述第二直线阵子的一端与所述第二接线端连接，另一端与所述第二U型阵子的中心位置连接，所述第二U型阵子的开口方向靠近所述第二接地端，所述第二直线阵子的长度方向与所述PCB板的长度方向平行；所述第二U型阵子处在高频段。

在本实用新型所述的宽频带PCB天线中，所述第二阵子还包括位于所述第二U型阵子和第二直线阵子之间的U型匹配线，所述U型匹配线的开口方向与所述第二U型阵子的开口方向一致。

在本实用新型所述的宽频带PCB天线中，所述U型匹配线的两端分别连接有弯曲匹配线。

在本实用新型所述的宽频带PCB天线中，所述第一U型阵子的传输线的长度小于所述第二U型阵子的传输线的长度，所述第二U型阵子的长度为高频段的四分之一波长的长度。

在本实用新型所述的宽频带PCB天线中，所述第一直线阵子包括第一直线阵子单元和第二直线阵子单元，所述第一直线阵子单元的一端与所述馈电点连接，另一端与所述第二直线阵子单元的一端连接，所述第二直线阵子单元的另一端与所述第一弯形阵子的一端连接，所述第一直线阵子单元和第二直线阵子单元的连接点位于所述第一U型阵子的中心位置；所述第一直线阵子单元的宽度小于所述第二直线阵子单元的宽度。

在本实用新型所述的宽频带PCB天线中，所述第一直线阵子单元、第二直线阵子单元和第一弯形阵子的长度之和为低频段的四分之一波长的长度。

在本实用新型所述的宽频带PCB天线中，所述第二接地端、第二直线阵子、U型匹配线以及弯曲匹配线的传输线的长度之和为低频段的四分之一波长的长度。

在本实用新型所述的宽频带PCB天线中，所述第一弯形阵子的传输线的宽度分别小于所述第一直线阵子单元的传输线的宽度，所述第一直线阵子单元的传输线的宽度小于所述第一U型阵子的传输线的宽度。

实施本实用新型的宽频带PCB天线，具有以下有益效果:由于正面板上设有第一辐射面，背面板上设有第二辐射面，第一辐射面包括第一接地端和第一阵子，第二辐射面包括第二接地端和第二阵子，所述PCB板的一端设有用于将所述第一接地端、第二接地端与第二阵子连接导通的沉铜孔，在第一辐射面上靠近所述沉铜孔的位置设有馈电点，馈电点将所述第一阵子和第二阵子在靠近沉铜孔的底部馈电形成两组不对称的半波振子，所以其能扩展频带，同时由于在靠近沉铜孔的底部馈电，既改变了天线的电感和电容，又增加了传输线的长度，同时在阻抗的匹配方面也起到了耦合谐振的作用，所以其阻抗匹配较好、能满足多频段运营商需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型宽频带PCB天线一个实施例中的正面板的结构示意图；

图2是所述实施例中宽频带PCB天线的背面板的结构示意图；

图3是所述实施例中宽频带PCB天线测试的水平面方向图；

图4是所述实施例中宽频带PCB天线测试的垂直面方向图；

图5是所述实施例中宽频带PCB天线测试的驻波图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型宽频带PCB天线实施例中，该宽频带PCB天线包括长方体状的PCB板，PCB板包括正面板和背面板。本实施例中的宽频带PCB板天线是由厚度1mm的FR4普通双面型板制作而成，长度在92-101mm之间，宽度在12.3-14.5mm之间，当然，在其他实施例中，根据具体情况可相应调整PCB板天线的长度和宽度。图1为本实施例中正面板的结构示意图，图2为本实施例中背面板的结构示意图。如图1和图2所示，正面板上设有第一辐射面，背面板上设有第二辐射面，第一辐射面与第二辐射面里面的传输线路构成两组不对称的半波振子。第一辐射面包括第一接地端11和第一阵子，第二辐射面包括第二接地端21和第二阵子，第一接地端11和第二接地端21位于PCB板的一端，PCB板的一端设有用于将第一接地端11、第二接地端与第二阵子连接导通的沉铜孔01，沉铜孔01为通孔，也就是导通孔，具体使PCB板天线正面板的接地块和背面板的四分之一波长的振子能有效的连接导通。

传统的馈电方法是半波振子的馈电点在半波长的中间馈电，即在四分之一波长处的一端接芯线，在四分之一波长处的另一端接地，从而构成一个完整天线的半波对称振子，本实施例中，采用的馈电方法是在第一辐射面上靠近沉铜孔01的位置设有馈电点12，馈电点12将第一阵子和第二阵子在靠近沉铜孔01的底部馈电形成两组不对称的半波振子，所以其既改变了天线的电感和电容，增加了传输线的长度，同时在阻抗匹配方面也起到了耦合谐振的作用。

