CN214754124U - 一种uwb天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种UWB天线及电子设备，包括：基板、设置于基板的同一表面上的辐射单元和地单元；辐射单元包括：沿第一方向延伸的第一辐射部，连接第一辐射部的延伸终点与第一辐射部呈L字形连接并沿第二方向延伸的第二辐射部，连接第一辐射部的延伸终点与第一辐射部呈L字形连接并沿第二方向的反方向延伸的第三辐射部；地单元包括：与第一辐射部间隔第一缝隙并沿第二方向延伸的第一地单元，与第一辐射部间隔第二缝隙并沿第二方向的反方向延伸的第二地单元。实施本实用新型具有良好的端口匹配和辐射性能，且物理尺寸小，方便集成到各种产品模块中使用。

Description

一种UWB天线及电子设备

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，更具体地说，涉及一种UWB天线及电子设备。

背景技术

超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术是一种无线载波通信技术，它利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。

而由于UWB系统使用500MHz以上的宽频高速传输资料，因此就要求UWB天线必需具备很好的频率特性。同时，其各种应用场景对其物理尺寸的要求也越来越高，如何在保证在尽可能的减小其物理尺寸的同时保证其优异的频率特性，是UWB天线设计中越来越需要研究的课题。

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部分技术缺陷，提供一种UWB天线及电子设备。

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UWB天线，包括：基板、设置于所述基板的同一表面上的辐射单元和地单元；

所述辐射单元包括：沿第一方向延伸的第一辐射部，连接所述第一辐射部的延伸终点与所述第一辐射部呈L字形连接并沿第二方向延伸的第二辐射部，连接所述第一辐射部的延伸终点与所述第一辐射部呈L字形连接并沿所述第二方向的反方向延伸的第三辐射部；

所述地单元包括：与所述第一辐射部间隔第一缝隙并沿所述第二方向延伸的第一地单元，与所述第一辐射部间隔第二缝隙并沿所述第二方向的反方向延伸的第二地单元。

优选地，所述第一辐射部为轴对称设置；

所述第二辐射部与所述第三辐射部以所述第一辐射部的对称轴为轴对称设置；和/或所述第一地单元与所述第二地单元以所述第一辐射部的对称轴为轴对称设置。

优选地，所述第一方向和所述第二方向互相垂直。

优选地，所述第二辐射部包括L字形的第一连接部和工字形的第二连接部；

其中，所述第一连接部的第一连接段连接所述第一辐射部、所述第一连接部的第二连接段沿所述第一方向连接所述第二连接部的第一连接段，所述第二连接部的第一连接段分别连接所述第二连接部的第二连接段和第三连接段。

优选地，所述第二连接部以所述第一连接部的第二连接段为轴对称设置。

优选地，所述第三辐射部包括L字形的第三连接部和工字形的第四连接部；

其中，所述第三连接部的第一连接段连接所述第一辐射部、所述第三连接部的第二连接段沿所述第一方向连接所述第四连接部的第一连接段，其中所述第四连接部的第一连接段分别连接所述第四连接部的第二连接段和第三连接段。

优选地，所述第四连接部以所述第三连接部的第二连接段为轴对称设置。

优选地，

所述第一地单元包括呈L字形连接的第五连接部和第六连接部，所述第五连接部沿所述第一方向延伸并与所述第一辐射部之间设有所述第一缝隙，且所述第五连接部的延伸终点与所述第二辐射部之间设有第三缝隙，所述第六连接部连接所述第五连接部的延伸起点并沿所述第二方向延伸；和/或

所述第二地单元包括呈L字形连接的第七连接部和第八连接部，所述第七连接部沿所述第一方向延伸并与所述第一辐射部之间设有所述第二缝隙，且所述第七连接部的延伸终点与所述第三辐射部之间设有第四缝隙，所述第八连接部连接所述第七连接部的延伸起点并沿所述第二方向的反方向延伸。

优选地，所述第一辐射部为共面波导设置。

本实用新型还构造一种电子设备，包括如上面任意一项所述的UWB天线。

实施本实用新型的一种UWB天线及电子设备，具有以下有益效果：具有良好的端口匹配和辐射性能，且物理尺寸小，方便集成到各种产品模块中使用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种UWB天线一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一种UWB天线一实施例的端口S参数示意图；

