CN204651489U - 宽频带回形偶极子天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种宽频带回形偶极子天线，它包括基板和贴覆在基板上的偶极子天线辐射贴片，所述偶极子天线辐射贴片主要由相互对称的一对偶极子臂构成，每个偶极子臂包括回形感应辐射结构、设于回形感应辐射结构的天线馈电点以及与回形感应辐射结构相连的末端分支结构所组成。本实用新型的目的在于提供一种宽频带移动通信天线,它辐射强度高，工作带宽大，特别是能够同时兼容中国第三代移动通信TD-SCDMA制式和第四代移动通信FDD-LTE制式。

Description

宽频带回形偶极子天线

技术领域

本实用新型涉及一种宽频带回形偶极子天线。

背景技术

在信息传递日益便携化的今天，人们已经越来越习惯运用移动通信设备来改善生活和更好地提高工作效率。移动通信所带来的便利让人们的生活变得丰富多彩，移动互联渐渐成为了世界范围内信息交换的主导，多种移动通信技术共存于世，协同发展。可以预见，在今后一段时间内，不同制式的通信网络系统将长期并存，而这些制式的工作频带各不相同。

天线作为无线电系统中至关重要的一环，为适配多种制式的工作环境，应具有较宽的工作频带。在通信服务需求井喷式增长的大环境下，人们不再只满足于稳定的通信质量，还要求服务方式的多样化。信道的扩容和信息传输的提速，也迫使通信设备必须具备宽带化的特性。天线作为移动通信系统的核心收发部件，对其进行宽带化设计有着重要的意义。

目前，中国第三代移动通信TD-SCDMA制式的主要通信频段为1880～1920MHz和2010～2025MHz，第四代移动通信FDD-LTE制式的主要通信频段为1710～1785MHz和1805～1880MHz，这就要求未来用于移动通信的宽频带天线同时覆盖以上四个频段。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种宽频带回形偶极子天线,它辐射强度高，工作带宽大，特别是能够同时兼容中国第三代移动通信TD-SCDMA制式和第四代移动通信FDD-LTE制式。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：一种宽频带回形偶极子天线，它包括基板和贴覆在基板上的偶极子天线辐射贴片，所述偶极子天线辐射贴片主要由相互对称的一对偶极子臂构成，每个偶极子臂包括回形感应辐射结构、设于回形感应辐射结构的天线馈电点以及与回形感应辐射结构相连的末端分支结构所组成。

传统的偶极子天线工作频带较窄，原因是传统偶极子天线的特性阻抗很高，输入阻抗在工作频段内变化很大。现有的宽带偶极子天线设计方法主要是加粗偶极子臂，并利用射频电流的趋肤特性将偶极子臂设计成笼形。

如图1和图2所示，现有笼形偶极子天线为全金属结构，体积较大，无法放进移动通信终端里。要将笼形偶极子天线应用于移动通信，就必须解决笼形偶极子天线的小型化问题。

为了解决笼形偶极子天线的小型化问题，我们将微带天线和笼形偶极子天线相结合，首先设计了微带笼形偶极子天线，它可以同时获得两种天线的优异性能。微带笼形偶极子天线能够宽频带工作，但是由于偶极子臂中部的横向分支过多，导致射频电流过于分散，天线的辐射强度较低。为了加强天线的辐射性能，我们将微带笼形偶极子天线臂中部的横向分支改成了“回形”的多环结构，这种结构的外环与馈电点直接相连，能够产生与微带笼形偶极子天线相似的馈电辐射，而内环可以吸收外环的部分辐射，并产生感应辐射，馈电辐射与感应辐射叠加后将大大提高天线的辐射性能。天线的结构示意图如图1所示。

所述偶极子臂上的回形感应辐射结构包括至少三级感应辐射环。

所述感应辐射环应为平面矩形金属环，优先为平面正方形金属环。

所述末端分支结构包括至少四条辐射分支。

在相互对称的两条所述偶极子臂之间的对称中心线上还开设有断开间隙，天线馈电点分设在断开间隙的两侧。

所述基板为FR4介质基板，其相对介电常数最好为1.5±5％。

所述基板的形状优先为矩形，尺寸是30mm±1mm×10mm±1mm，厚度为2mm±0.1mm。

所述偶极子臂的材质为铜、银、金或铝。

较之现有技术而言，本实用新型的优点在于：与现有传统偶极子天线以及现有笼形偶极子天线相比，宽频带回形偶极子天线尺寸很小，仅有30mm×10mm，比人的一个手指指节还要小，且厚度仅为2mm，完全能够放进移动通信终端里。天线辐射强度大，工作带宽能够同时覆盖中国第三代移动通信TD-SCDMA制式和第四代移动通信FDD-LTE制式的主要通信频段，实现了第三代移动通信和第四代移动通信的兼容。

