CN218448448U - 一种宽带Sub-6GHz天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种宽带Sub‑6GHz天线，包括基板、地板、呈“F”型的第一辐射组件、呈倒“L”型的第二辐射组件以及馈电带条；所述基板位于所述地板上方并与所述地板相连；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件分别位于所述基板的两面；所述馈电带条与所述第二辐射组件电性相连；所述第一辐射组件与所述地板电性相连；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件有重叠的部分并通过通孔电性相连，通过两面设计天线的辐射结构，可以有效增加Sub‑6GHz天线的带宽，并且不占用较多的空间，还可以实现天线较好的接地效果，进一步提升天线的辐射效率。

Description

一种宽带Sub-6GHz天线

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，特别涉及一种通过介质板两面设计天线走线以提升天线带宽的Sub-6GHz天线。

背景技术

耦合：当自由空间中有两个以上辐射单元排列时，某一个辐射单元除受自身电流所产生的电磁作用，也会受到其他辐射单元的电流所产生的电磁作用的影响，尤其当辐射单元彼此靠近时，它们之间将会产生复杂的相互作用，这种相互作用被称为互耦。

Sub-6GHz：第五代移动通信主要分成毫米波和Sub-6GHz两个大部分。其中Sub-6GHz指6GHz以下的5G频点，根据我国工信部的规划，主要包括N1、N28、N41、N77、N78、N79频段。但是目前工信部对5G终端的入网要求是支持N77和N78频段，其他的频段暂未进行强制推广，但是随着5G基站建设的不断发展，未来的5G终端必将支持上述全部频段，这是通信技术发展的一大趋势，也是我国5G发展的一大趋势。

但是，随着无线通信行业的快速发展，特别是5G多频段的普及，仅5G多频段的支持可能就需要几颗天线，此时，移动终端有限的内部空间里需要集成更多的天线，因此，终端天线厂商需要对天线的结构进行改良，减少天线对空间的占用率。目前，如何将多频段天线集成在一起和减小天线的尺寸，成为终端厂商的重要研究方向。现有的技术方案都是通过同侧介质板进行天线设计，由于尺寸所限，天线带宽受限，难以实现宽带宽辐射。

有鉴于此，急需设计出一种介质板双面走线的新型宽带Sub-6GHz天线，以解决目前天线尺寸与带宽的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种宽带Sub-6GHz天线，解决Sub-6GHz天线通过单面走线往往占用空间大，且无法同时实现较好的带宽与辐射效率的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种宽带Sub-6GHz天线，包括基板、地板、第一辐射组件、第二辐射组件以及馈电带条；所述基板位于所述地板上方并与所述地板相连；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件分别位于所述基板的两面；所述馈电带条与所述第二辐射组件电性相连；所述第一辐射组件与所述地板电性相连。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第一辐射组件呈“F”形，包括第一辐射枝节、第二辐射枝节以及第三辐射枝节；所述第一辐射枝节、所述第二辐射枝节均与所述第三辐射枝节垂直相连。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节之间还设有离散元件。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述离散元件为电容值为0.5～3pF的电容。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节之间的距离为0.6±0.2mm。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述离散元件的电容值与所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节之间的距离成正比。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第一辐射枝节的长度大于所述第二辐射枝节的长度。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第一辐射枝节的长度为14.8±1.48mm，所述第二辐射枝节的长度为8.2±0.82mm，所述第三辐射枝节的长度为6.4±0.64mm。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第一辐射枝节、第二辐射枝节以及第三辐射枝节的宽度相等，为1.4±0.14mm。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第二辐射组件呈倒“L”形，包括第四辐射枝节和第五辐射枝节；所述第四辐射枝节与所述第五辐射枝节垂直相连。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第四辐射枝节的长度为4±0.4mm，宽度为1.4±0.14mm。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第五辐射枝节的长度为6.4±0.64mm，宽度为1.4±0.14mm

