CN213989198U

CN213989198U - 一种超宽频段的终端天线

Info

Publication number: CN213989198U
Application number: CN202023223638.1U
Authority: CN
Inventors: 唐江华
Original assignee: Dongguan Ub Electronic Co ltd
Current assignee: Dongguan Ub Electronic Co ltd
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2021-08-17
Anticipated expiration: 2030-12-28

Abstract

本申请适用于天线领域，提出一种超宽频段的终端天线，包括：天线外壳、PCB板和连接电缆；所述PCB板设于所述天线外壳内，所述PCB板上设有馈电连接部、接地连接部、第一传输线、辐射振子、耦合振子和第二传输线；所述连接电缆包括内导体，介质和外导体，所述连接电缆一端的内导体和PCB板的馈电连接部焊接固定，所述连接电缆一端的外导体和所述接地连接部焊接固定；所述馈电连接部通过所述第一传输线与所述辐射振子连接导通；所述接地连接部和所述耦合振子连接导通，所述第二传输线连接于所述耦合振子远离所述辐射振子的一端，且所述第二传输线包括多个依次连接的弯折部。上述超宽频段的终端天线的频带较宽，且能够提供良好的电性能指标和使用效果。

Description

一种超宽频段的终端天线

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，尤其涉及一种超宽频段的终端天线。

背景技术

天线是作无线电波的发射或者接收用的一种金属装置，天线被广泛地应用于无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统中。

目前，终端设备所采用的宽频带终端天线的频率范围一般在698MHz～2700MHz之间，频带不宽，缺少5G(第五代移动通信)频段3300MHz～3800MHz；少部分天线的频率范围可以从698MHz至3800MHz，但是驻波比达到2.5或3.0以上，因此天线使用的效果较差，很难满足终端设备在5G频段的应用要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种超宽频段的终端天线，具有超宽频段且能够提供良好的电性能指标和使用效果。

本实用新型实施例提供了一种超宽频段的终端天线，包括：天线外壳、PCB板和连接电缆；

所述PCB板设于所述天线外壳内，所述PCB板上设有馈电连接部、接地连接部、第一传输线、辐射振子、耦合振子和第二传输线；

所述连接电缆包括内导体，介质和套设于所述介质的外导体，所述连接电缆一端的内导体与馈电连接部焊接固定，所述连接电缆一端的外导体与所述接地连接部焊接固定；

所述馈电连接部通过所述第一传输线与所述辐射振子连接导通；所述接地连接部和所述耦合振子连接导通，所述第二传输线连接于所述耦合振子远离所述辐射振子的一端，且所述第二传输线包括多个依次连接的弯折部。

在一实施例中，所述辐射振子的两端分别为顶部和底部，所述顶部为圆弧形；

所述底部靠近所述耦合振子，且所述底部的边缘包括至少一个平滑过渡段，所述馈电连接部到达所述平滑过渡段上各点的电长度逐渐变化。

在一实施例中，所述底部的边缘包括两个所述平滑过渡段，一个所述平滑过渡段为朝外凸出的第一弧形面，另一个平滑过渡段为朝内凹陷的第二弧形面；所述第一弧形面与所述第二弧形面相交于所述辐射振子的中部。

在一实施例中，所述耦合振子包括两个对称设置的振子部；

所述馈电连接部和所述接地连接部位于两个所述振子部之间，所述第一传输线穿设于两个所述振子部之间且延伸至所述辐射振子的中部，每个所述振子部的底部均连接有所述第二传输线。

在一实施例中，所述辐射振子和所述耦合振子的长度为1/4λ0，其中，λ0为中心频点的空间自由波长；

所述辐射振子和耦合振子馈电后为所述终端天线的半波辐射振子；所述馈电连接部、所述接地连接部、所述第一传输线、所述辐射振子、所述耦合振子和所述第二传输线均以微带线印制在所述PCB板上。