图3是本实用新型一种UWB天线一实施例的端口群时延参数示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，在本实用新型的一种UWB天线第一实施例中，包括：基板30、设置于所述基板30的同一表面上的辐射单元和地单元；所述辐射单元包括：沿第一方向延伸的第一辐射部11，连接所述第一辐射部11的延伸终点与所述第一辐射部11呈L字形连接并沿第二方向延伸的第二辐射部12，连接所述第一辐射部11的延伸终点与所述第一辐射部11呈L字形连接并沿所述第二方向的反方向延伸的第三辐射部13；所述地单元包括：与所述第一辐射部11间隔第一缝隙41并沿所述第二方向延伸的第一地单元21，与所述第一辐射部11间隔第二缝隙42并沿所述第二方向的反方向延伸的第二地单元22。具体的，第一辐射部11、第二辐射部12和第三辐射部13共同构成UBW天线的辐射单元，该辐射单元的工作频率对应为UWB标准5号和9号两个频点对应的频率范围，其具体工作范围可以为6.5GHz频段对应的频率范围和7.9GHz频段对应的频率范围。第二辐射部12和第三辐射部13分别连接第一辐射部11的第一端(即第一辐射部11在第一方向上延伸的延伸终点)，其分别于第一辐射部11形成L字形。该第二幅射部和第三辐射部13分别形成的两个L字形的开口相对，其可以理解为第二辐射部12和第三辐射部13沿着相对的两个方向折弯延伸，即第二辐射部12沿着第二方向折弯延伸，第三辐射部13沿着与第二方向的反方向折弯延伸。其中，第二辐射部12和第三辐射部13可以分别为分形结构，可以统计该国调节该分形结构调节天线的参数。地单元与辐射单元设置在基板30的同一个表面上。地单元由第一地单元21和第二地单元22构成，其中第一地单元21与第一辐射部11的一外侧间隔第一缝隙41，同时第一地单元21在第一辐射部11的该外侧沿着第二方向延伸。第二地单元22与第一辐射部11的另一外侧间隔第二缝隙42，同时第二地单元22在第一辐射部11的该外侧沿第二方向的反方向延伸。可以理解，第一地单元21和第二单元在第一辐射部11相对的两侧分别沿着相对的两个方向向外延伸。其中，第一辐射部11的延伸起点与第一地单元21和第二地单元22构成了该UWB的信号传输端口，即后级电路可以连接第一辐射部11的延伸起点以形成信号输入或输出链路。其中，第一辐射部11在第一方向的宽度可以大于第二辐射部12和第三辐射部13在第二方向上的宽度。基板可以选用通用的PCB板材。

在一实施例中，所述第一辐射部11为轴对称设置，第二辐射部12与第三辐射部13以所述第一辐射部11的对称轴为轴对称设置，即第二辐射部12与第三辐射部13的形状相同，并且以第一辐射部11的对称轴形成轴对称。还可以理解为，整个辐射单元均可以理解为轴对称设置，第一辐射部11的对称轴即为整个辐射单元的对称轴即为。在一个具体的实施例中，第一辐射部11为矩形设置，其中第一辐射部11在第一方向上延伸形成矩形的长边，其在延伸方向上的延伸终点形成矩形的短边，第二辐射部12和第三辐射部13分别与延伸终点的短边的两个顶角相连。

在另一实施例中，第一辐射部11为轴对称设置，所述第一地单元21与所述第二地单元22以所述第一辐射部11的对称轴为轴对称设置。即第一地单元21与第二地单元22的形状相同，并且以第一辐射部11的对称轴形成轴对称。

在一实施例中，所述第一方向和所述第二方向互相垂直。即第二辐射部12、第三辐射部13、第一地单元21和第二单元均与第一辐射部11的延伸方向垂直设置。

在一实施例中，所述第二辐射部12包括L字形的第一连接部121和工字形的第二连接部122；其中，所述第一连接部121的第一连接段1211连接所述第一辐射部11、所述第一连接部121的第二连接段1212沿所述第一方向连接所述第二连接部122的第一连接段1221，其中所述第二连接部122的第一连接段1221分别连接所述第二连接部122的第二连接段1222和第三连接段1223。即，第一连接部121的第一连接段1211和第二连接段1212形成L字形连接，第一连接部121的第一连接段1211自其与第二连接段1212的连接点起沿着第二方向的反方向延伸连接至第一辐射部11，第一连接部121的第二连接段1211自该连接点沿第一方向延伸连接第三连接部131的第一连接段1311，第三连接部131的第一连接段1311分别连接其第二连接段1312和第三连接段1313，其与该第二连接段1311和第三连接段1312形成工字形连接。

