CN212967996U - 一种立体折叠型天线 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种立体折叠型天线，该天线包括：介质基板、立体状的天线辐射体和馈电端口；其中，介质基板的上表面设置有天线净空区域和地板区域，地板区域的上表面设置有金属层；天线辐射体设置于天线净空区域，包括立体状的天线支架和工作于多个频段的天线，该天线折叠设置于天线支架的至少一个表面并与天线支架结合为一体；馈电端口，设置于天线净空区域并与天线相连，对天线进行馈电。本申请实施例中，充分利用天线支架的各表面，将天线立体折叠设置，在保证了天线辐射性能的前提下，有效的缩小了天线的尺寸，能够更好的满足当前电子产品小型化的发展需求。

Description

一种立体折叠型天线

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种立体折叠型天线。

背景技术

随着科技水平的不断发展，各种电子产品向无线化、智能化以及小型化发展。越来越多的电子产品摆脱了线的束缚，解决了有线网络布线的困难。相应的，天线成为了电子产品中不可或缺的关键器件，其使得电子产品接入无线网络成为可能，从而丰富电子产品的功能，提升电子产品的性能。然而，当前可覆盖4G以及5G全频段的天线的尺寸普遍较大，难以满足电子产品的小型化发展需求。因此，如何在确保天线的辐射性能的基础上，缩小天线的尺寸是急需解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种立体折叠型天线，以解决当前天线的尺寸较大不能满足电子产品小型化发展需求的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例是这样实现的：

本申请实施例提供了一种立体折叠型天线，包括：

介质基板、立体状的天线辐射体和馈电端口；

所述介质基板的上表面设置有天线净空区域和地板区域，所述地板区域的上表面设置有金属层；

所述天线辐射体，设置于所述天线净空区域；所述天线辐射体包括立体状的天线支架和工作于多个频段的天线，所述天线折叠设置于所述天线支架的至少一个表面并与所述天线支架结合为一体；

所述馈电端口，设置于所述天线净空区域；所述馈电端口与所述天线相连，对所述天线进行馈电。

在本申请实施例提供的立体折叠型天线，在介质基板的天线净空区域中设置馈电端口和立体状的天线辐射体，其中，天线辐射体包括立体状的天线支架和折叠设置于天线支架的至少一个表面且工作于多个频段的天线。由此，充分利用天线支架的各表面，将天线立体折叠设置，在保证了天线辐射性能的前提下，有效的缩小了天线的尺寸，能够更好的满足当前电子产品小型化的发展需求；并且天线可工作于多个频段，具有更广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种立体折叠型天线的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种立体折叠型天线的天线支架的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种立体折叠型天线的下表面的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种立体折叠型天线的上表面中区域A与区域B的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种立体折叠型天线的下表面中区域C和区域D的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种立体折叠型天线的定位柱的结构示意图。

附图标记说明：

1：介质基板；

2：立体状的天线辐射体；

3：馈电端口；

11：天线净空区域；

12：地板区域；

13：定位孔；

21：天线支架；

22：天线；

23：定位柱

22-1：4G天线；

22-11：4G阻抗匹配枝节

22-2：5G天线。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请一个或多个实施例提供的一种立体折叠型天线的立体结构示意图，参见图1，该立体折叠型天线包括：介质基板1、立体状的天线辐射体2和馈电端口3；

介质基板1的上表面设置有天线净空区域11和地板区域12，其中，地板区域12的上表面设置有金属层；

天线辐射体2，设置于天线净空区域11；天线辐射体2包括立体状的天线支架21和工作于多个频段的天线22，其中，天线22折叠设置于天线支架21的至少一个表面并与天线支架21结合为一体；

