CN218005264U - 一种单极子天线以及移动通讯设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单极子天线，包括：基板，其第一表面设置有第一微带线和第二微带线；馈电端，设于基板的第一表面，对第一微带线和第二微带线输入射频信号；辐射单元，设置于基板的第一表面，分别与第一微带线和第二微带线连接；第一微带线对射频信号进行传输，并对辐射单元输出第一信号；第二微带线对射频信号进行传输，并对辐射单元输出第二信号；其中，第一信号与第二信号之间具有二分之一波长的相位差。采用上述技术方案，使得单极子天线的垂直极化增强，并削弱其水平极化强度，以使在移动通讯设备中减少通讯能量的损耗。本实用新型还提供了一种包含该单极子天线的移动通讯设备。

Description

一种单极子天线以及移动通讯设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种单极子天线以及移动通讯设备。

背景技术

在现有的单极子天线设计中，往往不区分水平极化与垂直极化。在配置单极子天线的移动通讯设备中，如果不区分水平极化与垂直极化或者说仅采用水平极化，相互之间通讯的天线无法无时无刻保持相对水平位置的情况下，将会导致通讯能量损耗较大，因此，有必要在移动通讯设备中增强单极子天线的垂直极化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有单极子天线运用于移动通讯设备中带来的通讯能量损耗较大的问题。本实用新型提供了一种单极子天线，可使得单极子天线的垂直极化增强，并削弱其水平极化强度，以使在移动通讯设备中减少通讯能量的损耗。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种单极子天线，包括：基板，其第一表面设置有第一微带线和第二微带线；馈电端，设于基板的第一表面，对第一微带线和第二微带线输入射频信号；辐射单元，设置于基板的第一表面，分别与第一微带线和第二微带线连接；第一微带线对射频信号进行传输，并对辐射单元输出第一信号；第二微带线对射频信号进行传输，并对辐射单元输出第二信号；其中，第一信号与第二信号之间具有二分之一波长的相位差。

采用上述技术方案，使得单极子天线的垂直极化增强，并削弱其水平极化强度，以使在移动通讯设备中减少通讯能量的损耗。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开了一种单极子天线，第一微带线与第二微带线的长度满足如下的关系式：

其中，L₁表示第一微带线长度，L₂表示第二微带线长度，λ表示电磁波波长，N取奇数。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开了一种单极子天线，背离第一表面的第二表面设置有金属接地层，第一表面上的至少一个接地端通过基板上的金属过孔与金属接地层连接。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开了一种单极子天线，第一微带线和第二微带线采用50欧姆微带线。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开了一种单极子天线，基板采用PCB板材，辐射单元、第一微带线和第二微带线通过蚀刻工艺形成在PCB板材上。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开了一种单极子天线，辐射单元为由导电性金属制成的薄片。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开了一种单极子天线，基板设有电阻，电阻分别与馈电端以及金属接地层相连。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开了一种单极子天线，基板设有电容，电容分别与馈电端、第一微带线以及第二微带线的端部相连。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开了一种单极子天线，单极子天线为V2X天线。

本实用新型的实施方式还公开了一种移动通讯设备，包括上述任一实施方式下的单极子天线。

采用上述技术方案，使得单极子天线的垂直极化增强，并削弱其水平极化强度，以使在移动通讯设备中减少通讯能量的损耗。

附图说明

图1示出本实用新型中单极子天线第一表面的示意图；

图2示出本实用新型中单极子天线第二表面的示意图；

图3示出本实用新型中单极子天线6GHz波段下的仿真电流密度图。

附图标号说明：

单极子天线00；

基板10，第一表面11，第二表面13，第一微带线111，第二微带线112，金属接地层131，金属过孔12，接地端113；

馈电端20；

辐射单元30；

电阻40；

电容50。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

参考图1，一种单极子天线00，包括：基板10、馈电端20和辐射单元30。

具体而言，基板10具有第一表面11和背离第一表面11的第二表面13(如图2所示)，第一表面11设置有第一微带线111和第二微带线112。

馈电端20，设于基板10的第一表面11，对第一微带线111和第二微带线112输入射频信号，馈电端20可以理解为射频信号的发送端，并且馈电端20也可以是射频信号的接收端，接收来自辐射单元30的射频信号。

辐射单元30，设置于基板10的第一表面11，分别与第一微带线111和第二微带线112连接。辐射单元30一般为金属贴片，金属贴片的形状不做限定，在本实施方式中，金属贴片为矩形。

继续参考图1，第一微带线111对从馈电端20接收来的射频信号进行传输，其传输路径如图1中实线箭头所示，对辐射单元30输出第一信号；第二微带线112对从馈电端20接收来的射频信号进行传输，其传输路径如图1中虚线箭头所示，对辐射单元30输出第二信号；其中，第一信号与第二信号之间具有二分之一波长的相位差。

辐射单元30接收到第一信号、与第一信号相差二分之一波长相位差的第二信号，第一信号与第二信号经过叠加后增强了单极子天线00的垂直极化，削弱了其水平极化，更具体说第一信号与第二信号经过叠加后增强了辐射单元30垂直极化，削弱了辐射单元30水平极化，以使在移动通讯设备中减少通讯能量的损耗。

