CN216288954U - 全向超宽带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全向超宽带天线，包括天线基板、馈电层、寄生层、阻抗变换层、第一辐射单元和第二辐射单元。其中，天线基材包括相对设置的第一面和第二面，依次电性连接的馈电层、阻抗变换层和第一辐射单元设置于第一面以产生主辐射；寄生层包括设置在第一面的第一寄生层和设置在第二面的第二寄生层，第一寄生层和第二寄生层通过沉孔结构电性连接；第二辐射单元设置在第二面，包括第一耦合层，以及位于第一耦合层与第二寄生层之间的缝隙结构，第一耦合层与缝隙结构共同形成耦合辐射。与现有技术相比，本实用新型提供的全向超宽带天线在满足全向性好、频率覆盖范围广的同时，具有尺寸小满足当今产品小型化的发展需求。

Description

全向超宽带天线

技术领域

本实用新型涉及电子通讯中的天线技术领域，特别是涉及一种全向超宽带天线。

背景技术

随着移动终端设备的快速普及，移动数据用户希望移动终端设备在任何地方都能快速联网，且能在各种频段和协议下顺畅工作。在移动终端设备中天线是其连接网络的重要器件，优化天线的性能显得越来越重要。

随着3G、LTE、5G无线局域网WALN(Wireless Local Area Networks)等新技术标准的广泛运用，传统的天线结构存在全向覆盖性差、覆盖频率窄、网络传输慢、抗干扰性差、占用空间大的问题，已经不能满足目前移动通信网络建设的要求。

因此，亟需一种全向性好，频率覆盖范围广的天线。

实用新型内容

本申请实施例提供一种全向超宽带天线，在满足全向性好、频率覆盖范围广的同时，具有尺寸小满足当今产品小型化的发展需求。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种全向超宽带天线，包括天线基材、馈电层、寄生层、阻抗变换层、第一辐射单元和第二辐射单元，其中：

所述天线基材包括相对设置的第一面和第二面，所述馈电层、所述阻抗变换层和所述第一辐射单元设置于所述第一面，所述馈电层与所述阻抗变换层电性连接，所述阻抗变换层与所述第一辐射单元电性连接产生主辐射；

所述寄生层包括设置在所述第一面的第一寄生层和设置在所述第二面的第二寄生层，所述第一寄生层和所述第二寄生层通过沉孔结构电性连接；

所述第二辐射单元设置在所述第二面，包括第一耦合层，以及位于所述第一耦合层与所述第二寄生层之间的缝隙结构，所述第一耦合层与所述缝隙结构共同形成耦合辐射。

优选地，还包括接地层，所述接地层与所述第一寄生层电性连接以共同形成寄生辐射。

优选地，所述第一寄生层包括凹槽结构，所述馈电层位于所述凹槽结构内，以拓宽所述全向超宽带天线的辐射带宽。

优选地，所述第二寄生层正对于所述第一寄生层设置，以拓宽所述全向超宽带天线的辐射带宽。

优选地，所述第二寄生层的内侧缘上设置有多个缺口结构。

优选地，多个所述缺口结构相互之间尺寸不同。

优选地，还包括第二耦合层，所述第二耦合层设置在所述第二面，所述第二耦合层至少部分与所述阻抗变换层正对设置以共同形成作用产生寄生辐射。

本实用新型的有益效果在于：通过沉孔结构将分别位于天线基材两面的第一寄生层与第二寄生层电性连接，在不扩大天线整体物理尺寸的前提小，增大了其电性尺寸；除设置第一辐射单元产生主辐射外，还设置有寄生层、包括第一耦合层和缝隙结构的第二辐射单元，能够大大的拓宽全向超宽带天线的带宽，与现有技术相比，本申请在满足全向性好、频率覆盖范围广的同时，具有尺寸小满足当今产品小型化的发展需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例中全向超宽带天线第一面的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中全向超宽带天线第二面的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中全向超宽带天线的驻波比图；