馈电端口3，设置于天线净空区域11；馈电端口3与天线22相连，对天线22进行馈电。

其中，介质基板1如PCB板。由于天线辐射电磁波需要一定的净空环境，因此在介质基板1上设置天线净空区域11，并将天线辐射体2和馈电端口3设置于天线净空区域11中，确保了天线辐射体2能够有效的辐射电磁波。由于现有的天线尺寸较大，为了确保天线的辐射性能，需要设置较大的天线净空区域，如尺寸大小为80mm*40mm的天线净空区域。而在实际应用中，如应用于电子产品中，通常的，介质基板1上还需布设其他元器件，因此，当天线净空区域较大时，为了确保其他元器件的性能，只能扩大介质基板1的大小，其不能满足当前电子产品小型化的发展需求。而本申请实施例中的立体折叠型天线，由于天线折叠设置于天线支架上，在确保了天线的辐射性能的前提下，缩小了天线的尺寸，进而缩小了天线净空区域的大小，因此能够更好的满足当前电子产品小型化的发展需求。其中，天线净空区域的形状和大小均可在实际应用中根据需要自行设定。作为示例，天线净空区域11是正方形，尺寸大小为20mm*20mm。

由于介质基板1上还会布设其他元器件，为了能够更好的满足该其他元器件的电性连接需求，可选地，地板区域12的上表面镀有铜金属层。

进一步的，天线支架21支撑起天线辐射体2的轮廓，通过激光成型技术(LaserDirect Structuring，简称LDS)将天线22蛇形折叠的镭射在天线支架21的至少一个表面上并与天线支架21结合为一体，由此构成天线辐射体2。其中，LDS是利用计算机按照导电图形的轨迹，控制激光的运动，将激光投射到模塑成型的三维器件上，在几秒钟的时间内，活化出电路图形。对于本申请提供的立体折叠型天线而言，简单的说，就是利用激光镭射技术在天线支架21上进行金属化(化学镀)形成天线22，使天线22与天线支架21结合为一体。相较于现有的天线与支架分体，需要将天线缠绕在支架上的天线结构而言，不仅提升了天线的稳定性，而且能够减少空间的占用。本申请实施例中的天线22可工作于824MHz-960MHz、1710MHz-2170MHz、2300MHz-2690MHz、3300MHz-5000MHz等多个频段。天线支架21可以是长方体，还可以正方体，还可以是其他的立体形状，天线支架21的形状以及结构尺寸均可以在实际应用中根据需要自行设定。作为示例，天线支架21是长方体，尺寸为18mm*8mm*7mm，其结构示意图如图2所示；需要指出的是，为了便于设置天线22，天线支架21不同表面之间有一定的棱角，而不是直角。

本申请实施例提供的立体折叠型天线，在介质基板的天线净空区域设置馈电端口和立体状的天线辐射体，其中，天线辐射体包括立体状的天线支架和折叠设置于天线支架的至少一个表面且工作于多个频段的天线。由此，充分利用天线支架的各表面，将天线立体折叠设置，在保证了天线辐射性能的前提下，有效的缩小了天线的尺寸，能够更好的满足当前电子产品小型化的发展需求；并且天线可工作于多个频段，具有更广阔的应用前景。

考虑到现有的天线结构中，若需要覆盖多个频段，通常天线会包括多个天线条带，即将天线进行平面展开后，包括至少三个端点。本说明书一个或多个实施例中，预先对天线的布设方式进行优化，通过一个天线条带即可覆盖多个频段。具体的，天线22包括一个天线条带，该天线条带包括设置于天线支架21的至少一个表面的天线枝条，该天线枝条与天线支架21结合为一体。也就是说，将镭射于天线支架21表面的天线22进行平面展开后，是一个具有两个端点的天线条带，以天线22设置于天线支架21的每个表面为例进行说明，位于天线支架21的每个表面的部分天线均是该天线条带的天线枝条。

考虑到当前无线通信技术不断发展，5G的应用场景越来越多，为了确保天线能够覆盖4G以及5G频段，本申请一个或多个实施例提供的立体折叠型天线中，天线辐射体2可以包括：折叠设置于天线支架21的至少一个表面的4G天线22-1、折叠设置于天线支架21的至少一个表面的5G天线22-2。其中，4G天线22-1蛇形折叠设置所形成的4G天线区域还可以称为4G天线辐射体；5G天线22-2蛇形折叠设置所形成的5G天线区域还可以称为5G天线辐射体。可以理解的是，部分天线枝条构成4G天线22-1，部分天线枝条构成5G天线22-2。作为示例，如图1和图3所示，天线辐射体2包括折叠设置于天线支架21的每个表面的4G天线22-1、折叠设置于天线支架21的下表面的5G天线22-2。

