CN206259486U - 宽频带终端天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽频带终端天线，包括PCB板，PCB板包括正面板和背面板，正面板上设有第一低频段辐射振子、第二低频段辐射振子和高频段辐射振子，背面板上设有第三低频段辐射振子、第四低频段辐射振子和平衡不平衡转换器，PCB板的一侧设有用于将正面板的线路和背面板的线路连通的第一沉铜孔，正面板上设有射频连接器内导体连接处，背面板上设有射频连接器外导体连接处，射频连接器内导体连接所述正面板的馈电处，射频连接器外导体连接所述背面板的馈电处；高频段辐射振子的频段为1575.42±1.023MHz和1710～2700MHz。本实用新型阻抗匹配较好、驻波比较低、能减少调试时间、提高生产效率、频带较宽。

Description

宽频带终端天线

技术领域

本实用新型涉及天线领域，特别涉及一种宽频带终端天线。

背景技术

传统的终端天线有以下缺点：1、阻抗匹配较差，驻波比高，需要在PCB板上面的传输线上重新匹配调试，增加了天线的调试时间。2、频带较窄，现有的终端天线，主要是824-2500MHz(824-960/1710-2500MHz)频段，频带不宽，不能满足GPS频段1575.42±1.023MHz，以及TD-LTE(2500-2700MHz)系统等多频段同时使用的运营商的需求，缺乏市场竞争力。3、少部分终端天线的频带能从806-960/1710-2700MHz，但是驻波比往往很差，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，

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缺陷，提供一种阻抗匹配较好、驻波比较低、能减少调试时间、提高生产效率、频带较宽的宽频带终端天线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种宽频带终端天线，包括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低频段辐射振子、第二低频段辐射振子和高频段辐射振子，所述第一低频段辐射振子位于所述正面板的一侧和顶端，所述第二低频段辐射振子位于所述正面板的另一侧和顶端，所述高频段辐射振子位于所述正面板的底端，所述背面板上设有第三低频段辐射振子、第四低频段辐射振子和平衡不平衡转换器，所述第三低频段辐射振子位于所述背面板的一侧和顶端，所述第四低频段辐射振子位于所述背面板的另一侧和顶端，所述平衡不平衡转换器位于所述背面板的底端，所述PCB板的一侧设有用于将所述正面板的线路和背面板的线路连通的第一沉铜孔，所述正面板上设有射频连接器内导体连接处，所述背面板上设有射频连接器外导体连接处，所述射频连接器内导体连接所述正面板的馈电处，所述射频连接器外导体连接所述背面板的馈电处；所述高频段辐射振子的频段为1575.42±1.023MHz和1710～2700MHz。

在本实用新型所述的宽频带终端天线中，所述第一低频辐射振子的传输线的宽度、第二低频辐射振子的传输线的宽度、第三低频辐射振子的传输线的宽度和第四低频辐射振子的传输线的宽度均不同。

在本实用新型所述的宽频带终端天线中，所述第一低频辐射振子的顶端部分、第二低频辐射振子的顶端部分、第三低频辐射振子的顶端部分和第四低频辐射振子的顶端部分均采用传输线弯形结构。

在本实用新型所述的宽频带终端天线中，所述高频段辐射振子采用有锥度的杯型结构。

在本实用新型所述的宽频带终端天线中，所述第一低频段辐射振子、第二低频段辐射振子、第三低频段辐射振子和第四低频段辐射振子的频段为806～960MHz。

在本实用新型所述的宽频带终端天线中，所述第一低频辐射振子、第二低频辐射振子、第三低频辐射振子和第四低频辐射振子各自的传输线的宽度在不同的位置是不同的。

在本实用新型所述的宽频带终端天线中，所述PCB板的底端还设有第二沉铜孔和第三沉铜孔。

在本实用新型所述的宽频带终端天线中，所述PCB板由厚度为1.4～1.6mm的FR4双面型线路板制作而成。

实施本实用新型的宽频带终端天线，具有以下有益效果：由于第一低频段辐射振子、第二低频段辐射振子、第三低频段辐射振子和第四低频段辐射振子控制着低频段，高频段辐射振子控制着1575.42±1.023MHz和1710～2700MHz即控制着GPS频段，背面板的馈电处采用平衡不平衡转换器，既可增加带宽，同时在阻抗的匹配方面也起到了耦合谐振的作用，使得电流的不平衡变为平衡，形成宽频带，低驻波的特性，从而达到天线阻抗的共轭匹配；所以其阻抗匹配较好、驻波比较低、能减少调试时间、提高生产效率、频带较宽。

