CN219739296U - 一种微带单极子天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微带单极子天线，包括印制电路板基板和位于该印制电路板基板上表层的天线本体，该天线本体包括L形缝隙、接地板和净空区域；所述L形缝隙包括横向部和纵向部，且该纵向部远离横向部的一端设有开口；所述L形缝隙和净空区域均位于接地板的一侧，且该L形缝隙和净空区域之间设有接地板；所述净空区域的上部设有长方形的天线辐射单元；所述天线本体的谐振频率为5‑6GHz；当纵向部的长度为8mm，横向部的长度为10mm，该纵向部和横向部的宽度均为2mm时，同时天线辐射单元的长度为8mm及宽度为2mm时，微带单极子天线的谐振点更接近5.5GHz，并且在目标频段5‑6GHz内，S参数在‑10dB以下，此时的微带单极子天线的频宽最大，无线覆盖性能更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种微带单极子天线。
背景技术
随着WLAN无线通信技术的发展，Wi-Fi设备已是家庭及办公环境必不可少的产品，Wi-Fi产品的形态也随着技术迭代在不断更新，在尽量保证产品无线性能最优的同时争取外观小巧美观一直是大家不断追寻的目标。Wi-Fi天线的形态很大程度决定了产品尺寸与外观，目前行业常见天线形态有外置棒状天线、内置独立PCB天线、内置贴片LTCC天线和微带单极子天线等。
其中微带单极子天线尺寸小、成本低，且微带单极子天线能通过设计出合理的L形开缝、净空区域以及辐射单元的尺寸，取得比较理想的无线覆盖性能。而在5-6GHz谐振频率下，目前的微带单极子天线的无线覆盖性能较差。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种微带单极子天线，通过设计出合适的L型缝隙及天线辐射单元的尺寸，使微带单极子天线在5-6GHz谐振频率下，无线覆盖性能更好。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型提出一种微带单极子天线，包括印制电路板基板和位于该印制电路板基板上表层的天线本体，该天线本体包括L形缝隙、接地板和净空区域；
所述L形缝隙包括横向部和纵向部，且该纵向部远离所述横向部的一端设有开口；
所述L形缝隙和净空区域均位于所述接地板的一侧，且所述L形缝隙和净空区域之间设有接地板；所述净空区域的上部设有长方形的天线辐射单元；
所述天线本体的谐振频率为5-6GHz；
其中所述纵向部的长度为5-10mm，所述横向部的长度为5-15mm，所述纵向部和横向部的宽度均为1-3mm；
所述天线辐射单元的宽度为1-3mm，长度为5-10mm。
进一步地、所述净空区域的形状为长方形，该净空区域的长度为10-20mm，宽度为5-10mm。
进一步地、所述纵向部的开口朝向净空区域的一侧到净空区域之间的水平距离为X1，该X1的取值为5-15mm。
进一步地、所述天线辐射单元朝向所述L形缝隙的一侧设有第一馈电点，该第一馈电点与所述天线辐射单元电连接；
位于所述L形缝隙和净空区域之间的接地板朝向所述第一馈电点的一侧匹配设有第二馈电点，该第二馈电点与所述接地板电连接。
进一步地、所述天线辐射单元设有第一馈电点的一侧与所述接地板设有第二馈电点的一侧之间的水平距离为0.5-1mm。
进一步地、所述纵向部的开口、天线辐射单元的顶端以及净空区域的顶端均处于所述接地板的同一条边缘线上。
进一步地、所述接地板的材质为铜箔。
进一步地、所述印制电路板基板为FR-1介质基板、FR-2介质基板、FR-4介质基板、CEM-3介质基板和PTFE介质基板中的任意一种介质基板。
实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：
本实用新型提出的微带单极子天线，当L形缝隙的纵向部和横向部的宽度均为2mm，纵向部212的长度为8mm，横向部211的长度为10mm时，同时天线辐射单元的长度为8mm及宽度为2mm时，谐振点更接近5.5GHz，并且在目标频段5-6GHz内，S参数在-10dB以下，此时的微带单极子天线的频宽最大，无线覆盖性能更好。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为本申请中的微带单极子天线的俯视图；