在一实施例中，所述PCB板的长度为105mm～120mm，宽度为13.2mm～14.2mm，厚度为0.40mm～0.80mm；所述PCB板为FR4单面覆铜板，介电常数为4.3～4.7。

在一实施例中，所述天线外壳的长度为165.4mm～178.35mm，宽度为13.6mm～15.2mm，厚度为11.6mm～13.5mm，所述天线外壳采用的材料为热塑性聚酯弹性体。

在一实施例中，所述连接电缆为镀锡电缆，所述连接电缆的内导体的外径为0.35mm～0.73mm，所述介质的外径为1.62mm～2.07mm，所述外导体的外径为1.85mm～2.23mm。

在一实施例中，所述超宽频段的终端天线还包括接头，所述接头连接于所述连接电缆。

在一实施例中，所述超宽频段的终端天线的频率范围包括3300MHz～3800MHz。

上述超宽频段的终端天线包括天线外壳、PCB板和连接电缆，其中，PCB板上设有馈电连接部、接地连接部、第一传输线、辐射振子、耦合振子和第二传输线；由于第二传输线包括多个依次连接的弯折部，可弥补传输线在有限空间内长度的不足，从而在有效的体积和空间内达到较好的电性能指标；并且，上述PCB板的设置既可增加天线的带宽，又可在阻抗匹配方面起到耦合谐振的作用。因此，上述终端天线具有超宽频段且能够提供良好的电性能指标和使用效果，能够满足终端设备在5G频段的应用要求。

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是本实用新型一实施例提供的一种超宽频段的终端天线的立体示意图；

图2是图1所示的终端天线中PCB板的结构示意图；

图3是图1所示的终端天线中连接电缆的结构示意图；

图4是图1所示的终端天线中天线外壳的立体示意图；

图5是图4所示的天线外壳的俯视图；

图6是图4所示的天线外壳的侧视图；

图7是图6所示的天线外壳沿A-A线的剖视图。

图中标记的含义为：

100、终端天线；10、天线外壳；11、开口；12、凸起部；13、平面部；14、弧形连接部；20、PCB板；21、馈电连接部；22、接地连接部；23、第一传输线；24、辐射振子；241、平滑过渡段；25、耦合振子；26、第二传输线；30、连接电缆；31、内导体；32、介质；33、外导体；40、接头。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图即实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。

请参照图1至图3，本申请实施例提出一种超宽频段的终端天线100，包括天线外壳10、PCB板20和连接电缆30。

PCB板20设于天线外壳10内，PCB板20上设有馈电连接部21、接地连接部22、第一传输线23、辐射振子24、耦合振子25和第二传输线26。馈电连接部21、接地连接部22相邻设置，辐射振子24和耦合振子25分别设于PCB板20的两端。

连接电缆30包括内导体31、介质32和外导体33，介质32设于内导体31外侧，外导体33套设于介质32上，外导体33与内导体31绝缘。

连接电缆30一端的内导体31和PCB板20的馈电连接部21焊接固定，连接电缆30一端的外导体33和接地连接部22焊接固定。

馈电连接部21通过第一传输线23与辐射振子24连接导通；接地连接部22和耦合振子25连接导通，第二传输线26连接于耦合振子25远离辐射振子24的一端，且第二传输线26包括多个依次连接的弯折部261。

可选地，相邻的弯折部261相互垂直，第二传输线26大致呈Z字型延伸。

上述超宽频段的终端天线100包括天线外壳10、PCB板20和连接电缆30，其中，PCB板20上设有馈电连接部21、接地连接部22、第一传输线23、辐射振子24、耦合振子25和第二传输线26；由于第二传输线26包括多个依次连接的弯折部261，可弥补传输线在有限空间内长度的不足，从而在有效的体积和空间内达到较好的电性能指标；并且，上述PCB板20的设置既可增加天线的带宽，又可在阻抗匹配方面起到耦合谐振的作用。因此，上述终端天线100具有超宽频段且能够提供良好的电性能指标和使用效果。