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述第四辐射枝节与所述第一辐射枝节的走线有相互重叠的部分。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，还包括匹配单元，所述匹配单元电性连接于所述馈电带条与所述第二辐射组件之间。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述匹配单元包括电容、电感以及电阻中的一种或多种。

可选的，在所述的一种宽带Sub-6GHz天线中，所述基板上还设有通孔，所述第一辐射组件与所述第二辐射组件通过所述通孔电性相连。

本实用新型的有益效果是：

提供一种包括基板、地板、呈“F”型的第一辐射组件、呈倒“L”型的第二辐射组件以及馈电带条的Sub-6GHz天线；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件分别位于所述基板的两面；所述馈电带条与所述第二辐射组件电性相连；所述第一辐射组件与所述地板电性相连；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件有重叠的部分并通过通孔电性相连，通过两面设计天线的辐射结构，可以有效增加Sub-6GHz天线的带宽，并且不占用较多的空间，还可以实现天线较好的接地效果，进一步提升天线的辐射效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线的结构图；

图2为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线第一辐射组件的结构图；

图3为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线第二辐射组件的结构图；

图4为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线的S参数仿真对比图；

图5为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线的效率仿真图；

图6为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线的表面电流分布仿真图；

图7为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线的方向仿真图；

其中，各附图标记说明如下：

1－基板；2－地板；3－第一辐射组件；4－第二辐射组件；5－馈电带条；11－通孔；31－第一辐射枝节；32－第二辐射枝节；33－第三辐射枝节；34-离散元件；41－第四辐射枝节；42－第五辐射枝节。

具体实施方式

以下结合附图、表格和具体实施例对本实用新型提出的一种宽带Sub-6GHz天线及终端做进一步详细说明。需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及附图说明中的“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，以便描述本实用新型的实施例，而不用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的结构在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、的方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、的方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以往的天线设计往往是通过介质板单面布置天线的全部枝节，然后通过cable线或者馈电点进行馈电。如此设计的好处是天线更容易设计更多的走线方式，天线也更容易调试和进行测试。但当天线设计需要支持更多的频段，需要更高的带宽时，介质板单面布置天线就会需要设计更多的馈电枝节，此时，天线的走线方式就会相对困难，而且占用的空间就会较大；进一步的，单面设计的天线走线往往很难进行调试和测试，而且很难设计出较高的天线带宽，且天线往往更容易受到其他元器件的干扰。

为了解决上述困难，本实用新型提供一种包括基板、地板、第一辐射组件、第二辐射组件以及馈电带条的Sub-6GHz天线；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件分别位于所述基板的两面；所述馈电带条与所述第二辐射组件电性相连；所述第一辐射组件与所述地板电性相连；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件有重叠的部分并通过通孔电性相连，通过两面设计天线的辐射结构，可以有效增加Sub-6GHz天线的带宽，并且不占用较多的空间，还可以实现天线较好的接地效果，进一步提升天线的辐射效率。

请参阅图1，图1为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线的结构图，实用新型提供一种宽带Sub-6GHz天线，包括所述基板1、所述地板2、呈“F”型的所述第一辐射组件3、呈倒“L”型的所述第二辐射组件4以及所述馈电带条5；所述基板1位于所述地板2上方并与所述地板2相连；所述第一辐射组件3与所述第二辐射组件4分别位于所述基板1的两面；所述馈电带条5与所述第二辐射组件4电性相连；所述第一辐射组件3与所述地板2电性相连；所述宽带Sub-6GHz天线还包括匹配单元(图中未示出)，所述匹配单元电性连接于所述馈电带条5与所述第二辐射组件4之间；所述匹配单元为电容、电感和电阻中的一种或多种。

请继续参阅图2，图2为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线第一辐射组件的结构图，所述第一辐射组件3呈“F”型，包括第一辐射枝节31、第二辐射枝节32以及第三辐射枝节33；所述第一辐射枝节31、所述第二辐射枝节32均与所述第三辐射枝节33垂直相连；所述第三辐射枝节33与所述地板2电性相连；所述第一辐射枝节31的长度长于所述第二辐射枝节32的长度；所述第一辐射枝节31与所述第二辐射枝节32之间还设有所述离散元件34。