本实施例中，第一阵子包括第一U型阵子14、第一弯形阵子15和第一直线阵子；第一直线阵子包括第一直线阵子单元131和第二直线阵子单元132，第一U型阵子14位于最外层，第一U型阵子14的开口方向靠近第一弯形阵子15，第一直线阵子的一端与馈电点连接，另一端穿过第一U型阵子14的中心位置后与第一弯形阵子15的一端连接，第一直线阵子的长度方向与PCB板的长度方向平行。此外，第一弯形阵子15利用传输线弯形设计法，可以在有效的空间内达到较好的电性能指标，可弥补传输线因在有限空间内长度的不足，既可增加带宽，又可在阻抗匹配方面起到耦合谐振的作用。

本实施例中，第一直线阵子单元131的一端与馈电点12连接，另一端与第二直线阵子单元132的一端连接，第二直线阵子单元132的另一端与第一弯形阵子15的一端连接，第一直线阵子单元131和第二直线阵子单元132的连接点位于第一U型阵子14的中心位置。

本实施例中，第二阵子包括第二U型阵子23和第二直线阵子22；第二直线阵子22的一端与第二接线端21连接，另一端与第二U型阵子23的中心位置连接，第二U型阵子23的开口方向靠近第二接地端21，第二直线阵子22的长度方向与PCB板的长度方向平行。第二阵子还包括位于第二U型阵子23和第二直线阵子22之间的U型匹配线24，U型匹配线24的开口方向与第二U型阵子23的开口方向一致。第二U型阵子23的两端分别连接有弯曲匹配线25。弯曲匹配线25利用传输线弯形设计法，可以在有效的空间内达到较好的电性能指标，可弥补传输线因在有限空间内长度的不足，既可增加带宽，又可在阻抗匹配方面起到耦合谐振的作用。采用在第二振子里面加U型匹配线24的做法，不但能增加低频段的传输线的长度，拓展带宽，同时在阻抗匹配方面也起到了谐振耦合的作用。

本实施例中，第一U型阵子14和第二U型阵子23处在高频段，其控制着1710-2700MHz频段，第一辐射面中除去第一U型阵子14之后的部分和第二辐射面中除去第二U型阵子23之后的部分都处在天线的低频段，控制着806-960MHz频段。本实施例中，同为低频段线路的第一弯形阵子15、第一直线阵子单元131、第二直线阵子单元132和第二直线阵子22，第一直线阵子单元131的传输线的宽度小于第一U型阵子14的传输线的宽度，第一弯形阵子15的传输线的宽度分别小于第一直线阵子单元131的传输线的宽度，第一直线阵子单元131的宽度小于第二直线阵子单元132的宽度，第二直线阵子22的传输线的宽度是最宽的。同为高频段线路的第一U型阵子14和第二U型阵子23，第一U型阵子14的传输线的长度小于第二U型阵子23的传输线的长度，因而使传输线的输入阻抗和特性阻抗也随之改变，同时也能起到扩宽频带的作用。

本实施例中，第一直线阵子单元131、第二直线阵子单元132和第一弯形阵子15的长度之和为低频段的四分之一波长的长度。其中，第一直线阵子单元131的传输线长度在41.5-43.6mm之间，宽度在1.2-1.9mm之间，第二直线阵子单元132的传输线长度在19.82-23.45mm之间，宽度在1.8-2.1mm之间，第一弯形阵子15的传输线长度在100.3-110.6mm之间，宽度在0.8-1.2mm之间；第二U型阵子14的长度为高频段的四分之一波长的长度，第二U型阵子14的传输线总长度在39.6-45.2mm之间，宽度在2.4-2.9mm之间，第二U型阵子14的传输线的最宽间距在7.5-8.6mm之间。

本实施例中，第二U型阵子23的长度为高频段的四分之一波长的长度，第二U型阵子23的传输线总长度在67.3-75.2mm之间，宽度在2.4-2.9mm之间，第二U型阵子23的传输线的最大间距在7.5-8.6mm之间；第二直线阵子22的传输线的宽度在2.7-3.2mm之间，第二接地端21和第二直线阵子22的传输线总长度在45.3-51.2mm之间；两边U型匹配线24和弯曲匹配线25的总长度在103.3-111.2mm之间，其中U型匹配线24的宽度在0.93-1.22mm之间，弯曲匹配线25的宽度在0.53-0.8mm之间，U型匹配线24的最大间距在4.8-5.2mm之间，第二接地端21、第二直线阵子22、U型匹配线23以及弯曲匹配线25的传输线的长度之和为低频段的四分之一波长的长度。

