CN220984847U - 一种全频段天线及外置终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全频段天线以及外置终端，所述全频段天线包括第一辐射天线、第二辐射天线、第三辐射天线、馈电点以及接地点，所述馈电点与所述第一辐射天线电性连接，所述第二辐射天线和所述第三辐射天线均与所述接地点电性连接，所述第一辐射天线、所述第二辐射天线以及所述第三辐射天线均对称设置，所述馈电点与所述接地点均设置在对称轴上。本实用新型的全频段天线不但能够使得天线的结构的更加简单，而且还能够拓宽天线辐射的频段。与现有技术相比，增加了天线地的面积，并且采用对称耦合方式设置并连接，天线设置简单，无需增加匹配电路或调谐开关，就能够实现天线整体超低频性能能够兼顾的问题，且天线达到全频段覆盖的效果。

Description

一种全频段天线及外置终端

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，特别涉及一种全频段天线及外置终端。

背景技术

随着5G基站建设的不断发展，通讯终端所支持的频段也在不断的扩大。如今，外置终端是人们常用的终端产品，随着科技不断发展，外置终端也不可避免的使用5G通讯技术，如此就要求手机里增加天线的数量，但外置终端的空间有限，且天线的带宽也受空间限制，所以使得天线覆盖的频段有限，从而难以实现天线的带宽辐射。

目前现有的外置天线多数是WIFI双频天线，工作频率在2400MHz-2500MHz或是5150MHz-5850MHz之间，极少数天线包含2G/3G/4G/5G，在无调谐开关的情况下，低频频率600MHz左右，由此看出带宽不够，很难实现低频性能全兼顾，性能较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全频段天线，不但能够使得天线的结构的更加简单，而且还能够拓宽天线的频率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种全频段天线，所述全频段天线包括第一辐射天线、第二辐射天线、第三辐射天线、馈电点以及接地点，所述馈电点与所述第一辐射天线电性连接，所述第二辐射天线和所述第三辐射天线均与所述接地点电性连接，所述第一辐射天线、所述第二辐射天线以及所述第三辐射天线均对称设置，所述馈电点与所述接地点均设置在对称轴上。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一辐射天线沿着所述馈电点延长设置，包括依次连接的第一天线枝节、第二天线枝节以及第三天线枝节，所述第一天线枝节的宽度大于所述第二天线枝节的宽度，所述第三天线枝节、所述第一天线枝节以及所述第二天线枝节均对称设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述第三天线枝节呈轴对称设置，包括两个IFA天线，两个所述IFA天线对称设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一辐射天线还包括第四天线枝节，所述第四天线枝节与所述第三天线枝节连接，以控制天线的高频谐振。

作为本实用新型的进一步改进，所述第四天线枝节配置为喇叭状。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二辐射天线和所述第二辐射天线连接形成环状天线，且所述环状天线与所述第一辐射天线耦合连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述环状天线呈U形状设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述环状天线呈轴对称设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述环状天线的开口方向与所述第一辐射天线相对设置，且所述馈电点与所述接地点均位于所述环状天线的开口内。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一辐射天线的部分天线枝节收容在所述环状天线的开口内，所述第一辐射天线的另一部分天线枝节延伸出所述开口外部。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一辐射天线、所述第二辐射天线以及所述第三辐射天线均配置为对称偶极子天线。

本实用新型的目的在于提供一种外置终端，以更好地应用上述全频段天线。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种外置终端，所述外置终端包括前述的全频段天线。

本实用新型通过提供一种全频段天线，所述全频段天线包括第一辐射天线、第二辐射天线、第三辐射天线、馈电点以及接地点，所述馈电点与所述第一辐射天线电性连接，所述第二辐射天线和所述第三辐射天线均与所述接地点电性连接，所述第一辐射天线、所述第二辐射天线以及所述第三辐射天线均对称设置，所述馈电点与所述接地点均设置在对称轴上。本实用新型的全频段天线不但能够使得天线的结构的更加简单，而且还能够拓宽天线的频率。

附图说明

图1为本实用新型的全频段天线的结构示意图。

图2为传统外置天线的结构示意图。

图3为本实用新型的全频段天线S11的波形仿真图像。

其中，各附图标记说明如下：

第一辐射天线10，第一天线枝节11，第二天线枝节12，第三天线枝节13，第四天线枝节14，第二辐射天线20，第五天线枝节21，第六天线枝节22，第三辐射天线30，缝隙40，馈电点50，接地点60。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的全频段天线以及应用该天线的外置终端作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