请继续参阅图3，图3为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线第二辐射组件的结构图，所述第二辐射组件呈倒“L”型，包括第三辐射枝节41以及所述第四辐射枝节42；所述第四辐射枝节41与所述第五辐射枝节42垂直相连；所述第五辐射枝节41的长度长于所述第四辐射枝节42的长度；所述第五辐射枝节42与所述馈电带条5电性相连；所述匹配单元位于所述第五辐射枝节42与所述馈电带条5之间。

在本实施例中，所述基板1为介电常数为4.3的FR4介质板，厚度为0.8mm，宽度为8±0.8mm，所述第一辐射枝节31的长度为14.8±1.4mm，宽度为1.4±0.14mm，所述第二辐射枝节32的长度为8.2±0.82mm，宽度为1.4±0.14mm，所述第三辐射枝节33的长度为6.4±0.64mm，宽度为1.4±0.14mm；所述第四辐射枝节41的长度为4±0.4mm，宽度为1.4±0.14mm，所述第五辐射枝节42的长度为6.4±0.64mm，宽度为1.4±0.14mm。可以看出，通过在所述基板1双面走线，使得所述第一辐射组件3以及所述第二辐射组件4的整体尺寸都得到很好的控制，即本实用新型所提供的天线整体占用的空间较少，可以方便终端布置更多的其他设备。

所述第一辐射组件3与所述第二辐射组件4有互相重叠的部分，并且所述基板1上还设有所述通孔11，所述第一辐射组件3与所述第二辐射组件4通过所述通孔11电性相连，此时，所述馈电带条5馈电时，所述第一辐射组件3与所述第二辐射组件4之间会产生耦合作用。请参阅图6，6为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线在3.1GHz、3.5GHz和3.9GHz频点的表面电流分布仿真图，从图中可以看出，所述基板1两面的所述第一辐射组件3与所述第二辐射组件4均实现了较好的电流分布，在3.1GHz低频段的天线辐射结构主要由长枝节负责辐射，在3.5GHz频点电流分布最集中地方在水平长短枝节之间，其中的1.5pF电容起到保证这种电流分布的关键，3.9GHz的高频谐振点的电流分布则主要集中在水平短枝节上，因此，通过上述天线走线方式，实现了宽频带的电流分布和辐射，从而实现了较好的谐振带宽。

在本实施例中，所述第一辐射枝节31与所述第二辐射枝节32之间的距离为0.6mm，所述离散元件34焊接于所述第一辐射枝节31与所述第二辐射枝节32之间，所述离散元件34为电容值为1.5pF的电容；通过增加所述离散元件34进行重新加载，可以明显增加天线的带宽。

需要注意的是，所述离散元件34的电容值与所述第一辐射枝节31与所述第二辐射枝节32之间的距离成正比，即，所述第一辐射枝节31与所述第二辐射枝节32之间的距离越大，则需要更大电容值的所述离散元件34进行加载，才可以实现增加天线带宽的效果。因此，在其他的一些实施例中，也可以设计所述第一辐射枝节31与所述第二辐射枝节32之间不同的距离配合适当电容值的所述离散元件34进行加载匹配，可以匹配一些终端内部的空间。

在本实施例中，所述匹配单元串联于所述馈电带条5与所述第二辐射组件4之间，且所述匹配单元为电容值为2pF的电容，请参阅图4，图4为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线增加所述匹配单元前后的S参数仿真对比图，从图中可以看出，匹配后的阻抗带带宽更宽，且-6dB带宽达到了2.9-3.9GHz约1GHz频点，且从反射系数的仿真中可以明显看出在带内存在两个较为明显的谐振频点。因此可以看出，增加所述匹配单元进行串联匹配确实增加了天线的反射系数带宽。