其中，通过使得第一微带线111与第二微带线112的长度满足如下的关系式来保证辐射单元30接收到第一信号、与第一信号相差二分之一波长相位差的第二信号，

其中，L₁表示第一微带线111长度，L₂表示第二微带线112长度，λ表示电磁波波长，N取奇数。

根据不同的条件，第一微带线111长度以及第二微带线112长度可以取值不同，只要满足上述计算公式即可。

参考图2，在其他可能的实施方式中，背离第一表面11(如图1所示)的第二表面13设置有金属接地层131。金属接地层131通常覆铜皮，作为射频信号的传输回路，同时改变辐射单元30的辐射方向。结合图1，第一表面11上的接地端113可以通过基板10上的金属过孔12与金属接地层131连接。接地端113可以设置在馈电端20的两侧。金属过孔12指的是在基板10上形成的多个穿过基板10的通孔。

在其他可能的实施方式中，第一微带线111和第二微带线112采用50欧姆微带线。

在其他可能的实施方式中，基板10厚度为1.4mm-1.8mm，优选地，基板10厚度为1.6mm。

在其他可能的实施方式中，基板10采用PCB板材，辐射单元30、第一微带线111和第二微带线112通过蚀刻工艺形成在PCB板材上。

在其他可能的实施方式中，辐射单元30为由导电性金属制成的薄片，其中，薄片由铜、银和/或金制成，优选地，薄片由铜制成。

参考图1和图2，在其他可能的实施方式中，基板10上设有电阻40，电阻40的一端引脚与馈电端20通过焊接相连，另一端引脚与金属接地层131焊接相连。设置电阻40，一方面可以通过获得电阻40两端的电压来判断该单极子天线00所处的状态；其中，该单极子天线00所处的状态包括：单极子天线00连接正常状态、单极子天线00断开状态和单极子天线00短路状态。另一方面，由于设置了电阻40，并且电阻40的一端接地，可以减小静电对包含该单极子天线00的应用设备的影响，在静电还没有对包含该单极子天线00的应用设备造成危害的时候就将静电导入地面。

参考图1，在其他可能的实施方式中，基板10设有电容50，电容50的一端引脚与馈电端20通过焊接相连，另一端引脚与第一微带线111以及第二微带线112的端部相连。设置电容50，能够避免直流电流信号对馈电端20收发信号的干扰，保障单极子天线00的可靠性和稳定性。

在其他可能的实施方式中，单极子天线00可以是V2X天线，V2X天线主要用于车联网中，例如用于车和车之间、车与路基设备之间的相互通讯。

结合图3，用电磁仿真软件HFSS对本实施方式下的单极子天线00进行仿真实验。

图3示出本实施方式中单极子天线6GHz波段下的仿真电流密度图，可以看到在基板上垂直方向的电流密度要高于水平方向的电流密度。由此可以说本实施方式下，增强了单极子天线辐射单元的垂直极化，削弱了其水平极化。

一种移动通讯设备，包括如上述任一实施方式下的单极子天线，使得单极子天线的垂直极化增强，并削弱其水平极化强度，以使在移动通讯设备中减少通讯能量的损耗。

单极子天线可以设置并应用于移动通讯设备中，移动通讯设备可以包括但不限于手机、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、销售终端(point ofsales，POS)、车载通信设备等。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种单极子天线，包括：

基板，其第一表面设置有第一微带线和第二微带线；

馈电端，设于所述基板的第一表面，对所述第一微带线和第二微带线输入射频信号；

辐射单元，设置于所述基板的第一表面，分别与所述第一微带线和第二微带线连接；所述第一微带线对所述射频信号进行传输，并对所述辐射单元输出第一信号；

所述第二微带线对所述射频信号进行传输，并对所述辐射单元输出第二信号；其中，所述第一信号与第二信号之间具有二分之一波长的相位差。

2.如权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，所述第一微带线与第二微带线的长度满足如下的关系式：

其中，L₁表示所述第一微带线长度，L₂表示所述第二微带线长度，λ表示电磁波波长，N取奇数。

3.如权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，背离所述第一表面的第二表面设置有金属接地层，所述第一表面上的至少一个接地端通过所述基板上的金属过孔与所述金属接地层连接。

4.如权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，所述第一微带线和第二微带线采用50欧姆微带线。

5.如权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，所述基板采用PCB板材，所述辐射单元、第一微带线和第二微带线通过蚀刻工艺形成在所述PCB板材上。

6.如权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，所述辐射单元为由导电性金属制成的薄片。

7.如权利要求3所述的单极子天线，其特征在于，所述基板设有电阻，所述电阻分别与所述馈电端以及所述金属接地层相连。

8.如权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，所述基板设有电容，所述电容分别与所述馈电端、第一微带线以及第二微带线的端部相连。

9.如权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，所述单极子天线为V2X天线。

10.一种移动通讯设备，包括根据权利要求1-9任一项所述的单极子天线。

Images