CN220439877U - 一种钢片天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钢片天线，属于天线领域。该钢片天线包括天线体，天线体上设置有用于接入电流的接入连接点和接出电流的接出连接点，天线体为立体结构的多面体，天线体在接入连接点和接出连接点之间的部分为第一电流路径，第一电流路径通过弯折分布在天线体的至少两个面上。本实用新型使用偶极子天线形式，通过对钢片天线走线进行立体折叠、增加电流路径，并在空间上使电流方向呈现正交的方式，在三维空间上保证了钢片天线的全向性，也便于钢片天线的小型化。

Description

一种钢片天线

技术领域

本实用新型属于天线领域，特别是涉及一种钢片天线。

背景技术

现有的天线类型有LDS天线、钢片/FPC天线、陶瓷天线、PCB天线等。

LDS天线一般用于手机天线、TWS无线耳机等产品。此类产品天线净空、面积较小。使用镭雕技术可以有效提升空间利用率，在一定程度上加速了物联网产品小型化的产品趋势。但是其设计、生产成本较高，且对产品表面的工艺也有很多特殊要求，不适用于物联网产品模块化、低成本的发展趋势。

陶瓷天线使用高温将整块陶瓷体一次烧结完成再将天线的金属部分印在陶瓷块的表面上。多层天线低温共烧的方式将多层陶瓷迭压对位后再以高温烧结，所以天线的金属导体可以根据设计需要印在每一层陶瓷介质层上。其优点是体积小、机械强度高。但陶瓷天线很难做到多频段，对电路板净空要求高，不适用于物联网设备。

PCB天线是将天线构型绘制在电路板上，可大量应用于WIFI、蓝牙、Zigbee模块等单一频段的模块电路上。其优点是几乎不需要成本，一次调试完毕后无需再次调试。但PCB天线对电路板净空环境要求较高，而且容易受到主板上的干扰，另外由于其本身结构限制，部分方向上辐射效果较差。

钢片/FPC天线使用钢片或者FPC柔性电路板的方式制作出来，适用于中低端手机以及其他特殊结构的天线，其优点是天线粘贴位置灵活，可根据产品环境适当调整，可以兼容多个频段。此外这两种天线在使用的过程中需要粘贴到电子产品上，无法弯折出较复杂的立体结构，对于天线辐射的全向性难以保证，也不利于实现天线的小型化，同时也无法合理利用立体空间面积、在立体空间大但天线粘贴面积较小时无法适用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钢片天线，以解决现有技术中的钢片天线辐射全向性差、小型化困难的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的钢片天线的技术方案是：

一种钢片天线，包括天线体，所述天线体上设置有用于接入电流的接入连接点和接出电流的接出连接点，所述天线体为立体结构的多面体，所述天线体在接入连接点和接出连接点之间的部分为第一电流路径，所述第一电流路径通过弯折分布在天线体的至少两个面上。

有益效果是：上述技术方案是开拓型的发明创造。上述技术方案中，第一电流路径由于弯折分布在天线体的至少两个面上，一方面可以折叠第一电流路径，使天线体较小的情况下依然能够为第一电流路径提供足够的路径长度，便于实现该钢片天线的小型化；另一方面，由于天线体为立体空间结构，因此可以使该钢片天线在多个方向上均有较好的辐射效果，提升该钢片天线的辐射效率，优化3D辐射方向图，满足使用需求。

作为进一步地改进，所述第一电流路径的至少部分段沿天线体的至少一个面的边缘延伸。

有益效果是：上述技术方案一方面可以减少因第一电流路径的部分段之间间距太小造成的信号减弱的现象，另一方面可以充分利用空间来布置第一电流路径，以使该钢片天线小型化。

作为进一步地改进，所述天线体为具有四个面的框形立体结构，相邻的两个面为正交关系。

有益效果是：上述技术方案能够进一步增强多个方向上的辐射效果，使该钢片天线具有更好的全向性，并且也便于生产制造。

作为进一步地改进，所述天线体上设置有至少一个用于固定安装天线体的固定片。

有益效果是：上述技术方案中钢片天线可以利用固定片焊接到主板焊盘上，此时只有固定片位于主板上，其余的结构均悬伸于主板外，因此可以不占用主板过多的使用面积，充分利用空间结构，在主板焊盘上安装空间有限的情况下使用，又提高了天线的高度，远离了主板上的干扰也提升了天线的辐射性能。