附图说明

图1是现有笼形偶极子天线结构示意图。

图2是图1的AA’截面示意图。

图3是宽频带回形偶极子天线结构示意图。

图4为本发明实施例的回波损耗(S11)性能图，图中的横坐标表示频率Frequency(GHz)，纵坐标表示回波损耗强度The return loss value of theantenna(dB)。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型内容进行详细说明：

一种宽频带回形偶极子天线，该偶极子天线包括基板和贴覆在基板上的偶极子天线辐射贴片，所述偶极子天线辐射贴片主要由相互对称的一对偶极子臂构成，每个偶极子臂包括回形感应辐射结构、设于回形感应辐射结构的天线馈电点以及与回形感应辐射结构相连的末端分支结构。

所述偶极子臂上的回形感应辐射结构包括至少三级感应辐射环。

所述感应辐射环应为平面矩形金属环，优先为平面正方形金属环。

所述末端分支结构包括至少四条辐射分支。

在相互对称的两条所述偶极子臂之间的对称中心线上还开设有断开间隙，天线馈电点对应设于断开间隙的两侧。

所述基板为FR4介质基板，其相对介电常数最好为1.5±5％。

所述基板的形状优先为矩形，尺寸是30mm±1mm×10mm±1mm，厚度为2mm±0.1mm。

所述偶极子臂的材质为铜、银、金或铝。

下面给出本实用新型的一具体实施例：

参见图3，本实施例上设有偶极子天线的FR4基板，以及由天线馈电点、回形感应辐射结构、末端分支结构所组成的偶极子天线辐射贴片。

本实施例上的回形感应辐射结构包括三级感应辐射环，其都为平面正方形金属环。

本实施例上的末端分支结构包括四条辐射分支。

本实施例上的左偶极子臂和右偶极子臂的对称中心线上设有断开间隙，天线馈电点分设在断开间隙的两侧。

本实施例上的FR4介质基板相对介电常数为1.5±5％，形状为矩形，尺寸是30mm±1mm×10mm±1mm，厚度为2mm±0.1mm。

所述偶极子臂的材质为铜。

参见图4，图4给出了本发明实施例的回波损耗(S11)性能图。从图3可以看出，该天线的谐振频率在1.832GHz处，谐振频率处的回波损耗S11值为－34.12dB，天线的工作频带为1.651-2.025GHz，工作带宽为0.374GHz。

与常规笼形天线比较，本发明具有以下突出的优点和显著的效果：天线很好的实现了小型化，尺寸仅有30mm×10mm，比人的一个手指指节还要小，且厚度仅为2mm，完全能够放进移动通信终端里。

与用于移动通信系统的普通偶极子天线比较，本发明具有以下突出的优点和显著的效果：天线辐射强度大，回波损耗很低，天线谐振频率处的回波损耗S11值低至－34.12dB。天线工作带宽很大，完全覆盖了第三代移动通信TD-SCDMA制式的1880～1920MHz、2010～2025MHz通信频段、第四代移动通信FDD-LTE制式的1710～1785MHz、1805～1880MHz通信频段，实现了第三代移动通信和第四代移动通信的兼容。

Claims (9)

1.一种宽频带回形偶极子天线，其特征在于：它包括基板和贴覆在基板上的偶极子天线辐射贴片，所述偶极子天线辐射贴片主要由相互对称的一对偶极子臂构成，每个偶极子臂包括回形感应辐射结构、设于回形感应辐射结构的天线馈电点以及与回形感应辐射结构相连的末端分支结构。

2.根据权利要求1所述的宽频带回形偶极子天线，其特征在于：所述末端分支结构包括至少四条辐射分支。

3.根据权利要求1所述的宽频带回形偶极子天线，其特征在于：在相互对称的两条偶极子臂之间的对称中心线上还开设有断开间隙，天线馈电点设在断开间隙的两侧。

4.根据权利要求1所述的宽频带回形偶极子天线，其特征在于：所述基板为FR4介质基板。

5.根据权利要求4所述的宽频带回形偶极子天线，其特征在于：所述FR4介质基板的相对介电常数为1.5±5％。

6.根据权利要求4所述的宽频带回形偶极子天线，其特征在于：所述基板的形状为矩形，尺寸是30mm±1mm×10mm±1mm，厚度为2mm±0.1mm。

7.根据权利要求1所述的宽频带回形偶极子天线，其特征在于：所述偶极子臂的材质为铜、银、金或铝。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的宽频带回形偶极子天线，其特征在于：所述回形感应辐射结构包括至少三级感应辐射环。

9.根据权利要求8所述的宽频带回形偶极子天线，其特征在于：所述感应辐射环为平面矩形金属环。