在一实施例中，辐射振子24的两端分别为顶部和底部，顶部为圆弧形；底部靠近耦合振子25，且底部的边缘包括至少一个平滑过渡段241，馈电连接部21到达平滑过渡段241上各点的电长度逐渐变化。由于辐射振子24包括平滑过渡段241，使得沿终端天线100的表面电流反射很小，从而有效地展宽了阻抗和带宽，实现了天线的宽频特性，能与终端机子设备的连接端匹配。

在本实施例中，底部的边缘包括两个平滑过渡段241，一个平滑过渡段241为朝外凸出的第一弧形面，另一个平滑过渡段241为朝内凹陷的第二弧形面；第一弧形面与第二弧形面相交于辐射振子24的中部。

可选地，第二弧形面的长度大于第一弧形面的长度，辐射振子24为不规则的形状。

辐射振子24外形大致为青龙偃月刀型，辐射振子24的辐射面包括有锥度和有弧度的扇形或弧形，使得馈电连接部21到达各顶部的电长度是渐变的，从而沿终端天线100的表面电流反射很小，从而有效地展宽了阻抗和带宽，实现了天线的宽频特性。把辐射振子24的辐射面设计成有锥度和弧度的外形，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，形成低驻波和宽频带的特性，可以在有限空间和体积内达到较好的电性能指标。

在一实施例中，耦合振子25包括两个对称设置的振子部，且两个振子部相连接；馈电连接部21和接地连接部22位于两个振子部之间，第一传输线23穿设于两个振子部之间且延伸至辐射振子24的中部，每个振子部的底部均连接有第二传输线26。

在一实施例中，辐射振子24和耦合振子25的长度为1/4λ0，其中，λ0为中心频点的空间自由波长；辐射振子24和耦合振子25馈电后为终端天线100的半波辐射振子24。

在一实施例中，馈电连接部21、接地连接部22、第一传输线23、辐射振子24、耦合振子25和第二传输线26均以微带线印制在PCB板20上。

在一实施例中，PCB板20的长度为105mm～120mm，宽度为13.2mm～14.2mm，厚度为0.40mm～0.80mm；PCB板20为FR4单面覆铜板，介电常数为4.3～4.7。

请参照图1、图4至图7，天线外壳10的长度为165.4mm～178.35mm，宽度为13.6mm～15.2mm，厚度为11.6mm～13.5mm，天线外壳10采用的材料为热塑性聚酯弹性体(TPEE)。

天线外壳10为中空外壳，大致呈长条形。天线外壳10的一端封闭，另一端设有开口11，连接电缆30经由开口11穿设于天线外壳10中。

可选地，天线外壳10的上表面和下表面均包括凸起部12、平面部13、及连接于凸起部12与平面部13之间的弧形连接部14。凸起部12的高度大于平面部13的高度，开口11开设于凸起部12中，平面部13的端部为圆弧形，弧形连接部14沿着凸起部12朝向平面部13平滑过渡。上述天线外壳10美观漂亮，结构牢固，弧度和流线的立体感强，终端天线100的尺寸较小、生产制作简单、成本低。

如图3所示，在一实施例中，连接电缆30为镀锡电缆，内导体31为电缆芯线，外导体33为屏蔽层。

可选地，连接电缆30的内导体31的外径为0.35mm～0.73mm，介质32的外径为1.62mm～2.07mm，外导体33的外径为1.85mm～2.23mm。可选地，连接电缆30为50欧镀锡电缆馈电而成。

在一实施例中，超宽频段的终端天线100还包括接头40，接头40连接于连接电缆30。具体地，接头40设于连接电缆30远离PCB板20的一端。超宽频段的终端天线100可通过接头40直接安装于终端设备，安装方便。