图4为本实用新型实施例中全向超宽带天线的效率增益图。

附图标记：1、天线基材；1A、第一面；1B、第二面；2、馈点层；3、阻抗变换层；4、第一辐射单元；5、寄生层；5a、第一寄生层；5a1、凹槽结构；5b、第二寄生层；5c、沉孔结构；5d、缺口结构；6、第二辐射单元；6a、第一耦合层；6b、缝隙结构；7、第二耦合层；8、接地层。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

本申请实施例通过提供了一种全向超宽带天线，解决现有技术中传统的天线结构存在全向覆盖性差、覆盖频率窄、网络传输慢、抗干扰性差、占用空间大的技术问题。

如图1至图2所示，为本申请一实施例：

一种全向超宽带天线，包括天线基材1、馈电层2、阻抗变换层3、第一辐射单元4、寄生层5和第二辐射单元6，其中天线基材1包括相对设置的第一面1A和第二面1B。示例性的，天线基材1选用FR4材料，不仅成本低廉，而且加工工艺简单，制备得到的天线一致性高、性能稳定。馈电层2、阻抗变换层3和第一辐射单元4设置在第一面1A上，且馈电层2直接与阻抗变换层3电性连接，阻抗变换层3直接与第一辐射单元4电性连接产生主辐射。第一辐射单元4采用半波偶极子形式，其辐射体长度约等于四分之一波长，能产生水平方向辐射360度信号，使得水平方向每个角度的用户都能接受到信号。寄生层5包括位于第一面1A的第一寄生层5a和位于第二面1B的第二寄生层5b，以及电性连接第一寄生层5a与第二寄生层5b的沉孔结构5c。沉孔结构5c能有效的将第一寄生层5a和第二寄生层5b连接在一起，在不增加全向超宽带天线的物理尺寸的前提下，可以有效增加其电尺寸，使得天线在低频段能够实现更好的辐射性能。第二辐射单元6设置在第二面1B，包括第一耦合层6a和位于第一耦合层6a和第二寄生层5b之间的缝隙结构6b，第一耦合层6a与缝隙结构6b共同作用以形成耦合辐射，拓宽全向超宽带天线的带宽。

为解决现有技术中传统的天线结构存在全向覆盖性差、覆盖频率窄、网络传输慢、抗干扰性差、占用空间大的技术问题，本申请通过沉孔结构将分别位于天线基材两面的第一寄生层与第二寄生层电性连接，在不扩大天线整体物理尺寸的前提小，增大了其电性尺寸；除设置第一辐射单元产生主辐射外，还设置有寄生层、包括第一耦合层和缝隙结构的第二辐射单元，能够大大的拓宽全向超宽带天线的带宽，在满足全向性好、频率覆盖范围广的同时，具有尺寸小满足当今产品小型化的发展需求。

优选地，全向超宽带天线还包括接地层8，接地层8与第一寄生层5a电性连接以共同形成寄生辐射。

优选地，第一寄生层5a包括凹槽结构5a1，馈电层2位于凹槽结构5a1内，以拓宽全向超宽带天线的辐射带宽。具体地，第一寄生层5a分布在馈电层2的两侧，凹槽结构5a1以套筒的形式包围馈电层2，当天线馈电时，电流方向通过馈电层2朝第一辐射单元4方向流动，同时第一寄生层5a的凹槽结构5a1改变了天线在第一寄生层5a上的电流流动方向，增加了电流流动路径，从而产生了新的且与原有谐振频率相近的谐振点，有效拓展了天线带宽。