请继续参阅图5，图5为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线的效率仿真图，从图中可以看出，天线在带内的总效率都在50％以上，对于终端天线来说，是较好的效率性能，也说明，此天线在经过上述特殊的双面结构设计，进行耦合，在所述第一辐射组件3的天线枝节之间增加所述离散元件34，并在所述馈电带条5和所述第二辐射组件4之间增加所述匹配单元后，天线整体实现了非常好的辐射效率。

此外，所述第一辐射组件3和所述第二辐射组件4均包含有垂直相连的辐射分支，所述第一辐射枝节31、所述第二辐射枝节32均与所述第三辐射枝节33垂直相连，所述第四辐射枝节41与所述第五辐射枝节42垂直相连，如此设计，可以使天线获得更好的全向辐射特性。请参阅图7，图7为本实施例所提供的一种宽带Sub-6GHz天线在3.1GHz、3.5GHz和3.9GHz频点处的方向仿真图，从图中可以看出，天线在三个频点处的仿真结果都显示了较好的全向性，这是极好的终端天线的方向图形状，有助于接收通过多径反射造成的各个方向的信号。

综上所述，本实用新型提供一种宽带Sub-6GHz天线，包括基板、地板、呈“F”型的第一辐射组件、呈倒“L”型的第二辐射组件以及馈电带条；所述基板位于所述地板上方并与所述地板相连；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件分别位于所述基板的两面；所述馈电带条与所述第二辐射组件电性相连；所述第一辐射组件与所述地板电性相连；所述天线还包括匹配单元和通孔，所述匹配单元电性连接于所述馈电带条与所述第二辐射组件之间；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件有重叠的部分并通过通孔电性相连，通过两面设计天线的辐射结构，可以有效增加Sub-6GHz天线的带宽，并且不占用较多的空间，还可以实现天线较好的接地效果，进一步提升天线的辐射效率。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本实用新型对此不作限定。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (16)

1.一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，包括基板、地板、第一辐射组件、第二辐射组件以及馈电带条；所述基板位于所述地板上方并与所述地板相连；所述第一辐射组件与所述第二辐射组件分别位于所述基板的两面；所述馈电带条与所述第二辐射组件电性相连；所述第一辐射组件与所述地板电性相连。

2.根据权利要求1所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第一辐射组件呈“F”形，包括第一辐射枝节、第二辐射枝节以及第三辐射枝节；所述第一辐射枝节、所述第二辐射枝节均与所述第三辐射枝节垂直相连。

3.根据权利要求2所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节之间还设有离散元件。

4.根据权利要求3所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述离散元件为电容值为0.5～3pF的电容。

5.根据权利要求2所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节之间的距离为0.6±0.2mm。

6.根据权利要求3所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述离散元件的电容值与所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节之间的距离成正比。

7.根据权利要求2所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第一辐射枝节的长度大于所述第二辐射枝节的长度。

8.根据权利要求2所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第一辐射枝节的长度为14.8±1.48mm，所述第二辐射枝节的长度为8.2±0.82mm，所述第三辐射枝节的长度为6.4±0.64mm。

9.根据权利要求2所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第一辐射枝节、第二辐射枝节以及第三辐射枝节的宽度相等，为1.4±0.14mm。

10.根据权利要求2所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第二辐射组件呈倒“L”形，包括第四辐射枝节和第五辐射枝节；所述第四辐射枝节与所述第五辐射枝节垂直相连。

11.根据权利要求10所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第四辐射枝节的长度为4±0.4mm，宽度为1.4±0.14mm。

12.根据权利要求10所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第五辐射枝节的长度为6.4±0.64mm，宽度为1.4±0.14mm。

13.根据权利要求10所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述第四辐射枝节与所述第一辐射枝节的走线有相互重叠的部分。

14.根据权利要求1所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，还包括匹配单元，所述匹配单元电性连接于所述馈电带条与所述第二辐射组件之间。

15.根据权利要求14所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述匹配单元包括电容、电感以及电阻中的一种或多种。

16.根据权利要求1所述的一种宽带Sub-6GHz天线，其特征在于，所述基板上还设有通孔，所述第一辐射组件与所述第二辐射组件通过所述通孔电性相连。

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