相应的，馈电端口3，分别与4G天线22-1和5G天线22-2相连，对4G天线22-1和5G天线22-2同时进行馈电。由此，通过一个馈电端口同时对4G天线22-1和5G天线22-2进行馈电，而无需与4G天线22-1和5G天线22-2相对应，一一设置多个馈电端口；因此，在确保了天线能够覆盖4G频段以及5G频段的基础上，减少了馈电端口的数量，从而有利于缩小天线的尺寸。

进一步的，为了调整天线阻抗，本申请一个或多个实施例中，4G天线22-1的折叠线宽呈渐变型；如图4所示，虚线框所示的区域A的折叠线宽与虚线框所示的区域B的折叠线宽不同。需要指出的是，图4仅用于示意而不用于限定，4G天线22-1的折叠线宽的渐变程度和折叠线宽的变化位置均可在实际应用中根据需要自行设定。相应的，4G天线22-1包括4G阻抗匹配枝节22-11(参见图3)，该4G阻抗匹配枝节用于展宽4G天线22-1的带宽，以覆盖更多的频段。具体的，4G阻抗匹配枝节对低频段进行优化，以减小4G天线22-1的回波损耗，从而覆盖到中高频段；如对824MHz-960MHz频段进行优化，以覆盖1710MHz-2170MHz频段、2300MHz-2690MHz频段等。需要指出的是，图3所示的结构仅用于示意而不用于限定，4G阻抗匹配枝节22-11还可以设置于天线支架21的其他表面。

相似的，为了调整天线阻抗，本申请一个或多个实施例中，5G天线22-2的折叠线宽也呈渐变型；如图5所示，虚线框所示的区域C的折叠线宽与虚线框所示的区域D的折叠线宽不同。需要指出的是，图5仅用于示意而不用于限定，5G天线22-2的折叠线宽的渐变程度和折叠线宽的变化位置均可在实际应用中根据需要自行设定。相应的，5G天线22-2包括5G阻抗匹配枝节22-21(图中未示出)，该5G阻抗匹配枝节22-21用于展宽5G天线22-2的带宽，以覆盖更多的频段。本申请实施例提供的立体折叠型天线，不仅能够覆盖4G以及5G全频段，还可以通过改变5G阻抗匹配枝节22-21的数量，或者改变5G阻抗匹配枝节22-21的弯曲程度，或者改变5G天线22-2的粗细等，来展宽5G天线22-2的带宽，以覆盖6G频段甚至更高的频段。具体来说，5G阻抗匹配枝节22-21的数量越多，可覆盖的频段越高；5G阻抗匹配枝节22-21的弯曲程度越大，可覆盖的频段越高；5G天线22-2越粗，可覆盖的频段也越高。在实际应用中，5G阻抗匹配枝节22-21的数量、弯曲程度、以及5G天线的粗细等均可根据需要自行设定，对此本申请不做具体限定。

由此，本申请实施例提供的立体折叠型天线，不仅能够覆盖4G以及5G全频段，还可以通过改变5G天线的配置，使立体折叠型天线覆盖到6G频段甚至更高的频段，能够适应于当前无线通信技术的快速发展、以及产品小型化和智能化的发展需求。

进一步的，由于天线辐射的电磁波的传播速度近似于光速，可用V＝L*f来表示，其中，V表示速度，L表示天线与馈电端口之间的距离，f表示频率；由于光速是不变的，因此，f越大，L越小。即工作于高频段的天线22设置于天线支架21的至少一个表面且靠近馈电端口3，工作于低频段的天线22设置于天线支架21的至少一个表面且远离馈电端口3。其中，靠近和远离表征工作于高频段的电线与馈电端口之间的距离，小于工作于低频段的天线与天馈电端口之间的距离。

进一步的，为了能够满足电子产品小型化的需求，考虑到表面贴装技术(SurfaceMount Technology，简称SMT)，又称为表面组装技术，其具有组装密度高、重量轻、贴片原件体积小等特性。故本申请一个或多个实施例中，通过该表面贴装技术将天线辐射体2固定于介质基板1的上表面，以使天线辐射体2与介质基板1成为一体。