优选地，第二寄生层5b正对于第一寄生层5a设置，可以有效提高天线基材1的利用率，以拓宽全向超宽带天线的辐射带宽，同时有利于满足当今产品小型化、微型化的发展需求。

优选地，第二寄生层5b的内侧缘上设置有多个缺口结构5d。更为具体地，多个缺口结构5d相互之间尺寸各不相同。示例性的，在第二寄生层5b的内侧缘上设置了四个尺寸相近且各不相同的缺口结构5d，由于缺口结构5d的尺寸各不相同，其电流流动的路径不同，从而可以让天线产生多个不同的谐振点，由于这些缺口结构5d的尺寸非常相近，产生的天线谐振点同样非常接近，多个谐振点的谐振效果共同叠加，可以有效拓展天线带宽。

优选地，全向超宽带天线还包括第二耦合层7，第二耦合层7设置在第二面1B，第二耦合层7至少部分与阻抗变换层3正对设置以共同形成作用产生寄生辐射。具体地，当电流通过阻抗变换层3和第一辐射单元4时，位于第二面1B的第二耦合层7通过耦合激励产生了一定的感应电流，第二耦合层7与阻抗变换层3和第一辐射单元4之间的耦合产生了电容效应，与天线本身自带的电感特性相抵消，从而可以在原天线谐振频率附近产生一个新的谐振频率，可以有效拓展全向超宽带天线的带宽。

在本申请一具体实施方式中，全向超宽带天线的整体尺寸(即天线基材1的尺寸)控制在122mm x 18mm x 1mm，天线基材1的第一面1A上设置有馈电层2、阻抗变换层3、第一辐射单元4以及接地层8、第一寄生层5a，凹槽结构5a1，天线基材1的第二面1B上设置有与第一寄生层5a正对设置且通过沉孔结构5c与其电性连接的第二寄生层5b，还设置有第一耦合层6a和第二耦合层7，其中第一耦合层6a与第二寄生单元5b之间设置有缝隙结构6b，第二耦合层7至少部分与阻抗变换层3正对设置。该全向超宽带天线的频率范围在617–960MHz/1710–6000MHz，如图3所示，其VSWR(Voltage Standing Wave Ratio，驻波比，又称SWR)小于3，如图4所示，该全向超宽带天线在617–960MHz的效率在30％以上，在1710–6000MHz的效率在60％以上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。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，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，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种全向超宽带天线，其特征在于，包括天线基材、馈电层、寄生层、阻抗变换层、第一辐射单元和第二辐射单元，其中：

所述天线基材包括相对设置的第一面和第二面，所述馈电层、所述阻抗变换层和所述第一辐射单元设置于所述第一面，所述馈电层与所述阻抗变换层电性连接，所述阻抗变换层与所述第一辐射单元电性连接产生主辐射；

所述寄生层包括设置在所述第一面的第一寄生层和设置在所述第二面的第二寄生层，所述第一寄生层和所述第二寄生层通过沉孔结构电性连接；

所述第二辐射单元设置在所述第二面，包括第一耦合层，以及位于所述第一耦合层与所述第二寄生层之间的缝隙结构，所述第一耦合层与所述缝隙结构共同形成耦合辐射。

2.根据权利要求1所述的全向超宽带天线，其特征在于：还包括接地层，所述接地层与所述第一寄生层电性连接以共同形成寄生辐射。

3.根据权利要求1或2所述的全向超宽带天线，其特征在于：所述第一寄生层包括凹槽结构，所述馈电层位于所述凹槽结构内，以拓宽所述全向超宽带天线的辐射带宽。

4.根据权利要求3所述的全向超宽带天线，其特征在于：所述第二寄生层正对于所述第一寄生层设置，以拓宽所述全向超宽带天线的辐射带宽。

5.根据权利要求4所述的全向超宽带天线，其特征在于：所述第二寄生层的内侧缘上设置有多个缺口结构。

6.根据权利要求5所述的全向超宽带天线，其特征在于：多个所述缺口结构相互之间尺寸不同。

7.根据权利要求1所述的全向超宽带天线，其特征在于：还包括第二耦合层，所述第二耦合层设置在所述第二面，所述第二耦合层至少部分与所述阻抗变换层正对设置以共同形成作用产生寄生辐射。

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