作为进一步地改进，所述第一电流路径弯折分布在四个面上。

有益效果是：能够使电流路径充分利用四个面的空间，有利于该钢片天线的小型化。另一方面也能够保证该钢片天线的全向性。

作为进一步地改进，所述天线体还包括第二电流路径，所述第二电流路径的一端位于接入连接点处。

有益效果是：通过增加第二电流路径，可以增加该钢片天线辐射的频段，有利于增强拓宽该钢片天线的适用范围。

作为进一步地改进，所述第二电流路径通过弯折分布在天线体的至少两个面上。

有益效果是：上述技术方案可以增强第二电流路径的辐射效果，使其对应频段也拥有较好的全向性。

作为进一步地改进，所述天线体还包括U型结构的用于拓宽带宽和调节阻抗的调节段，所述调节段的一端位于接出连接点处。

有益效果是：利用调节段可以拓宽带宽，同时通过调整调节段的缝隙宽度也可以进行阻抗调节。

作为进一步地改进，所述天线体上设置有至少一个用于固定安装天线体的固定片。

有益效果是：上述技术方案中钢片天线可以利用固定片焊接到主板焊盘上，此时只有固定片位于主板上，其余的结构均悬伸于主板外，因此可以不占用主板过多的使用面积，充分利用空间结构，在主板焊盘上安装空间有限的情况下使用，又提高了天线的高度，远离了主板上的干扰也提升了天线的辐射性能。

作为进一步地改进，所述固定片位于与接入连接点和接出连接点所在侧面相对的一侧面的外侧。

有益效果是：上述技术方案可便于对该钢片天性进行安装和接线操作。

附图说明

图1为本实用新型中钢片天线实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型中钢片天线实施例1的后视视角的结构示意图；

图3为本实用新型中钢片天线实施例1的仰视视角的结构示意图；

图4为本实用新型中钢片天线实施例1的3D辐射方向图；

图5为本实用新型中钢片天线实施例1的E面和H面的辐射方向图；

图6为本实用新型中钢片天线实施例1的网络测试仪的测试曲线图。

附图标记说明：

1、接入连接点；2、接出连接点；3、第一电流路径；4、第二电流路径；5、调节段；6、固定片。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型所提供的钢片天线的具体实施例1：

本实施例中的钢片天线使用偶极子天线形式，通过对钢片天线走线进行立体折叠、增加电流路径，并在空间上使电流方向呈现正交的方式，在三维空间上保证了钢片天线的全向性，也便于钢片天线的小型化。

参见附图1、附图2和附图3，一种钢片天线，包括天线体，该天线体上设置有接入连接点1和接出连接点2，该天线体具有四个用于辐射电磁波的面，相邻的两个面为正交关系。为了便于描述，将接入连接点1和接出连接点2所在的面定义为前侧面，与前侧面相对的面为后侧面，其余的两个面分别为左侧面和右侧面。

天线体包括第一电流路径3、第二电流路径4和调节段5。

其中第一电流路径3位于接入连接点1和接出连接点2之间；第二电流路径4的一端位于接入连接点1处，另一端悬空；调节段5的一端位于接出连接点2处，另一端悬空。

接入连接点1位于接出连接点2的右侧，第一电流路径3以接入连接点1为原点向下延伸至天线体前侧面的下边缘处，然后沿着下边缘向右延伸至天线体的右侧面；之后第一电流路径3沿着天线体的右侧面的下侧边缘继续向后延伸到达天线体的右侧面的后边缘，之后第一电流路径3沿着天线体的右侧面的后边缘向上延伸至天线体的右侧面的上边缘，并从上边缘向前延伸；之后第一电流路径3回到天线体的前侧面，并沿着前侧面的上边缘向左延伸到达天线体的左侧面；之后第一电流路径3沿着天线体的左侧面的前边缘向下延伸，然后在未到达左侧面的下边缘之前转折并向后延伸到达左侧面的后边缘，之后第一电流路径3沿着天线体的左侧面的后边缘向上延伸到达上边缘；之后第一电流路径3从天线体的左侧面的上边缘转入后侧面，之后第一电流路径3在天线体的后侧面的上边缘向右延伸到达右边缘，并沿着右边缘向下延伸，达到天线体的后侧面的下边缘；之后第一电流路径3在天线体的后侧面的下边缘向左延伸，到达天线体的左侧面，并继续沿着天线体的左侧面的下边缘向前延伸，到达天线体的前侧面；之后第一电流路径3沿着天线体的前侧面的下边缘向右延伸，然后向上延伸到达接出连接点2处。