随着5G基站建设的不断发展，通讯终端所支持的频段也在不断的扩大。如今，外置终端是人们常用的终端产品，随着科技不断发展，外置终端也不可避免的使用5G通讯技术，如此就要求手机里增加天线的数量，但外置终端的空间有限，且天线的带宽也受空间限制，所以使得天线覆盖的频段有限，从而难以实现天线的带宽辐射。

目前现有的外置天线多数是WIFI双频天线，工作频率在2400MHz-2500MHz或是5150MHz-5850MHz之间，极少数天线包含2G/3G/4G/5G，在无调谐开关的情况下，低频频率600MHz左右，由此看出带宽不够，很难实现低频性能全兼顾，性能较差。一般来讲，高性能天线需要增加天线的高度或是天线的面积，当天线面积不够时，低频性能就不能全兼顾。

传统的天线形式，天线的低频带宽不够的情况，一般的是采用尝试预留匹配位置1的方式，也就是说，在原有的天线上增加匹配电路。比如在图2中，在匹配位置1中依次并联电感、串联电容以及并联电感，这样天线低频就可以调W波形，天线才能够兼顾低频性能。

本实用新型提供了一种全频段天线，该全频段天线能够应用在外置终端，比如路由器、快递柜、售货机等，且全频段天线一般放在终端设备的正上方或是正前方，需要远离金属的物体，否则会影响信号的稳定性。如图1所示，所述全频段天线包括第一辐射天线10、第二辐射天线20、第三辐射天线30、馈电点50以及接地点60，所述馈电点50与所述第一辐射天线10电性连接，所述第二辐射天线20和所述第三辐射天线30均与所述接地点60电性连接，所述第一辐射天线10、所述第二辐射天线20以及所述第三辐射天线30均对称设置，所述馈电点50与所述接地点60均设置在对称轴上。

如此设置，与现有技术相比，增加了天线地的面积，并且采用对称耦合方式设置并连接，能够解决不加调谐开关的同时，超低频性能不能够兼顾的问题，即天线设置简单，无需增加匹配电路或调谐开关，就能够实现天线整体超低频性能能够兼顾的问题，且天线达到全频段覆盖的效果，同时，使得外置天线性能2G/3G/4G/5G性能增加，客户体验感较好等优点。

具体地，所述第一辐射天线10沿着所述馈电点50延长设置，包括依次连接的第一天线枝节11、第二天线枝节12、第三天线枝节13以及第四天线枝节14，所述第一天线枝节11的宽度大于所述第二天线枝节12的宽度，所述第三天线枝节13、所述第一天线枝节11、所述第二天线枝节12以及第四天线枝节14均对称设置。从图中可以看出，第一天线枝节11是由馈电点50延伸出来，并与第二天线枝节12连接。第二天线枝节12的宽度小于第一天线枝节11的宽度，如此，能够使得第一天线枝节11和第二天线枝节12与其它天线枝节产生耦合。具体地，第一天线枝节11与靠近馈电点50的第二辐射天线20的天线枝节耦合，第二天线枝节12与远离馈电点50的第二辐射天线20的天线枝节耦合，如此能够使得天线产生就好辐射性能，减小天线枝节耦合所产生的损耗，且还能够拓宽天线的辐射频段。

优选地，所述第三天线枝节13呈轴对称设置，包括两个IFA天线，两个所述IFA天线对称设置。如此设置，整体天线能够通过第三天线枝节13即对称设置的IFA天线主要控制天线高频的谐振，经过大量实验，这种形状的第三天线枝节13对称设置的走线能够达到天线辐射效率最大。当然，第三天线枝节13还可以设置成其他形状，只要满足对称设置的方式即可，于此不做过多限制。

所述第二辐射天线20和所述第三辐射天线30连接形成环状天线，且所述环状天线与所述第一辐射天线10耦合连接。所述环状天线呈U形状设置。且所述环状天线呈轴对称设置。优选地，所述环状天线的开口方向与所述第一辐射天线10相对设置，且所述馈电点50与所述接地点60均位于所述环状天线的开口内。所述第一辐射天线10的部分天线枝节收容在所述环状天线的开口内，所述第一辐射天线10的另一部分天线枝节延伸出所述开口外部。从图中可以看出，该另一部分天线枝节包括部分的第二天线枝节12、第三天线枝节13以及第四天线枝节14。所述第一辐射天线10、所述第二辐射天线20以及所述第三辐射天线30均配置为对称偶极子天线。偶极子天线的工作是基于电磁学的原理，即天线通过电场和磁场的相互作用，将电能转换为电磁波能量。本实用新型的全频段天线利用天线的对称偶极子耦合方式设置相比传统的天线，能够有效提高天线辐射的能量转化率，减小了天线辐射损失。