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性的前提下，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终端天线一个实施例中正面板的结构示意图；

图2为所述实施例中背面板的结构示意图；

图3为所述实施例中正面板的尺寸图；

图4为所述实施例中背面板的尺寸图；

图5为所述实施例中宽频带终端天线的测试驻波图。

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做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终端天线实施例中，该宽频带终端天线包括PCB板，该PCB板的结构为长方体形状，该PCB板包括正面板和背面板，图1为正面板的结构示意图；图2为背面板的结构示意图。如图1所示，正面板上设有第一低频段辐射振子11、第二低频段辐射振子12和高频段辐射振子13，其中，第一低频段辐射振子11位于正面板的一侧(正面的左端)和顶端，第二低频段辐射振子12位于正面板的另一侧(正面板的右端)和顶端，高频段辐射振子位于正面板的底端。

如图2所示，背面板上设有第三低频段辐射振子21、第四低频段辐射振子22和平衡不平衡转换器23，其中，第三低频段辐射振子21位于背面板的一侧(背面板的左端)和顶端，第四低频段辐射振子22位于背面板的另一侧(背面板的右端)和顶端，平衡不平衡转换器23位于背面板的底端，也就是在背面板的馈电处设置平衡不平衡转换器23既可增加带宽，同时在阻抗的匹配方面也起到了耦合谐振的作用。使得电流的不平衡变为平衡，形成宽频带，低驻波的特性，从而达到天线阻抗的共轭匹配，可使天线的阻抗更加匹配。

PCB板的一侧设有第一沉铜孔14，第一沉铜孔14用于将正面板的线路和背面板的线路连通，正面板上设有射频连接器内导体连接处15，背面板上设有射频连接器外导体连接处24，射频连接器内导体15连接正面板的馈电处，射频连接器外导体24连接背面板的馈电处；也就是说，正面板的馈电处和射频连接器内导体15连接馈电，背面板的馈电处和射频连接器外导体24连接馈电构成一副宽频带的终端天线。上述高频段辐射振子13的频段为1575.42±1.023MHz和1710～2700MHz。第一低频段辐射振子11、第二低频段辐射振子12、第三低频段辐射振子21和第四低频段辐射振子22的频段为806～960MHz。

第一低频段辐射振子11、第二低频段辐射振子12、高频段辐射振子13、第三低频段辐射振子21和第四低频段辐射振子22的传输线路的设计为天线半波振子。PCB板的侧面没有传输线路，上述振子馈电后则形成两组半波振子。

第一低频段辐射振子11、第二低频段辐射振子12、第三低频段辐射振子21和第四低频段辐射振子22控制着CDMA和GSM等天线的低频段；高频段辐射振子13控制着GPS频段(1575.42±1.023MHz)，DCS，PCS，3G，WLAN，WIFI，TD-LTE等天线的高频段，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，因此，在终端天线制作过程中，在天线的方向图等电性能指标正常不变差的情况下，本实用新型的宽频带终端天线相比传统的终端天线的频带更宽，阻抗更加匹配。其在在频带拓宽和天线的阻抗匹配方面，明显优于传统的终端天线。

本实施例中，第一低频辐射振子11的传输线的宽度、第二低频辐射振子12的传输线的宽度、第三低频辐射振子21的传输线的宽度和第四低频辐射振子22的传输线的宽度均不同。同时，第一低频辐射振子11、第二低频辐射振子12、第三低频辐射振子21和第四低频辐射振子22各自的传输线的宽度在不同的位置是不同的。因而传输线的特性阻抗和输入阻抗也随之改变。

为了在有限空间和体积内达到完美的电性能指标，第一低频辐射振子11的顶端部分、第二低频辐射振子12的顶端部分、第三低频辐射振子21的顶端部分和第四低频辐射振子22的顶端部分均采用传输线弯形结构。这样就既可增加带宽，同时也增加了传输线的长度，节省了空间，弥补了低频段辐射振子在有限空间内电长度的不足，同时也改变了天线的电感和电容，在阻抗的匹配方面也起到了耦合谐振的作用。

本实施例中，高频段辐射振子13采用有锥度的杯型结构，高频辐射振子13顶部的弧形半径R＝20mm，利用锥形天线原理的设计方法可大大拓展此频段的带宽。

该宽频带终端天线的频率范围可以从806-960/1710-2700MHz，并且覆盖GPS频段(1575.42±1.023MHz)；除了GPS频段1575.42±1.023MHz驻波比在2.0以下，其余频段的驻波比都在1.5以下，其可以很好的满足当今电信设备运营商在不同频段的需求。该宽频带终端天线的成本低廉，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。其频带宽，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。阻抗匹配好，驻波比低，能减少调试时间，提高生产效率。