图3是本实施例中宽频带PCB天线测试的水平面方向图；图4是本实施例中宽频带PCB天线测试的垂直面方向图；图5是本实施例中宽频带PCB天线测试的驻波图。经过实验检测验证，频带宽，驻波比低；频率范围可覆盖了从CDMA（824-896 MHz）到WIFI（2400-2483 MHz）的各个频段，驻波比小于2.0，天线的水平面方向图和垂直面方向图正常，如图3，图4和图5所示，覆盖了从CDMA频段，GSM频段，DCS频段，PCS频段以及第三代移动通信TD-SCDMA频段，WCDMA频段，CAMA2000频段，无线接入和数字传输系统的WIFI等各个频段，可以很好的满足当今电信设备运营商在不同频段的需求，提高了产品的市场竞争力，证明该PCB天线是确实可行的。

总之，在本实施例中，通过改变PCB板传输线的大小和形状以及传输线的间距来获得天线较好的电性能参数，与现有技术比较，本实施例中的宽频带PCB板天线的优点在于：（1）成本低廉，制作简单，易于规模生产；焊接时只需一人操作，便可一步到位，使得焊接操作的效率高，大大地提高了生产效率，同时也提升了产品的品质；（2）产品频带宽，弥补了同类型天线频带窄的不足，可满足不同频段的电信设备商的需求；（3）阻抗匹配好，驻波比低，减少了调试时间,提高了生产效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种宽频带PCB天线，其特征在于，包括长方体状的PCB板，所述PCB板包括正面板和背面板；所述正面板上设有第一辐射面，所述背面板上设有第二辐射面，所述第一辐射面包括第一接地端和第一阵子，所述第二辐射面包括第二接地端和第二阵子，所述第一接地端和第二接地端位于所述PCB板的一端，所述PCB板的一端设有用于将所述第一接地端、第二接地端与第二阵子连接导通的沉铜孔，所述沉铜孔为通孔，在所述第一辐射面上靠近所述沉铜孔的位置设有馈电点，所述馈电点将所述第一阵子和第二阵子在靠近所述沉铜孔的底部馈电形成两组不对称的半波振子。

2.根据权利要求1所述的宽频带PCB天线，其特征在于，所述第一阵子包括第一U型阵子、第一弯形阵子和第一直线阵子；所述第一U型阵子位于最外层，所述第一U型阵子的开口方向靠近所述第一弯形阵子，所述第一直线阵子的一端与所述馈电点连接，另一端穿过第一U型阵子的中心位置后与所述第一弯形阵子的一端连接，所述第一直线阵子的长度方向与所述PCB板的长度方向平行；所述第一U型阵子处在高频段。

3.根据权利要求1或2所述的宽频带PCB天线，其特征在于，所述第二阵子包括第二U型阵子和第二直线阵子；所述第二直线阵子的一端与所述第二接线端连接，另一端与所述第二U型阵子的中心位置连接，所述第二U型阵子的开口方向靠近所述第二接地端，所述第二直线阵子的长度方向与所述PCB板的长度方向平行；所述第二U型阵子处在高频段。

4.根据权利要求3所述的宽频带PCB天线，其特征在于，所述第二阵子还包括位于所述第二U型阵子和第二直线阵子之间的U型匹配线，所述U型匹配线的开口方向与所述第二U型阵子的开口方向一致。

5.根据权利要求4所述的宽频带PCB天线，其特征在于，所述U型匹配线的两端分别连接有弯曲匹配线。

6.根据权利要求3所述的宽频带PCB天线，其特征在于，所述第一U型阵子的传输线的长度小于所述第二U型阵子的传输线的长度，所述第二U型阵子的长度为高频段的四分之一波长的长度。

7.根据权利要求2所述的宽频带PCB天线，其特征在于，所述第一直线阵子包括第一直线阵子单元和第二直线阵子单元，所述第一直线阵子单元的一端与所述馈电点连接，另一端与所述第二直线阵子单元的一端连接，所述第二直线阵子单元的另一端与所述第一弯形阵子的一端连接，所述第一直线阵子单元和第二直线阵子单元的连接点位于所述第一U型阵子的中心位置；所述第一直线阵子单元的宽度小于所述第二直线阵子单元的宽度。

8.根据权利要求7所述的宽频带PCB天线，其特征在于，所述第一直线阵子单元、第二直线阵子单元和第一弯形阵子的长度之和为低频段的四分之一波长的长度。

9.根据权利要求4所述的宽频带PCB天线，其特征在于，所述第二接地端、第二直线阵子、U型匹配线以及弯曲匹配线的传输线的长度之和为低频段的四分之一波长的长度。

10.根据权利要求8所述的宽频带PCB天线，其特征在于，所述第一弯形阵子的传输线的宽度分别小于所述第一直线阵子单元的传输线的宽度，所述第一直线阵子单元的传输线的宽度小于所述第一U型阵子的传输线的宽度。