进一步的，所述第二连接部122以所述第一连接部121的第二连接段1211为轴对称设置。即可以理解，第二连接部122为轴对称设置，其对称轴沿第一方向延伸。同时第一连接部121的第二连接段1212连接第二连接部122的第一连接段1222的中点位置，使得第一连接部121的第二连接段1212与第二连接部122的对称轴重合。

在一实施例中，所述第三辐射部13包括L字形的第三连接部131和工字形的第四连接部132；其中，所述第三连接部131的第一连接段1311连接所述第一辐射部11、所述第三连接部131的第二连接段1312沿所述第一方向连接所述第四连接部132的第一连接段1321，其中所述第四连接部132的第一连接段1321分别连接所述第四连接部132的第二连接段1322和第三连接段1323。即，第三连接部131的第一连接段1311和第二连接段1332形成L字形连接，第三连接部131的第一连接段1311自其和第二连接段1312的连接点起沿着第二方向的反方向延伸连接至第一辐射部11，第三连接部131的第二连接段1312自该连接点沿第一方向延伸连接第四连接部132的第一连接段1321，第四连接部132的第一连接段1321分别连接其第二连接段1322和第三连接段1323，其与该第二连接段1322和第三连接段1323形成工字形连接。

进一步的，所述第四连接部132以所述第三连接部131的第二连接段1312为轴对称设置。即可以理解，第四连接部132为轴对称设置，其对称轴沿第一方向延伸。同时第三连接部131的第二连接段1312连接第四连接部132的第一连接段1321的中点位置，使得第三连接部131的第二连接段1312与第四连接部132的对称轴重合。

在一实施例中，所述第一地单元21包括呈L字形连接的第五连接部211和第六连接部212，所述第五连接部211沿所述第一方向延伸并与所述第一辐射部11之间设有所述第一缝隙41，且所述第五连接部211的延伸终点与所述第二辐射部12之间设有第三缝隙43，所述第六连接部212连接所述第五连接部211的延伸起点并沿所述第二方向延伸；具体的，第一地单元21包括第五连接部211和第六连接部212，第五连接部211和第六连接部212以L字形连接，其中，第五连接部211自其与第六连接部212的连接点沿第一方向延伸，其在该延伸方向上与第一辐射部11形成第一缝隙41，同时其在延伸终点与第二辐射部12形成第三缝隙43。其中第三缝隙43与第一缝隙41连通。还有一实施例中，第三缝隙43的宽度大于第一缝隙41的宽度。在另一实施例中，在第五连接部211上设有第一小孔2111，其中第一小孔2111可以靠近第一缝隙41和第三缝隙43设置。在一实施例中，第六连接部212远离第五连接部211的一侧与第一辐射部11的延伸起点沿第二方向对齐。

在一实施例中，所述第二地单元22包括呈L字形连接的第七连接部221和第八连接部222，所述第七连接部221沿所述第一方向延伸并与所述第一辐射部11之间设有所述第二缝隙42，且所述第七连接部221的延伸终点与所述第三辐射部13之间设有第四缝隙44，所述第八连接部222连接所述第七连接部221的延伸起点并沿所述第二方向的反方向延伸。具体的，第二地单元22包括第七连接部221和第八连接部222，第七连接部221和第八连接部222以L字形连接，其中，第七连接部221自其与第八连接部222的连接点沿第一方向延伸，其在该延伸方向上与第一辐射部11形成第二缝隙42，同时其在延伸终点与第三辐射部13形成第四缝隙44。其中第四缝隙44与第二缝隙42连通。还有一实施例中，第四缝隙44的宽度大于第二缝隙42的宽度。在另一实施例中，在第七连接部221上设有第二小孔2211，其中第二小孔2211可以靠近第二缝隙42和第四缝隙44设置。在一实施例中，第八连接部222远离第七连接部221的一侧与第一辐射部11的延伸起点沿第二方向对齐。