第一电流路径3主要辐射频率在2.4GHz～2.5GHz之间的信号。第一电流路径3的大分部结构位于天线体的前侧、后侧、左侧、右侧面的边缘处，一方面可以减少因第一电流路径3的部分段之间间距太小造成的信号减弱的现象，另一方面可以充分利用空间来布置第一电流路径3，以使该钢片天线小型化。

第二电流路径4以接入连接点1为起点，向右延伸到达天线体的右侧面，之后第二电流路径4位于天线体的右侧面的部分和位于天线体前侧面右侧边缘的部分一同向下延伸，之后第二路径在天线体的前侧面向左延伸。第二电流路径4填补了第一电流路径3之间的空间，充分利用了该钢片天线的空间结构，并且能够增加电流路径，耦合出频率在5.1GHz～5.8GHz之间的信号。

调节段5以接出连接点2为起点，在天线体的前侧面上先向左延伸，然后向下延伸，再向右延伸。设置调节段5的目的在于拓展带宽，并通过调整其缝隙的宽度来调整阻抗。

第一电流路径3在天线体的右侧面的后侧边缘处一体成型有固定片6，固定片6弯折后位于天线体的后侧面的后方。该钢片天线可以利用固定片6焊接到主板焊盘上，此时只有固定片6位于主板上，其余的结构均悬伸于主板外，因此可以不占用主板过多的使用面积，充分利用空间结构，在主板焊盘上安装空间有限的情况下使用，又提高了天线的高度，远离了主板上的干扰也提升了天线的辐射性能。

本实施例中的钢片天线与同轴线连接，其中接入连接点1与同轴线的内芯焊接，接出连接点2与同轴线的外芯焊接。电流从接入连接点1处流入第一电流路径3和第二电流路径4，其中第一电流路径3的电流从接出连接点2处流出，形成闭合的回路。同轴线的外芯即同轴线的屏蔽层，将接出连接点2与同轴线的外芯连接后，便不需要再进行接地，并且由于同轴线的外芯表面积较大，也可以利用接出连接点2为该钢片天线提供支撑。该钢片天线具有一定的强度，在使用的时候，该钢片天线可以不增设额外的固定结构，只通过同轴线对其固定，相较于现有技术中应用于老年机中的钢片天线需要使用热熔柱固定钢片天线，安装和使用更加方便。

使用同轴馈电的方式主要是为了解决钢片天线与射频信号发射端的连接问题，通过延长同轴线的长度，可以将该钢片天线放置于任意远离干扰的环境并能达到良好的辐射效果。在被金属包裹的产品中，也可以利用同轴线将钢片天线置于金属壳之外，提高该钢片天线的适应能力。

本设计使用偶极子天线形式，通过对钢片天线走线进行立体折叠、增加电流路径，并在空间上使电流方向呈现正交的方式，在三维空间上保证了钢片天线的全向性；由于该钢片天线为偶极子结构，钢片天线的辐射主要是靠本身结构实现，不需要将该钢片天线接地，因此地平面的大小不会影响天线性能。

参见附图4和附图5，本实施例中的钢片天线的全向性可以从3D辐射方向图、E面和H面的辐射方向图中体现出来。

参见附图6，使用罗德与施瓦茨(德国品牌)ZNLE14矢量网络分析仪进行测试，观察到天线在2.4GHz-2.48GHz频率下S11＜-7dB，驻波比＜3，已达到比较良好的效果。

