CN212810545U - 一种天线、电路板及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天线，该天线包括第一天线部和第二天线部，第一天线部和第二天线部均包括工作在第一谐振频段的第一辐射体、工作在第二谐振频段的第二辐射体和工作在第一谐振频段或者第二谐振频段的第三辐射体，其中，第一辐射体为弯折结构，第二辐射体位于弯折结构的内部区域。一方面，该天线实现了双频段，满足了天线宽带多频的需求；另一方面，第二辐射体位于弯折结构的内部区域，减小了整个天线的面积，满足了天线小型化和轻型化的需求。本实用新型还公开了一种电路板及电子设备，具有与上述天线相同的有益效果。

Description

一种天线、电路板及电子设备

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别是涉及一种天线、电路板及电子设备。

背景技术

现实生活中，随着手机等电子设备的普及，上网需求也越来越多，WIFI无线路由器的性能也越来越重要。WIFI数据速率需求一直在增加，WIFI无线路由器协议从支持单天线的802.11a/b/g到支持MIMO的802.11n/ac，从单支持2.4GHz到支持5GHz。为了支持电子设备的稳定连接和环境适应性，需要电子设备中的天线能够满足宽带多频的需求，此外，考虑到电子设备的体积有限，还要求天线满足小型化和轻型化的条件。因此，设计一种宽带多频且小型化的天线成为目前的热点研究之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种天线、电路板及电子设备，该天线实现了双频段，满足了天线宽带多频的需求；减小了整个天线的面积，满足了天线小型化和轻型化的需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种天线，包括第一天线部和第二天线部，所述第一天线部和所述第二天线部均包括工作在第一谐振频段的第一辐射体、工作在第二谐振频段的第二辐射体及工作在所述第一谐振频段或者所述第二谐振频段的公共辐射体；所述公共辐射体上设置有馈点，所述公共辐射体分别与所述第一辐射体和所述第二辐射体连接，所述第一辐射体为弯折结构，所述第二辐射体位于所述弯折结构的内部区域。

优选地，所述第一辐射体包括第一L型子辐射体、第二L型子辐射体和第一矩形辐射体，所述第一矩形辐射体的一个长边的两端分别与所述第一L型子辐射体的短边和第二L型子辐射体的短边连接，所述第一L型子辐射体的长边和第二L型子辐射体的长边均与所述公共辐射体连接。

优选地，所述公共辐射体为第二矩形辐射体，所述第二矩形辐射体的第一长边的两端分别与所述第一L型子辐射体的长边和第二L型子辐射体的长边连接，所述第二矩形辐射体的第二长边上设置有馈点；

所述第二辐射体为第三矩形辐射体，所述第三矩形辐射体的一端与所述第二矩形辐射体的第一长边连接，所述第三矩形辐射体的宽度比所述第一L型子辐射体的宽度大，且所述第三矩形辐射体的宽度比所述第二L型子辐射体的宽度大。

优选地，所述第一天线部的第二矩形辐射体的第二长边的对称轴和所述第二天线部的第二矩形辐射体的第二长边的对称轴共线，所述第一天线部和所述第二天线部均关于各自的第二矩形辐射体的第二长边的中垂线对称。

优选地，所述第二矩形辐射体的第二长边的中间位置设置有馈点，所述馈点与第一连接端之间的第一距离，和所述第一连接端与第二连接端之间的第二距离，和所述第二连接端与所述第一矩形辐射体的第二长边之间的第三距离的和等于第一谐振频段的1/4波长；

其中，所述第一连接端为所述第二矩形辐射体的第一长边与所述第一L型子辐射体的长边的连接端，所述第二连接端为所述第一L型子辐射体的短边与所述第一矩形辐射体的连接端。

优选地，所述第二矩形辐射体的第二长边的中间位置设置有馈点，所述馈点与所述第三矩形辐射体的另一端之间的距离等于所述第二谐振频段的1/4波长。

优选地，所述第二矩形辐射体的第二长边上设置有镂空区域。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种电路板，包括PCB板和设置于所述PCB板上的如上述所述的天线。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种电子设备，包括如上述所述的电路板。

