CN220209271U - 一种极化正交的uwb天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种极化正交的UWB天线，包括线路板，所述线路板上设有呈L字型排布的三个矩形贴片，分别为第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元；所述第一辐射单元位于所述第二辐射单元的一侧，所述第三辐射单元位于所述第二辐射单元相邻的另一侧；所述第一辐射单元与所述第二辐射单元极化正交，所述第二辐射单元与所述第三辐射单元极化正交。本极化正交的UWB天线降低了接收天线在极端情况下因极化失配造成能量损失，且相邻两个辐射单元之间隔离度大，利于提升UWB天线的性能表现。

Description

一种极化正交的UWB天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种极化正交的UWB天线。

背景技术

超宽带技术(UWB)是一种基于IEEE 802.15.4z的无线标准，旨在提供精确定位和安全通信。UWB技术在可靠性、定位精度和安全性方面优于许多现有无线标准，不仅经济实惠，而且小巧紧凑。

近年来，UWB室内定位技术在各大手机厂商中得到越来越多的应用。比如苹果手机利用UWB定位技术寻找Tag，小米手机利用UWB技术实现一指连，可将手机中播放的音乐通过识别到的小米音响播放等。

手机中常用的UWB天线一般包括呈L型分布的三个辐射单元，实现空间上立体定位功能，其中水平的两个辐射单元实现方向角扫描，垂直的两个辐射单元实现俯仰角扫描。

三个辐射单元一般都是线极化的，支持CH5和CH9两个信道。受限于手机内部空间，辐射单元间距往往较小，这样相邻单元耦合很强，隔离度较差。另外，由于三个辐射单元外形一致，当发射天线极化与三个辐射单元极化失配时(极限情况下，发射和接收天线极化正交)，将会有能量损失。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题为：提供一种辐射单元间隔离度高的极化正交的UWB天线，该极化正交的UWB天线能够降低因极化失配导致的接收信号能量损失。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种极化正交的UWB天线，包括线路板，所述线路板上设有呈L字型排布的三个矩形贴片，分别为第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元；所述第一辐射单元位于所述第二辐射单元的一侧，所述第三辐射单元位于所述第二辐射单元相邻的另一侧；所述第一辐射单元与所述第二辐射单元极化正交，所述第二辐射单元与所述第三辐射单元极化正交。

进一步地，所述第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元分别呈方形。

进一步地，所述矩形贴片一组相对的侧边上分别设有第一开槽，另一组相对的侧边上分别设有第二开槽；

所述第一辐射单元上的所述第一开槽位于其沿X轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第一开槽沿Y轴方向设置，所述第一辐射单元上的所述第二开槽位于其沿Y轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第二开槽沿X轴方向设置；

所述第二辐射单元上的所述第一开槽位于其沿Y轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第一开槽沿X轴方向设置，所述第二辐射单元上的所述第二开槽位于其沿X轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第二开槽沿Y轴方向设置；

所述第三辐射单元上的所述第一开槽位于其沿X轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第一开槽沿Y轴方向设置，所述第三辐射单元上的所述第二开槽位于其沿Y轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第二开槽沿X轴方向设置。

进一步地，所述第一开槽的长度小于所述第二开槽的长度。

进一步地，所述矩形贴片上的所述第一开槽位于相应侧边的中部。

进一步地，所述矩形贴片上的所述第二开槽位于相应侧边的中部。

进一步地，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元之间的间距和所述第二辐射单元与所述第三辐射单元之间的间距相同。

进一步地，所述线路板包括介质基板和设于所述介质基板的底面的地层，所述第一辐射单元、第二辐射单元及第三辐射单元分别设于所述介质基板的顶面。

本实用新型的有益效果在于：第一辐射单元与第二辐射单元的组合实现方向角扫描，第二辐射单元与第三辐射单元的组合实现俯仰角扫描；第一辐射单元与第三辐射单元CH5频段极化方向相同/CH9频段极化方向相同，第一辐射单元与第二辐射单元CH5频段极化方向不同/CH9频段极化方向不同，使得第一辐射单元与第二辐射单元的组合以及第二辐射单元与第三辐射单元的组合中均有一个辐射单元与不同发射天线极化匹配，降低接收天线全部因极化失配造成能量损失。同时，由于第一辐射单元与第二辐射单元极化正交，第二辐射单元与第三辐射单元极化正交，使得相邻两个辐射单元之间隔离度获得很大改善，利于提升UWB天线的性能表现。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一的极化正交的UWB天线的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的极化正交的UWB天线的俯视图。

附图标号说明：

1、线路板；

2、第一辐射单元；

3、第二辐射单元；

4、第三辐射单元；

5、第一开槽；

6、第二开槽。

具体实施方式

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“和/或”为例，包括方案，或方案，或和同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在本申请中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

实施例一

请参照图1和图2，本实用新型的实施例一为：一种极化正交的UWB天线，可用作接收天线。

极化正交的UWB天线包括线路板1，所述线路板1上设有呈L字型排布的三个矩形贴片，分别为第一辐射单元2、第二辐射单元3和第三辐射单元4；所述第一辐射单元2位于所述第二辐射单元3的一侧，所述第三辐射单元4位于所述第二辐射单元3相邻的另一侧；所述第一辐射单元2与所述第二辐射单元3极化正交，所述第二辐射单元3与所述第三辐射单元4极化正交。