本实施例中，还可以在PCB板的底端还设有第二沉铜孔16和第三沉铜孔17，其可以将正面板的线路和背面板的线路连接导通。

值得一提的是，本实施例中，PCB板由厚度为1.4～1.6mm的FR4双面型线路板制作而成。

图3是本实施例中正面板的尺寸图，图3中，W1为66mm，W2为30mm，W3为10mm，W4为14.5mm，W5为13mm，W6为49mm，W7为5mm，W8为5mm，W9为10mm，L1为68mm，L2为12mm，L3为32mm，L4为49mm，L5为59mm，L6为49mm，L7为29mm，L8为29mm，L9为32mm，R为20mm。

图4为本实施例中背面板的尺寸图；图4中，W10为23mm，W11为23mm，W12为5mm，W13为15mm，L10为65.5mm，L11为27mm，L12为32mm，L13为45.05mm，L14为49mm，L15为15mm。

总之，该宽频带终端天线经由Ansoft HFSS仿真模拟计算到样品的多次修改，性能调试和完善，最后经仪器的检测验证，证明该宽频带终端天线频带宽，驻波比低，该宽频带终端天线的水平面和垂直面的方向图正常。其频率范围可从806-960/1710-2700MHz，除了GPS频段1575.42±1.023MHz驻波比在2.0以下，其余频段的驻波比都在1.5以下。图5为本实施例中宽频带终端天线的测试驻波图，如图5所示，该宽频带终端天线覆盖了从CDMA频段，GSM频段，GPS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，第四代移动通信TD-LTE频段，无线接入和数字传输系统的WLAN，WIFI等各个频段，满足了不同频段运营商的需求，提高了产品的市场竞争力，证明该宽频带终端天线是确实可行的。

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 (8)

1.一种宽频带终端天线，其特征在于，包括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低频段辐射振子、第二低频段辐射振子和高频段辐射振子，所述第一低频段辐射振子位于所述正面板的一侧和顶端，所述第二低频段辐射振子位于所述正面板的另一侧和顶端，所述高频段辐射振子位于所述正面板的底端，所述背面板上设有第三低频段辐射振子、第四低频段辐射振子和平衡不平衡转换器，所述第三低频段辐射振子位于所述背面板的一侧和顶端，所述第四低频段辐射振子位于所述背面板的另一侧和顶端，所述平衡不平衡转换器位于所述背面板的底端，所述PCB板的一侧设有用于将所述正面板的线路和背面板的线路连通的第一沉铜孔，所述正面板上设有射频连接器内导体连接处，所述背面板上设有射频连接器外导体连接处，所述射频连接器内导体连接所述正面板的馈电处，所述射频连接器外导体连接所述背面板的馈电处；所述高频段辐射振子的频段为1575.42±1.023MHz和1710～2700MHz。

2.根据权利要求1所述的宽频带终端天线，其特征在于，所述第一低频辐射振子的传输线的宽度、第二低频辐射振子的传输线的宽度、第三低频辐射振子的传输线的宽度和第四低频辐射振子的传输线的宽度均不同。

3.根据权利要求1或2所述的宽频带终端天线，其特征在于，所述第一低频辐射振子的顶端部分、第二低频辐射振子的顶端部分、第三低频辐射振子的顶端部分和第四低频辐射振子的顶端部分均采用传输线弯形结构。

4.根据权利要求1所述的宽频带终端天线，其特征在于，所述高频段辐射振子采用有锥度的杯型结构。

5.根据权利要求1所述的宽频带终端天线，其特征在于，所述第一低频段辐射振子、第二低频段辐射振子、第三低频段辐射振子和第四低频段辐射振子的频段为806～960MHz。

6.根据权利要求2所述的宽频带终端天线，其特征在于，所述第一低频辐射振子、第二低频辐射振子、第三低频辐射振子和第四低频辐射振子各自的传输线的宽度在不同的位置是不同的。

7.根据权利要求1所述的宽频带终端天线，其特征在于，所述PCB板的底端还设有第二沉铜孔和第三沉铜孔。

8.根据权利要求1所述的宽频带终端天线，其特征在于，所述PCB板由厚度为1.4～1.6mm的FR4双面型线路板制作而成。