在一实施例中，超宽频段的终端天线100的频率范围可包括3300MHz～3800MHz，能够适应终端设备在5G频段的应用要求。

进一步地，超宽频段的终端天线100频率范围还可包括：698MHz～960MHz、1710MHz～2170MHz、2300MHz～2400MHz、2400MHz～2500MHz、2500MHz～2700MHz。因此，终端天线100的频段较宽，包含了2G(第二代移动通信系统)，3G(第三代移动通信系统)，4G(第四代移动通信系统)，5G(第五代移动通信系统)频段和WIFI频段。

在使用时，上述超宽频段的终端天线100可通过接头40直接安装在终端设备上使用，并提供良好的电性能指标。请参表1，经验证，在终端天线100和终端设备的配套测试中，终端天线100的驻波比在2.0以下。因此，终端天线100的驻波比较低，电性能较好。

表1终端天线100在多个频率下的驻波比

频率	698.00MHz	960.00MHz	1.71GHz	2.17GHz
					驻波比	1.2215	1.1706	1.9154	1.6540
频率	2.30GHz	2.70GHz	3.30GHz	3.80GHz
					驻波比	1.5734	1.6367	1.6214	1.0535

本实用新型实施例的终端天线100通过利用介质微带技术、阻抗匹配技术、宽频带技术和耦合谐振技术，将辐射振子24、耦合振子25、第一传输线23和第二传输线26设计成不规则形状，通过改变振子的形状、介质基板上的微带传输线的大小和形状以及传输线的间距，来获得较好的电性能参数。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种超宽频段的终端天线，其特征在于，包括：天线外壳、PCB板和连接电缆；

所述连接电缆包括内导体，介质和套设于所述介质上的外导体，所述连接电缆一端的内导体与所述馈电连接部焊接固定，所述连接电缆一端的外导体与所述接地连接部焊接固定；

2.如权利要求1所述的超宽频段的终端天线，其特征在于，所述辐射振子的两端分别为顶部和底部，所述顶部为圆弧形；

所述辐射振子的底部靠近所述耦合振子，且所述底部的边缘包括至少一个平滑过渡段，所述馈电连接部到达所述平滑过渡段上各点的电长度逐渐变化。

3.如权利要求2所述的超宽频段的终端天线，其特征在于，所述底部的边缘包括两个所述平滑过渡段，一个所述平滑过渡段为朝外凸出的第一弧形面，另一个平滑过渡段为朝内凹陷的第二弧形面；所述第一弧形面与所述第二弧形面相交于所述辐射振子的中部。

4.如权利要求1所述的超宽频段的终端天线，其特征在于，所述耦合振子包括两个对称设置的振子部；

5.如权利要求1所述的超宽频段的终端天线，其特征在于，所述辐射振子和所述耦合振子的长度为1/4λ0，其中，λ0为中心频点的空间自由波长；

6.如权利要求1所述的超宽频段的终端天线，其特征在于，所述PCB板的长度为105mm～120mm，宽度为13.2mm～14.2mm，厚度为0.40mm～0.80mm；所述PCB板为FR4单面覆铜板，介电常数为4.3～4.7。

7.如权利要求1所述的超宽频段的终端天线，其特征在于，所述天线外壳的长度为165.4mm～178.35mm，宽度为13.6mm～15.2mm，厚度为11.6mm～13.5mm，所述天线外壳采用的材料为热塑性聚酯弹性体。

8.如权利要求1所述的超宽频段的终端天线，其特征在于，所述连接电缆为镀锡电缆；

所述连接电缆的内导体的外径为0.35mm～0.73mm，所述介质的外径为1.62mm～2.07mm，所述外导体的外径为1.85mm～2.23mm。

9.如权利要求1所述的超宽频段的终端天线，其特征在于，所述超宽频段的终端天线还包括接头，所述接头连接于所述连接电缆。

10.如权利要求1所述的超宽频段的终端天线，其特征在于，所述超宽频段的终端天线的频率范围包括3300MHz～3800MHz。