CN213584166U - 一种端射天线及智能终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种端射天线及智能终端，通过在介质层的第一表面，沿第一方向铺设有第一辐射层，第一辐射层的第一馈线片段的第一侧设置有至少一个第一扇形辐射单元，以及在介质层的第二表面，沿与第一方向相同的第二方向铺设有第二辐射层，第二辐射层的第二馈线片段的第二侧设置有至少一个第二扇形辐射单元，使得天线沿辐射层的馈线片段将能量辐射出去。进一步的，通过分别在靠近第一馈线片段的一端和在靠近第二馈线片段的一端铺设至少一个引向单元，提高了天线端射方向的增益，以及频率工作范围。

Description

一种端射天线及智能终端

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种端射天线及智能终端。

背景技术

近年来，电磁技术在通信、探测、导航等各大领域得到了广泛应用，天线作为无线通信系统中能量转化的桥梁，它的性能对整个系统的运行起到了决定性的作用。因此宽频带、增益和方向性已经成为天线最为重要的性能指标。

其中，端射天线多种多样，可广泛应用于无线网卡、电视接收、电台卫星的信号传输，因此，随着无线通信技术的发展，在卫星通信和点对点通信系统中对宽频带、高增益、单向辐射特性的端射天线的需求越来越高。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种端射天线及智能终端，通过渐变结构的微带线馈电有效提高天线带宽，以及通过在天线射端方向上添加引向条带结构有效提高增益。

一方面，本实用新型实施例提供一种端射天线，其特征在于，包括：介质层；

在介质层的第一表面，沿第一方向铺设有第一辐射层和至少一个引向单元，至少一个引向单元的铺设方向与第一辐射层的铺设方向垂直；第一辐射层的第一馈线片段的第一侧设置有至少一个第一扇形辐射单元，第一馈线片段靠近至少一个引向单元；

在介质层的第二表面，沿第二方向铺设有第二辐射层和至少一个引向单元，至少一个引向单元的铺设方向与第二辐射层的铺设方向垂直；第二辐射层的第二馈线片段的第二侧设置有至少一个第二扇形辐射单元，第二馈线片段靠近至少一个引向单元；

其中，第一方向与第二方向相同；至少一个第一扇形辐射单元的数量与至少一个第二扇形辐射单元的数量相同；第一侧和第二侧为介质层的相对侧。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一辐射层的第三馈线片段为梯形，第三馈线片段的上底边与第一辐射层的第四馈线片段相接，第三馈线片段的下底边与第一馈线片段相接。

根据本实用新型实施例的一个方面，第二辐射层的第一接地片段分别与第二馈线片段和第二辐射层的第二接地片段相接，第一接地片段的两侧边向第一接地片段的中轴线方向凹陷，第二接地片段的宽度大于第二馈线片段的宽度。

根据本实用新型实施例的一个方面，至少一个第一扇形辐射单元和至少一个第二扇形辐射单元的张角相等。

根据本实用新型实施例的一个方面，当第一辐射单元的数量为两个及两个以上时，沿第一方向，第一扇形辐射单元的半径逐渐减小；

第二扇形辐射单元与第一扇形辐射单元对称。

根据本实用新型实施例的一个方面，沿第一方向，第一扇形辐射单元的距离逐渐减小。

根据本实用新型实施例的一个方面，当引向单元的数量为多个时，多个引向单元成矩阵分布；

其中，位于同一列的引向单元长度相等，每列引向单元的间距逐渐减小。

根据本实用新型实施例的一个方面，沿第一方向，位于同一行的引向单元的长度逐渐减小。

根据本实用新型实施例的一个方面，在第一表面的引向单元的数量与在第二表面的引向单元的数量相等；

在第一表面的至少一个第一引向单元与第一馈线片段的距离与在第二表面的至少一个第一引向单元与第二馈线片段的距离相等。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种智能终端，包括：多个上述任一实施方式的端射天线。

本实用新型实施例提供的一种端射天线及智能终端，通过在介质层的第一表面，沿第一方向铺设有第一辐射层，第一辐射层的第一馈线片段的第一侧设置有至少一个第一扇形辐射单元，以及在介质层的第二表面，沿与第一方向相同的第二方向铺设有第二辐射层，第二辐射层的第二馈线片段的第二侧设置有至少一个第二扇形辐射单元，使得天线沿辐射层的馈线片段将能量辐射出去。进一步的，通过分别在靠近第一馈线片段的一端和在靠近第二馈线片段的一端铺设至少一个引向单元，以提高天线端射方向的增益，以及频率工作范围。

附图说明

下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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是本实用新型一个实施例的端射天线的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例提供的端射天线的第一表面示意图；

图3是本实用新型一个实施例提供的端射天线的第二表面示意图；

图4是本实用新型一个实施例提供的一个驻波比曲线图；

图5是本实用新型一个实施例提供的一个增益曲线图；

图6是本实用新型一个实施例提供的一个三维方向图；

图7是本实用新型一个实施例提供的一个平面辐射图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本实用新型，用于示例性的说明本实用新型的原理，并不被配置为限定本实用新型。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本实用新型实施例的理解。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外术语“包括”、“包含”“具有”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结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型更好的理解。