图2为本申请中的S参数随纵向部和横向部的不同宽度的变化示意图；
图3为本申请中的S参数随L形缝隙的不同尺寸的变化示意图；
图4为本申请中的S参数净空区域的不同尺寸的变化示意图；
图5为本申请中的S参数随X1的不同长度的变化示意图；
图6为本申请中的S参数随天线辐射单元的不同尺寸的变化示意图。
附图标记：
1、印制电路板基板；2、天线本体；21、L形缝隙；211、横向部；212、纵向部；22、接地板；221、第二馈电点；23、净空区域；24、天线辐射单元；241、第一馈电点。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
作为一种实施例，参照附图1-6，一种微带单极子天线，包括印制电路板基板1和位于该印制电路板基板1上表层的天线本体2，该天线本体2包括L形缝隙21、接地板22和净空区域23。
所述L形缝隙21包括横向部211和纵向部212，且该纵向部212远离所述横向部211的一端设有开口。
所述L形缝隙21和净空区域23均位于所述接地板22的一侧，且所述L形缝隙21和净空区域23之间设有接地板22；所述净空区域23的上部设有长方形的天线辐射单元24。
所述天线本体2的谐振频率为5-6GHz。
其中所述纵向部212的长度为5-10mm，所述横向部211的长度为5-15mm，所述纵向部212和横向部211的宽度均为1-3mm；所述天线辐射单元24的宽度为1-3mm，长度为5-10mm。
本实施例中，参照附图2、3和6，其中横坐标是带宽f，纵坐标是天线回波损耗S参数，附图2中三种线型表示纵向部212和横向部211的宽度，附图3中的三种线型表示纵向部212和横向部211的宽度*纵向部212的长度*横向部211的长度。附图6中的三种线型表示不同的天线辐射单元24长度*天线辐射单元24的宽度。
本微带单极子天线的目标谐振频率为5-6GHz，且理想的谐振点位置应处于带宽中心位置，即5.5GHz处，因此各图中曲线显示的谐振点位置更靠近5.5GHz处点，并且5-6GHz频率范围内，S参数均处于-10dB以下则为更优设计。
因此根据附图2可得出当纵向部212和横向部211的宽度均为2mm时，谐振点更接近5.5GHz，并且在目标频率5-6GHz内S参数在-10dB以下；再根据附图3可得出，当纵向部212和横向部211的宽度均为2mm，纵向部212的长度为8mm，横向部211的长度为10mm；同时再根据附图6得出天线辐射单元24的长度为8mm，天线辐射单元24的宽度为2mm时，谐振点更接近5.5GHz，并且在目标频段5-6GHz内，S参数在-10dB以下，此时微带单极子天线的频宽最大，无线覆盖性能更好。
作为一种实施例，参照附图1，所述印制电路板基板1为FR-1介质基板、FR-2介质基板、FR-4介质基板、CEM-3介质基板和PTFE介质基板中的任意一种介质基板。印制电路板基板1优选为FR-4介质基板，其介电常数为4.2，并且该FR-4介质基板的尺寸为30*45mm，厚度为1.2mm。
所述接地板22的材质为铜箔。且L形缝隙21和净空区域23内除天线辐射单元24外无铜箔。
参照附图4-5，其中横坐标是带宽f，纵坐标是天线回波损耗S参数。
参照附图4，所述净空区域23的形状为长方形，该净空区域23的长度为10-20mm，宽度为5-10mm。附图4中的三种线型表示净空区域23的宽度*净空区域23的长度；当净空区域23的长度为15mm，净空区域23的宽度为8mm时，谐振点更接近5.5GHz，并且在目标频段5-6GHz内，S参数在-10dB以下，此时微带单极子天线的频宽最大，无线覆盖性能更好。
参照附图5，所述纵向部212的开口朝向净空区域23的一侧到净空区域23之间的水平距离为X1，该X1的取值为5-15mm。附图5中的三种线型表示X1的不同长度；当X1为10mm时，谐振点更接近5.5GHz，并且在目标频段5-6GHz内，S参数在-10dB以下，此时微带单极子天线的频宽最大，无线覆盖性能更好。