进一步的，通过PCB(Printed Circuit Board，印制电路板又称印刷线路板)制造工艺将馈电端口3固定在介质基板1的上表面，以通过馈电端口3为天线22进行馈电。

进一步的，为了确保通过SMT将天线辐射体2准确的固定在相应的位置，本说明书一个或多个实施例中，天线辐射体2还包括定位柱23；介质基板1上还设置有定位孔13。

具体的，定位柱23，设置于天线支架21的下表面并深入到定位孔13，以实现对天线辐射体2的限位处理。定位柱23与定位孔13的形状和大小相匹配；作为示例，定位柱23是圆柱体，相应的定位孔13是圆形孔；作为另一示例，定位柱23是立方体，相应的定位孔13是方形孔，其可以在实际应用中根据需要自行设定。进一步的，定位柱23与定位孔13的数量也可以在实际应用中根据需要自行设定。以定位柱23是圆柱体，定位柱23和定位孔13是2个为例，定位柱23的结构示意图如图6所示，定位孔13的示意图如图5所示。

本申请实施例提供的立体折叠天线，在824-960MHz、1710-2170MHz，2300-2690MHz，3300-5000MHz频段范围内，回波损耗均小于-5dB，且在工作频段范围内，天线辐射效率较高，具有良好的天线辐射性能。具体可参见下表所示的立体折叠天线在部分4G以及部分5G工作频段所对应的辐射效率和增益。

本申请实施例提供的立体折叠型天线，在介质基板的天线净空区域中设置馈电端口和立体状的天线辐射体，其中，天线辐射体包括立体状的天线支架和折叠设置于天线支架的至少一个表面且工作于多个频段的天线。由此，充分利用天线支架的各表面，将天线立体折叠设置，在保证了天线辐射性能的前提下，有效的缩小了天线的尺寸，能够更好的满足当前电子产品小型化的发展需求；并且天线可工作于多个频段，具有更广阔的应用前景。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种立体折叠型天线，其特征在于，包括：介质基板、立体状的天线辐射体和馈电端口；

所述介质基板的上表面设置有天线净空区域和地板区域，所述地板区域的上表面设置有金属层；

所述天线辐射体，设置于所述天线净空区域；所述天线辐射体包括立体状的天线支架和工作于多个频段的天线，所述天线折叠设置于所述天线支架的至少一个表面并与所述天线支架结合为一体；

所述馈电端口，设置于所述天线净空区域；所述馈电端口与所述天线相连，对所述天线进行馈电。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线包括一个天线条带，所述天线条带包括设置于所述天线支架的至少一个表面的天线枝条。

3.根据权利要求1所述天线，其特征在于，通过激光成型技术将所述天线折叠镭射于所述天线支架的至少一个表面上。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线辐射体还包括定位柱；所述介质基板上还设置有定位孔；

所述定位柱，设置于所述天线支架的下表面并深入到所述定位孔，以实现对所述天线辐射体的限位处理。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线辐射体包括：折叠设置于所述天线支架的至少一个表面的4G天线、折叠设置于所述天线支架的至少一个表面的5G天线；

所述馈电端口，分别与所述4G天线和所述5G天线相连，对所述4G天线和所述5G天线进行馈电。

6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述4G天线的折叠线宽呈渐变型；

所述4G天线包括4G阻抗匹配枝节，所述4G阻抗匹配枝节用于展宽所述4G天线的带宽。

7.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述5G天线的折叠线宽呈渐变型；

所述5G天线包括5G阻抗匹配枝节，所述5G阻抗匹配枝节用于展宽所述5G天线的带宽。

8.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，工作于高频段的天线设置于所述天线支架的至少一个表面且靠近所述馈电端口，工作于低频段的天线设置于所述天线支架的至少一个表面且远离所述馈电端口。

9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，通过表面贴装技术将所述天线辐射体的下表面固定在所述介质基板的上表面。

10.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，通过PCB制造工艺将所述馈电端口固定在所述介质基板的上表面。

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