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

近年来，电磁技术在通信、探测、导航等各大领域得到了广泛应用，天线作为无线通信系统中能量转化的桥梁，它的性能对整个系统的运行起到了决定性的作用。因此宽频带、增益和方向性已经成为天线最为重要的性能指标。

其中，端射天线多种多样，可广泛应用于无线网卡、电视接收、电台卫星的信号传输，因此，随着无线通信技术的发展，在卫星通信和点对点通信系统中对宽频带、高增益、单向辐射特性的端射天线的需求越来越高。

然而，类似偶极子的双向辐射和低增益特性限制了其端射天线端广泛应用。本实用新型提出了一种端射天线，将扇形辐射单元连接在微带馈线两侧，通用渐变结构的微带线馈电来提高天线带宽，并在天线端射方向上的铺设引向条带结构提高增益。

为了方便理解本实用新型实施例，下面对本实用新型实施例提供的端射天线进行详细阐述。

图1是本实用新型一个实施例的端射天线的结构示意图。本实用新型实施例提供的端射天线100包括：介质层110；在介质层110的第一表面，沿第一方向X铺设有第一辐射层210和至少一个引向单元120(a)，至少一个引向单元120(a)的铺设方向与第一辐射层210的铺设方向垂直；第一辐射层210的第一馈线片段211的第一侧设置有至少一个第一扇形辐射单元221，第一馈线片段211靠近至少一个引向单元120(a)。可以提高天线端射方向的增益，以及频率工作范围。在一个示例中，介质层的可以选择介电常数为εr，厚度为h的罗杰斯(Rogers)5880基板。

在端射天线100的介质层110的第二表面，沿第二方向铺设有第二辐射层310和至少一个引向单元120(b)，至少一个引向单元120(b)的铺设方向与第二辐射层320的铺设方向垂直；第二辐射层的第二馈线片段311的第二侧设置有至少一个第二扇形辐射单元321，第二馈线片段311靠近至少一个引向单元120(b)。

其中，第一方向X与第二方向Y相同；至少一个第一扇形辐射单元221(a)的数量与至少一个第二扇形辐射单元321(a)的数量相同；第一侧和第二侧为介质层的相对侧。

本实用新型实施例提供的端射天线，通过在天线的端射方向，在介质层的两个表面均设置至少一个引向单元，可以有效提高天线的辐射增益。

在一些实施例中，第一辐射层210的第三馈线片段212为梯形，第三馈线片段212的上底边与第一辐射层210的第四馈线片段213相接，第三馈线片段212的下底边与第一馈线片段211相接。

在一些实施例中，第二辐射层310的第一接地片段312分别与第二馈线片段311和第二辐射层310的第二接地片段313相接，第一接地片段312的两侧边向第一接地片段312的中轴线方向凹陷，其中，第二接地片段313的宽度大于第二馈线片段311的宽度。第一接地片段312和第二接地片段313被用作反射器以实现单向辐射，以提高天线的辐射的辐射强度。

示例性的，结合图3所示，第一接地片段312的两侧边向第一接地片段311的中轴线方向凹陷的方式可以以圆弧的方式，使第二接地片段313渐变到第二馈线片段311。

在一些实施例中，可选的，天线采用同轴馈电方式进行馈电。

在一些实施例中，至少一个第一扇形辐射单元221和至少一个第二扇形辐射单元321的张角相等。

在一些实施例中，当第一辐射单元的数量为两个及两个以上时，示例性的，结合图2所示，沿第一方向X，当第一辐射单元的数量为3个时，第一扇形辐射单元221(a)、第一扇形辐射单元221(b)和第一扇形辐射单元221(c)的半径逐渐减小，以实现在射端方向上提高天线的辐射增益。

在一些实施例中，第二扇形辐射单元与第一扇形辐射单元对称。结合图3所示，第二扇形辐射单元321(a)、第二扇形辐射单元321(b)和第二扇形辐射单元321(c)的半径和张角分别与221(a)、第一扇形辐射单元221(b)和第一扇形辐射单元221(c)的半径和张角相等。

继续参考图2所示，当第一辐射单元的数量为两个及两个以上时，在一些实施例中，沿第一方向X，第一扇形辐射单元的距离逐渐减小。可以理解的是，由于第一扇形辐射单元和第二扇形辐射单元对称设置，因此，参考图3所示，在第二表面，沿第二方向，第二是扇形辐射单元之间的距离也逐渐减小，通用渐变结构的微带线馈电来提高了天线带宽，示例性的，天线可以采用同轴馈电的方式进行馈电，减少辐射损耗，实现阻抗匹配。