本实用新型提供了一种天线，该天线包括第一天线部和第二天线部，第一天线部和第二天线部均包括工作在第一谐振频段的第一辐射体、工作在第二谐振频段的第二辐射体和工作在第一谐振频段或者第二谐振频段的第三辐射体，其中，第一辐射体为弯折结构，第二辐射体位于弯折结构的内部区域。一方面，该天线实现了双频段，满足了天线宽带多频的需求；另一方面，第二辐射体位于弯折结构的内部区域，减小了整个天线的面积，满足了天线小型化和轻型化的需求。

本实用新型还提供了一种电路板及电子设备，具有与上述天线相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本实用新型提供的一种天线的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种第一工作频率为2.4GHz时的天线电流分布示意图；

图3为本实用新型提供的一种第二工作频率为5GHz时的天线电流分布示意图；

图4为本实用新型提供的一种天线的驻波比示意图；

图5为本实用新型提供的一种天线的辐射方向示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种天线、电路板及电子设备，该天线实现了双频段，满足了天线宽带多频的需求；减小了整个天线的面积，满足了天线小型化和轻型化的需求。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本实用新型提供的一种天线的结构示意图。

该天线包括第一天线部和第二天线部，第一天线部和第二天线部均包括工作在第一谐振频段的第一辐射体1、工作在第二谐振频段的第二辐射体2及工作在第一谐振频段或者第二谐振频段的公共辐射体3；公共辐射体3上设置有馈点4，公共辐射体3分别与第一辐射体1和第二辐射体2连接，第一辐射体1为弯折结构，第二辐射体2位于弯折结构的内部区域。

本申请中，天线包括第一天线部和第二天线部，天线在工作时，射频模组通过同轴线缆分别与第一天线部和第二天线部上的馈点4连接，向输出射频电流，其中，同轴线缆从内到外依次为中心导体、绝缘体、外部导体及外皮，第一天线部和第二天线部分别与同轴线缆的中心导体和外部导体连接。此外，第一天线部和第二天线部的材质可以但不仅限为铜。

第一天线部和第二天线部的结构相同，均包括第一辐射体1、第二辐射体2和公共辐射体3，其中，第一辐射体1工作在第一谐振频段，第二辐射体2工作在第二谐振频段，由于第一辐射体1和第二辐射体2工作在不同的谐振频段，因此，总会存在一个谐振频段大，一个谐振频段小，本申请中，第一谐振频段小于第二谐振频段，则第一辐射体1的长度会大于第二辐射体2的长度，为了减小天线的面积，本实施例中，第一辐射体1为弯折结构，这样便可以将第二辐射体2设置于弯折结构的内部区域，该种方式充分实现了对第二辐射体2的弯折结构的内部区域的利用，减小了天线的面积。

具体地，在天线工作时，馈点4处的第一谐振频段的射频电流会经过公共辐射体3主要流向第一辐射体1，馈点4处的第二谐振频段的射频电流会主要流向第二辐射体2。此外，第一谐振频率可以为2.4GHz，第二谐振频率可以为5GHz，满足了蓝牙、2.4G移动网络、5G移动网络、2.4GWiFi及5GWiFi的需求，当然，这里的第一谐振频率及第二谐振频率还可以其他频段，本申请在此不作特别的限定。

综上，本实用新型提供了一种天线，一方面，该天线实现了双频段，满足了天线宽带多频的需求；另一方面，第二辐射体2位于弯折结构的内部区域，相比于传统的双枝节双频天线和高次模超宽带天线，减小了整个天线的面积，满足了天线小型化和轻型化的需求。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，第一辐射体1包括第一L型子辐射体11、第二L型子辐射体12和第一矩形辐射体13，第一矩形辐射体13的一个长边的两端分别与第一L型子辐射体11的短边和第二L型子辐射体12的短边连接，第一L型子辐射体11的长边和第二L型子辐射体12的长边均与公共辐射体3连接。

需要说明的是，在第一辐射体1工作过程中，射频电流主要集中在第一L型子辐射体11和第二L型子辐射体12的长边上，第一L型子辐射体11、第二L型子辐射体12及第一矩形辐射体13的连接结构类似于凹字型，也即形成内部区域，第二辐射体2可以设置于内部区域中，实现了空间的充分利用，减小了整个天线的面积。