在一实施例中，所述第一辐射部11为共面波导设置。具体的，其通过共面波导设置，可以进一步的提高天线性能。

如图2所示，一具体的实施例中的端口S参数示意图，其主要是回波参数，图3是一实施例对应的的端口群时延参数示意图。

另，本实用新型的一种电子设备，其包括如上面任意一项的UWB天线，其通过第一辐射部11的延伸起点连接至内部电子电路，可以在保证电子设备的性能的同时，实现电子设备的整个体积的减小。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种UWB天线，其特征在于，包括：基板（30）、设置于所述基板（30）的同一表面上的辐射单元和地单元；

所述辐射单元包括：沿第一方向延伸的第一辐射部（11），连接所述第一辐射部（11）的延伸终点与所述第一辐射部（11）呈L字形连接并沿第二方向延伸的第二辐射部（12），连接所述第一辐射部（11）的延伸终点与所述第一辐射部（11）呈L字形连接并沿所述第二方向的反方向延伸的第三辐射部（13）；

所述地单元包括：与所述第一辐射部（11）间隔第一缝隙（41）并沿所述第二方向延伸的第一地单元（21），与所述第一辐射部（11）间隔第二缝隙（42）并沿所述第二方向的反方向延伸的第二地单元（22）。

2.根据权利要求1所述的UWB天线，其特征在于，所述第一辐射部（11）为轴对称设置；

所述第二辐射部（12）与所述第三辐射部（13）以所述第一辐射部（11）的对称轴为轴对称设置；和/或所述第一地单元（21）与所述第二地单元（22）以所述第一辐射部（11）的对称轴为轴对称设置。

3.根据权利要求1所述的UWB天线，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向互相垂直。

4.根据权利要求1所述的UWB天线，其特征在于，所述第二辐射部（12）包括L字形的第一连接部（121）和工字形的第二连接部（122）；

其中，所述第一连接部（121）的第一连接段（1211）连接所述第一辐射部（11）、所述第一连接部（121）的第二连接段（1212）沿所述第一方向连接所述第二连接部（122）的第一连接段（1221），所述第二连接部（122）的第一连接段（1221）分别连接所述第二连接部（122）的第二连接段（1222）和第三连接段（1223）。

5.根据权利要求4所述的UWB天线，其特征在于，所述第二连接部（122）以所述第一连接部（121）的第二连接段（1212）为轴对称设置。

6.根据权利要求1所述的UWB天线，其特征在于，所述第三辐射部（13）包括L字形的第三连接部（131）和工字形的第四连接部（132）；

其中，所述第三连接部（131）的第一连接段（1311）连接所述第一辐射部（11）、所述第三连接部（131）的第二连接段（1312）沿所述第一方向连接所述第四连接部（132）的第一连接段（1321），其中所述第四连接部（132）的第一连接段（1321）分别连接所述第四连接部（132）的第二连接段（1322）和第三连接段（1323）。

7.根据权利要求6所述的UWB天线，其特征在于，所述第四连接部（132）以所述第三连接部（131）的第二连接段（1312）为轴对称设置。

8.根据权利要求1所述的UWB天线，其特征在于，

所述第一地单元（21）包括呈L字形连接的第五连接部（211）和第六连接部（212），所述第五连接部（211）沿所述第一方向延伸并与所述第一辐射部（11）之间设有所述第一缝隙（41），且所述第五连接部（211）的延伸终点与所述第二辐射部（12）之间设有第三缝隙（43），所述第六连接部（212）连接所述第五连接部（211）的延伸起点并沿所述第二方向延伸；和/或

所述第二地单元（22）包括呈L字形连接的第七连接部（221）和第八连接部（222），所述第七连接部（221）沿所述第一方向延伸并与所述第一辐射部（11）之间设有所述第二缝隙（42），且所述第七连接部（221）的延伸终点与所述第三辐射部（13）之间设有第四缝隙（44），所述第八连接部（222）连接所述第七连接部（221）的延伸起点并沿所述第二方向的反方向延伸。

9.根据权利要求1所述的UWB天线，其特征在于，所述第一辐射部（11）为共面波导设置。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的UWB天线。

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