在一些实施例中，为了简化天线结构，提高应用价值，可以设置第一表面的引向单元的数量与在第二表面的引向单元的数量相等；示例性的，结合图2和图3所示，在第一表面的至少一个第一引向单元120与第一馈线片段211的距离与在第二表面的至少一个第一引向单元130与第二馈线片段311的距离相等。

继续参考图2所示，在一些实施例中，为了提高天线辐射的方向性以及提高在射端方向的辐射强度，当引向单元的数量为多个时，多个引向单元可以成矩阵分布；其中，位于同一列的引向单元长度相等，每列引向单元的间距逐渐减小。在一些实施例中，沿第一方向X，位于同一行的引向单元的长度逐渐减小。以使得天线在高增益的前提下具有较好的交叉极化特性。

在本实用新型的实施例中，通过分别将第一辐射层和第二辐射层以渐变的方式铺设于第一表面和第二表面，提高了天线从辐射层的馈线片段和辐射单元将能量辐射出去时的带宽。同时结合天线端射方向上的引向条带结构的引向单元，有效提高了天线端射方向的增益，以及频率工作范围。

图4是本发明实施例提供的一个驻波比曲线图，可以看出，天线在12-19.3GHz内的驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)都小于3。由本发明实施例图5是提供的一个增益曲线图可以看出，天线在整个工作频段范围(12～19.3GHz)内增益达到3.8～10.4dB，在15GHz的增益为10.4dB。由本发明实施例图6是提供的一个三维方向图可以看出本发明实施例提供的天线的辐射方向性好，由本发明实施例图图7是本发明实施例提供的一个平面辐射图可以看出，15GHz的交叉极化比为15.1dB，前后比14.3dB。天线在高增益的前提下具有较好的交叉极化特性。

结合图4～图7可以看出，本发明实施例所描述的天线具有频带宽、增益高、交叉长极化好、方向性好等特性，在无线通信场合具有很好的实用性。

在一些可选的实施例中，本实用新型实施例提供的一种智能终端，智能终端可以包括上述的任一实施方式的端射天线。

应理解，术语“第一”、“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。需要理解，如此使用的术语在适当的情况下是可以互换的，以使本文所描述的实用新型中的实施例，例如，能够按照除了本文说明的或其他方式描述的那些顺次而工作或排列。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。

Claims (10)

1.一种端射天线，其特征在于，包括：

介质层；

在所述介质层的第一表面，沿第一方向铺设有第一辐射层和至少一个引向单元，所述至少一个引向单元的铺设方向与所述第一辐射层的铺设方向垂直；所述第一辐射层的第一馈线片段的第一侧设置有至少一个第一扇形辐射单元，所述第一馈线片段靠近所述至少一个引向单元；

在所述介质层的第二表面，沿第二方向铺设有第二辐射层和至少一个引向单元，所述至少一个引向单元的铺设方向与所述第二辐射层的铺设方向垂直；所述第二辐射层的第二馈线片段的第二侧设置有至少一个第二扇形辐射单元，所述第二馈线片段靠近所述至少一个引向单元；

其中，所述第一方向与所述第二方向相同；所述至少一个第一扇形辐射单元的数量与所述至少一个第二扇形辐射单元的数量相同；所述第一侧和所述第二侧为所述介质层的相对侧。

2.根据权利要求1所述的端射天线，其特征在于，所述第一辐射层的第三馈线片段为梯形，所述第三馈线片段的上底边与所述第一辐射层的第四馈线片段相接，所述第三馈线片段的下底边与所述第一馈线片段相接。

3.根据权利要求1所述的端射天线，其特征在于，所述第二辐射层的第一接地片段分别与所述第二馈线片段和所述第二辐射层的第二接地片段相接，所述第一接地片段的两侧边向所述第一接地片段的中轴线方向凹陷，所述第二接地片段的宽度大于所述第二馈线片段的宽度。

4.根据权利要求1所述的端射天线，其特征在于，所述至少一个第一扇形辐射单元和所述至少一个第二扇形辐射单元的张角相等。

5.根据权利要求1所述的端射天线，其特征在于，当第一辐射单元的数量为两个及两个以上时，沿所述第一方向，所述第一扇形辐射单元的半径逐渐减小；

所述第二扇形辐射单元与所述第一扇形辐射单元对称。

6.根据权利要求5所述的端射天线，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一扇形辐射单元的距离逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的端射天线，其特征在于，当所述引向单元的数量为多个时，多个所述引向单元成矩阵分布；

其中，位于同一列的所述引向单元长度相等，每列所述引向单元的间距逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的端射天线，其特征在于，沿所述第一方向，位于同一行的所述引向单元的长度逐渐减小。

9.根据权利要求1所述的端射天线，其特征在于，所述在所述第一表面的所述引向单元的数量与在所述第二表面的所述引向单元的数量相等；

在所述第一表面的所述至少一个引向单元与所述第一馈线片段的距离与在所述第二表面的所述至少一个引向单元与所述第二馈线片段的距离相等。

10.一种智能终端，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的端射天线。

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