当然，这里的第一辐射体1还可以其他类型的弯折结构，本实施例在此不作特别的限定。

作为一种优选地实施例，公共辐射体3为第二矩形辐射体，第二矩形辐射体的第一长边的两端分别与第一L型子辐射体11的长边和第二L型子辐射体12的长边连接，第二矩形辐射体的第二长边上设置有馈点4；

第二辐射体2为第三矩形辐射体，第三矩形辐射体的一端与第二矩形辐射体的第一长边连接，第三矩形辐射体的宽度比第一L型子辐射体11的宽度大，且第三矩形辐射体的宽度比第二L型子辐射体12的宽度大。

本实施例中，公共辐射体3为第二矩形辐射体，第二矩形辐射体和第一辐射体1形成口字型，也即形成内部区域，则第二辐射体2可以设置于内部区域中，减小了整个天线的面积。

此外，由于第一谐振频率小于第二谐振频率，为了使得第二谐振频率的射频电流集中于第二辐射体2上，本实施例中，第三矩形辐射体的宽度比第一L型子辐射体11的宽度大，其中主要是第三矩形辐射体的宽度比第一L型子辐射体11的长边的宽度大；且第三矩形辐射体的宽度比第二L型子辐射体12的宽度大，其中主要是第三矩形辐射体的宽度比第二L型子辐射体12的长边的宽度大。通过该种方式可以使得第二谐振频率的射频电流集中于第二辐射体2上，提高了第二辐射体2的辐射性能，进而提高了天线的辐射性能。

请参照图2-图3，图2为本实用新型提供的一种第一工作频率为2.4GHz时的天线电流分布示意图，图3为本实用新型提供的一种第二工作频率为5GHz时的天线电流分布示意图。

不难得到，天线工作在2.4GHz时，电流主要分布在第一辐射体1上；天线工作在5GHz时，电流主要分布在第二辐射体2上。

作为一种优选地实施例，第一天线部的第二矩形辐射体的第二长边的对称轴和第二天线部的第二矩形辐射体的第二长边的对称轴共线，第一天线部和第二天线部均关于各自的第二矩形辐射体的第二长边的中垂线对称。

本实施例中，如图2和图3所示，第一天线部的上下部分对称，第二天线部的上下部分对称，该种设置方式使得第一天线部和第二天线部上的射频电流的上下分布更加均匀，增大了天线在水平方向(本申请以天线所在的PCB板为基准水平面)上覆盖的区域，提高了天线的全向性；此外，第一天线部和第二天线部对称，进一步提高了天线的全向性。

作为一种优选地实施例，第二矩形辐射体的第二长边的中间位置设置有馈点4，馈点4与第一连接端之间的第一距离L1，和第一连接端与第二连接端之间的第二距离L2，和第二连接端与第一矩形辐射体13的第二长边之间的第三距离L3的和等于第一谐振频段的1/4波长；

其中，第一连接端为第二矩形辐射体的第一长边与第一L型子辐射体11的长边的连接端，第二连接端为第一L型子辐射体11的短边与第一矩形辐射体13的连接端。

本实施例中，馈点4与第一连接端之间的第一距离L1+第一连接端与第二连接端之间的第二距离L2+第二连接端与第一矩形辐射体13的第二长边之间的第三距离L3等于第一谐振频段的1/4波长，也即公共辐射体3和第一辐射体1的长度等于第一谐振频段的1/4波长，增大了天线在垂直方向上覆盖的区域，实现了宽波束。

作为一种优选地实施例，第二矩形辐射体的第二长边的中间位置设置有馈点4，馈点4与第三矩形辐射体的另一端之间的距离L等于第二谐振频段的1/4波长。

本实施例中，馈点4与第三矩形辐射体的另一端之间的距离L等于第二谐振频段的1/4波长，也即公共辐射体3和第二辐射体2的总长度等于第二谐振频段的1/4波长，增大了天线在垂直方向上覆盖的区域，实现了宽波束。

在实际应用中，若公共辐射体3和第一辐射体1的总长度等于第一谐振频段的1/4波长，且公共辐射体3和第二辐射体2的总长度等于第二谐振频段的1/4波长，则第一谐振频率和第二谐振频率的辐射方向会具有一致性，进一步提高了天线的辐射性能。