现有技术UWB天线中，三个辐射单元的外形轮廓相同、馈电位置相同，因此，三个辐射单元的CH5频段全为水平极化，CH9频段全为垂直极化，因此，如果发射天线同样是CH5频段为水平极化的姿态，则作为接收天线的UWB天线中三个辐射单元与发射天线极化相同，接收效率最大；如果发射天线CH5为垂直极化的姿态，则作为接收天线的UWB天线中三个辐射单元由于与发射天线极化正交，将损失3dB的能量，造成能量损失。或者，三个辐射单元的CH5频段全为垂直极化，CH9频段全为水平极化，此时，如果发射天线同样是CH5频段为垂直极化的姿态，则作为接收天线的UWB天线中三个辐射单元与发射天线极化相同，接收效率最大；如果发射天线CH5为水平极化的姿态，则作为接收天线的UWB天线中三个辐射单元由于与发射天线极化正交，将损失3dB的能量，造成能量损失。

而在本实施例中，所述第一辐射单元2与所述第二辐射单元3极化正交，所述第二辐射单元3与所述第三辐射单元4极化正交，所述第一辐射单元2与所述第三辐射单元4极化相同，当所述第二辐射单元3的CH5频段为水平极化，所述第二辐射单元3的CH9频段为垂直极化时，所述第一辐射单元2的CH5频段和所述第三辐射单元4的CH5频段均为垂直极化，所述第一辐射单元2的CH9频段和所述第三辐射单元4的CH9频段均为水平极化；当所述第二辐射单元3的CH5频段为垂直极化，所述第二辐射单元3的CH9频段为水平极化时，所述第一辐射单元2的CH5频段和所述第三辐射单元4的CH5频段均为水平极化，所述第一辐射单元2的CH9频段和所述第三辐射单元4的CH9频段均为垂直极化。本极化正交的UWB天线通过改变共用辐射单元的极化，实现水平方位角和垂直俯仰角组合都有两个极化用来接收信号，避免极端情况下，因极化正交导致的极化失配带来的能量损失。

进一步地，所述第一辐射单元2与所述第二辐射单元3之间的间距和所述第二辐射单元3与所述第三辐射单元4之间的间距相同。

本实施例中，所述第一辐射单元2、第二辐射单元3和第三辐射单元4分别呈方形，即所述矩形贴片呈方形。在其他实施例中，所述矩形贴片整体还可以是呈其他形状的，例如长方形等。

详细来说，所述矩形贴片一组相对的侧边上分别设有第一开槽5，另一组相对的侧边上分别设有第二开槽6；可选的，所述第一开槽5的长度小于所述第二开槽6的长度。

所述第一辐射单元2上的所述第一开槽5位于其沿X轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第一开槽5沿Y轴方向设置，所述第一辐射单元2上的所述第二开槽6位于其沿Y轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第二开槽6沿X轴方向设置；

所述第二辐射单元3上的所述第一开槽5位于其沿Y轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第一开槽5沿X轴方向设置，所述第二辐射单元3上的所述第二开槽6位于其沿X轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第二开槽6沿Y轴方向设置；

所述第三辐射单元4上的所述第一开槽5位于其沿X轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第一开槽5沿Y轴方向设置，所述第三辐射单元4上的所述第二开槽6位于其沿Y轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第二开槽6沿X轴方向设置。

本实施例中，所述矩形贴片上的所述第一开槽5位于相应侧边的中部；所述矩形贴片上的所述第二开槽6位于相应侧边的中部。在其他实施例，所述第一开槽5/第二开槽6的位置可以按需选择设置，并非一定要设于相应侧边的中部。

进一步地，所述线路板1包括介质基板和设于所述介质基板的底面的地层，所述第一辐射单元2、第二辐射单元3及第三辐射单元4分别设于所述介质基板的顶面。

上述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种极化正交的UWB天线，其特征在于：包括线路板，所述线路板上设有呈L字型排布的三个矩形贴片，分别为第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元；所述第一辐射单元位于所述第二辐射单元的一侧，所述第三辐射单元位于所述第二辐射单元相邻的另一侧；所述第一辐射单元与所述第二辐射单元极化正交，所述第二辐射单元与所述第三辐射单元极化正交。

2.根据权利要求1所述的极化正交的UWB天线，其特征在于：所述第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元分别呈方形。

3.根据权利要求1所述的极化正交的UWB天线，其特征在于：所述矩形贴片一组相对的侧边上分别设有第一开槽，另一组相对的侧边上分别设有第二开槽；

所述第一辐射单元上的所述第一开槽位于其沿X轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第一开槽沿Y轴方向设置，所述第一辐射单元上的所述第二开槽位于其沿Y轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第二开槽沿X轴方向设置；

所述第二辐射单元上的所述第一开槽位于其沿Y轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第一开槽沿X轴方向设置，所述第二辐射单元上的所述第二开槽位于其沿X轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第二开槽沿Y轴方向设置；

所述第三辐射单元上的所述第一开槽位于其沿X轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第一开槽沿Y轴方向设置，所述第三辐射单元上的所述第二开槽位于其沿Y轴方向设置的侧边上，位于其上的所述第二开槽沿X轴方向设置。

4.根据权利要求3所述的极化正交的UWB天线，其特征在于：所述第一开槽的长度小于所述第二开槽的长度。

5.根据权利要求3所述的极化正交的UWB天线，其特征在于：所述矩形贴片上的所述第一开槽位于相应侧边的中部。

6.根据权利要求3所述的极化正交的UWB天线，其特征在于：所述矩形贴片上的所述第二开槽位于相应侧边的中部。

7.根据权利要求1所述的极化正交的UWB天线，其特征在于：所述第一辐射单元与所述第二辐射单元之间的间距和所述第二辐射单元与所述第三辐射单元之间的间距相同。

8.根据权利要求1所述的极化正交的UWB天线，其特征在于：所述线路板包括介质基板和设于所述介质基板的底面的地层，所述第一辐射单元、第二辐射单元及第三辐射单元分别设于所述介质基板的顶面。