综合上述测试数据，本设计使用新型中的钢片天线可满足Zigbee、双频WIFI、蓝牙等频段产品的使用。

本实用新型所提供的钢片天线的具体实施例2：

与实施例1的区别之处在于，本实施例中不设置第二电流路径。在其他实施例中也可不设置调节段，第二电流路径和调节段也可均不设置。

本实用新型所提供的钢片天线的具体实施例3：

与实施例1的区别之处在于，本实施例中天线体具有六个面，第一电流路径连续地延伸并经过每一个面。

本实用新型所提供的钢片天线的具体实施例4：

与实施例1的区别之处在于，本实施例中第二电流路径只分布在天线体的前侧面上。

本实用新型所提供的钢片天线的具体实施例5：

与实施例1的区别之处在于，本实施例中不设置固定片，只通过同轴线对钢片天线进行固定。

本实用新型所提供的钢片天线的具体实施例6：

与实施例1的区别之处在于，本实施例中设置有两个固定片，其中一个固定片与天线体的右侧面上的第一路径相连，并通过弯折延伸到天线体的后侧面的后侧；另一个固定片与天线体的后侧面上的第一路径相邻，并通过弯折延伸到天线体的右侧面的右侧，两个固定片在上下方向上错开。

在使用时可以选择其中一个来与主板焊盘焊接，方便根据不同的产品结构来进行适应性安装。

本实用新型所提供的钢片天线的具体实施例7：

与实施例1的区别之处在于，本实施例中固定片与天线体的后侧面上的第一路径相邻，并通过弯折延伸到天线体的右侧面的右侧。

本实用新型所提供的钢片天线的具体实施例8：

与实施例1的区别之处在于，本实施例中接入连接点位于天线体的前侧面的上边缘处，接出连接点位于天线体的前侧面的下边缘处，第一电流路径以接入连接点为起点，沿着天线体的上边缘向左延伸并持续延伸一周后，向下延伸到天线体的下边缘，然后以相反的方向沿着天线体的下边缘延伸一周，到达接出连接点。

本实施例中，第一电流路径全部位于天线体的各个面的边缘处。

本实施例中的第二电流路径以接入连接点为起点，先向下延伸，然后向右延伸，最后向上延伸。本实施例中的第二电流路径只位于天线体的前侧面上。

本实用新型所提供的钢片天线的具体实施例9：

与实施例1的区别之处在于，本实施例中接入连接点位于天线体的前侧面的上边缘处，接出连接点位于天线体的前侧面的下边缘处，第一电流路径以接入连接点为起点向左延伸，并沿着天线体的上边缘一直延伸到天线体的后侧面的右边缘处，然后向下延伸到达后侧面的下边缘处，之后沿着天线体的下边缘向左延伸，并沿着天线体的下边缘一直延伸到接出连接点处。

本实施例中的第一电流路径经过了天线体的前侧、左侧和后侧三个面。

本实施例中的第二电流路径以接入连接点位起点向右延伸到达天线体的右侧面后，再向下延伸，然后在天线体的右侧面上向前延伸至天线体的前侧面。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢片天线，其特征是，包括天线体，所述天线体上设置有用于接入电流的接入连接点和接出电流的接出连接点，所述天线体为立体结构的多面体，所述天线体在接入连接点和接出连接点之间的部分为第一电流路径，所述第一电流路径通过弯折分布在天线体的至少两个面上。

2.根据权利要求1所述的钢片天线，其特征是，所述第一电流路径的至少部分段沿天线体的至少一个面的边缘延伸。

3.根据权利要求1或2所述的钢片天线，其特征是，所述天线体为具有四个面的框形立体结构，相邻的两个面为正交关系。

4.根据权利要求3所述的钢片天线，其特征是，所述第一电流路径弯折分布在四个面上。

5.根据权利要求3所述的钢片天线，其特征是，所述天线体上设置有至少一个用于固定安装天线体的固定片。

6.根据权利要求1或2所述的钢片天线，其特征是，所述天线体还包括第二电流路径，所述第二电流路径的一端位于接入连接点处。

7.根据权利要求6所述的钢片天线，其特征是，所述第二电流路径通过弯折分布在天线体的至少两个面上。

8.根据权利要求1或2所述的钢片天线，其特征是，所述天线体还包括U型结构的用于拓宽带宽和调节阻抗的调节段，所述调节段的一端位于接出连接点处。

9.根据权利要求1或2所述的钢片天线，其特征是，所述天线体上设置有至少一个用于固定安装天线体的固定片。

10.根据权利要求9所述的钢片天线，其特征是，所述固定片位于与接入连接点和接出连接点所在侧面相对的一侧面的外侧。