作为一种优选地实施例，第二矩形辐射体的第二长边上设置有镂空区域5。

为了使得天线的辐射性能最优，本实施例中，第二矩形辐射体的第二长边上设置有镂空区域5，也即在馈点4周围设置非金属区域，镂空区域5的设置等效于增加了天线的电感值，减小了天线的电容值，实现实现了对天线的阻抗的调整，使得天线的阻抗等于射频模组的阻抗。在实际应用中，可以通过改变镂空区域5的形状、个数及距离馈点4的远近来调整天线的阻抗，提高了天线的辐射性能。

请参照图4和图5，图4为本实用新型提供的一种天线的驻波比示意图，图5为本实用新型提供的一种天线的辐射方向示意图。

图4中，其工作带宽覆盖2.4-2.48GHz/5.15-5.85GHz。

图5中，虚线为2.4GHz天线的辐射方向图，最大增益为2dBi，垂直方向波束宽度80°；实线为5GHz天线的辐射方向图，最大增益3dBi，垂直方向波束宽度60°。

综上，本申请提供了一种双频、宽波束和水平全向的天线，天线的尺寸能够做到40*10mm，比同类产品的40*20～30mm小。

本实用新型还提供了一种电路板，包括PCB板和设置于PCB板上的如上述的天线。

具体地，PCB板上设置有净空区域，天线设置于净空区域上。

对于本实用新型提供的一种电路板的具体介绍请参照上述实施例，本实用新型在此不作特别的限定。

本实用新型还提供了一种电子设备，包括如上述的电路板。

具体地，这里的电子设备可为功能型手机、智能手机、平板计算机、智能交通载具、无人机、智能电子玩具或任何移动式电子计算设备。此外，对于本实用新型提供的一种电子设备的具体介绍请参照上述实施例，本实用新型在此不作特别的限定。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种天线，其特征在于，包括第一天线部和第二天线部，所述第一天线部和所述第二天线部均包括工作在第一谐振频段的第一辐射体、工作在第二谐振频段的第二辐射体及工作在所述第一谐振频段或者所述第二谐振频段的公共辐射体；所述公共辐射体上设置有馈点，所述公共辐射体分别与所述第一辐射体和所述第二辐射体连接，所述第一辐射体为弯折结构，所述第二辐射体位于所述弯折结构的内部区域。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一辐射体包括第一L型子辐射体、第二L型子辐射体和第一矩形辐射体，所述第一矩形辐射体的一个长边的两端分别与所述第一L型子辐射体的短边和第二L型子辐射体的短边连接，所述第一L型子辐射体的长边和第二L型子辐射体的长边均与所述公共辐射体连接。

3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述公共辐射体为第二矩形辐射体，所述第二矩形辐射体的第一长边的两端分别与所述第一L型子辐射体的长边和第二L型子辐射体的长边连接，所述第二矩形辐射体的第二长边上设置有馈点；

所述第二辐射体为第三矩形辐射体，所述第三矩形辐射体的一端与所述第二矩形辐射体的第一长边连接，所述第三矩形辐射体的宽度比所述第一L型子辐射体的宽度大，且所述第三矩形辐射体的宽度比所述第二L型子辐射体的宽度大。

4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第一天线部的第二矩形辐射体的第二长边的对称轴和所述第二天线部的第二矩形辐射体的第二长边的对称轴共线，所述第一天线部和所述第二天线部均关于各自的第二矩形辐射体的第二长边的中垂线对称。

5.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第二矩形辐射体的第二长边的中间位置设置有馈点，所述馈点与第一连接端之间的第一距离，和所述第一连接端与第二连接端之间的第二距离，和所述第二连接端与所述第一矩形辐射体的第二长边之间的第三距离的和等于第一谐振频段的1/4波长；

其中，所述第一连接端为所述第二矩形辐射体的第一长边与所述第一L型子辐射体的长边的连接端，所述第二连接端为所述第一L型子辐射体的短边与所述第一矩形辐射体的连接端。

6.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第二矩形辐射体的第二长边的中间位置设置有馈点，所述馈点与所述第三矩形辐射体的另一端之间的距离等于所述第二谐振频段的1/4波长。

7.如权利要求3至6任一项所述的天线，其特征在于，所述第二矩形辐射体的第二长边上设置有镂空区域。

8.一种电路板，其特征在于，包括PCB板和设置于所述PCB板上的如权利要求1至7任一项所述的天线。

9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求8所述的电路板。

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