参照附图1，所述天线辐射单元24朝向所述L形缝隙21的一侧设有第一馈电点241，该第一馈电点241与所述天线辐射单元24电连接；天线辐射单元24的上表层覆盖有一层铜箔。
位于所述L形缝隙21和净空区域23之间的接地板22朝向所述第一馈电点241的一侧匹配设有第二馈电点221，该第二馈电点221与所述接地板22电连接。第一馈电点241和第二馈电点221均为天线辐射单元24与射频信号电路相连通的射频焊盘；天线辐射单元24为射频信号发射与接收的天线单元，通过第一馈电点241和第二馈电点221连接射频信号电路，再与接地板22共同激励射频电磁场，并向空间辐射电磁波。
所述天线辐射单元24设有第一馈电点241的一侧与所述接地板22设有第二馈电点221的一侧之间的水平距离为0.5-1mm。
所述纵向部212的开口、天线辐射单元24的顶端以及净空区域23的顶端均处于所述接地板22的同一条边缘线上。
参照附图2-6，本实用新型的微带单极子天线的更优设计：
①L形缝隙21的纵向部212和横向部211的宽度均为2mm，纵向部212的长度为8mm，横向部211的长度为10mm时；②净空区域23的长度为15mm，净空区域23的宽度为8mm时；③X1为10mm时；④天线辐射单元24的长度为8mm，天线辐射单元24的宽度为2mm时。
同时满足上述四个条件后，微带单极子天线的频宽最大，无线覆盖性能更好。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。
Claims (8)
1.一种微带单极子天线，其特征在于，包括印制电路板基板(1)和位于该印制电路板基板(1)上表层的天线本体(2)，该天线本体(2)包括L形缝隙(21)、接地板(22)和净空区域(23)；
所述L形缝隙(21)包括横向部(211)和纵向部(212)，且该纵向部(212)远离所述横向部(211)的一端设有开口；
所述L形缝隙(21)和净空区域(23)均位于所述接地板(22)的一侧，且所述L形缝隙(21)和净空区域(23)之间设有接地板(22)；所述净空区域(23)的上部设有长方形的天线辐射单元(24)；
所述天线本体(2)的谐振频率为5-6GHz；
其中所述纵向部(212)的长度为5-10mm，所述横向部(211)的长度为5-15mm，所述纵向部(212)和横向部(211)的宽度均为1-3mm；
所述天线辐射单元(24)的宽度为1-3mm，长度为5-10mm。
2.根据权利要求1所述的微带单极子天线，其特征在于，
所述净空区域(23)的形状为长方形，该净空区域(23)的长度为10-20mm，宽度为5-10mm。
3.根据权利要求1所述的微带单极子天线，其特征在于，
所述纵向部(212)的开口朝向净空区域(23)的一侧到净空区域(23)之间的水平距离为X1，该X1的取值为5-15mm。
4.根据权利要求1所述的微带单极子天线，其特征在于，
所述天线辐射单元(24)朝向所述L形缝隙(21)的一侧设有第一馈电点(241)，该第一馈电点(241)与所述天线辐射单元(24)电连接；
位于所述L形缝隙(21)和净空区域(23)之间的接地板(22)朝向所述第一馈电点(241)的一侧匹配设有第二馈电点(221)，该第二馈电点(221)与所述接地板(22)电连接。
5.根据权利要求4所述的微带单极子天线，其特征在于，
所述天线辐射单元(24)设有第一馈电点(241)的一侧与所述接地板(22)设有第二馈电点(221)的一侧之间的水平距离为0.5-1mm。
6.根据权利要求1所述的微带单极子天线，其特征在于，
所述纵向部(212)的开口、天线辐射单元(24)的顶端以及净空区域(23)的顶端均处于所述接地板(22)的同一条边缘线上。
7.根据权利要求1所述的微带单极子天线，其特征在于，
所述接地板(22)的材质为铜箔。
8.根据权利要求1所述的微带单极子天线，其特征在于，
所述印制电路板基板(1)为FR-1介质基板、FR-2介质基板、FR-4介质基板、CEM-3介质基板和PTFE介质基板中的任意一种介质基板。
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