具体地，第二辐射天线20包括第五天线枝节21和第六天线枝节22，所述第五天线枝节21和第六天线枝节22均从所述接地点60延伸出来，且所述第五天线枝节21和所述第六天线枝节呈轴对称，且对称轴位于所述接地点60所在的直线上。第五天线枝节21的一端和第六天线枝节22的一端分别连接第三辐射天线30的两端，以形成所述环状天线。需要说明的是，第三辐射天线30和形成的环状天线均以对称轴即接地点60所在的直线对称设置。通过第二辐射天线20即第五天线枝节21、第六天线枝节22以及第三辐射天线30对称耦合，整个天线呈对称的形式，然后通过SMA转接头连接在金手指即接地点60上。通过第二辐射天线20即第五天线枝节21和第六天线枝节21与第三辐射天线30对称偶极子耦合连接，能够拓展天线的低频、中频以及高频的带宽。整个天线的长短控制低频谐振偏低或偏高，本全频段天线的整体低频的频率范围在600MHz-960MHz，若是全频段天线中各个天线枝节越长的话，那么耦合就会越强，天线谐振就会越偏低，反之各个天线枝节越短，天线谐振就会越偏高。

由于偶极子天线是一种具有正负电荷分布的分子或原子，当两个偶极子之间距离较近时，它们之间会发生相互作用。通过第五天线枝节21、第六天线枝节21以及第三辐射天线30对称偶极子耦合连接，本实用新型的全频段天线的低频频率范围为600MHz-960MHz，天线的中频率范围为1700-2170MHz，以及该全频段天线的高频率范围为2500MHz-5000MHz。

进一步地，低频的第二辐射天线20即第五天线枝节21和第六天线枝节的长短以及粗细会对低中频段带宽影响较大，并且第三辐射天线30控制天线低频谐振，工程师可以通过不断调试从而达到天线性能的最佳状态。本实施例中，不断调节第三辐射天线20的长短和粗细，每次增加长度1mm观察天线谐振的变化，以及通过增加或减小第三辐射天线30的粗细来观察天线谐振的变化。通过调整达到天线性能的最佳状态，即天线最佳状态为回波损耗为-5dB以下，天线的最大增益在-3dB以内，天线的辐射效率均值在-4dB。如图3所示，标点1/2/3表示的是低频的频率，标点4/5/6/7是中高频的频率，标点8/9是超高频的频率。

第二辐射天线20即第五天线枝节21、第六天线枝节22与第三辐射天线30连接形成具有缝隙40的环状天线，所述环状天线的缝隙40呈U状设置，且所述缝隙40靠近所述馈电点50或所述接地点60较为窄，所述缝隙40远离所述馈电点50或所述接地点60较为宽，且远离所述馈电点50或所述接地点60的缝隙40与所述第一辐射天线10的第二天线枝节12平行设置。也就是说，本实用新型中形成的U型的环状天线同时也具有大致呈U形状的缝隙40，靠近馈电点50位置处的缝隙40，即位于第一天线枝节11的上侧和下侧位置处的缝隙40比较细窄；而远离馈电点50位置处的缝隙40，即位于第二天线枝节12上侧和下侧位置处的缝隙40比较粗宽。如此设置，可以根据缝隙40的细窄或粗宽来调节天线的谐振，若是缝隙40越细则天线的谐振就会越小；若是缝隙40越粗则天线的谐振就会越大。其次，缝隙40的粗细还会影响天线枝节之间耦合的强弱，若是缝隙40越粗，天线枝节之间耦合越强，若是缝隙40越细，天线枝节之间耦合越弱。另外，天线整体的辐射频段与缝隙40有关，天线设计人员可以通过调整缝隙40的尺寸来设计出所需的天线频段。

第一辐射天线10还包括第四天线枝节14，该第四天线枝节14是馈电点50上的一个分支，主要作用是为了控制天线的高频谐振。本实施例中，第四天线枝节14配置为喇叭状，此时，天线整体的辐射效率最高。当然，在其他实施例中，第四天线枝节14也可以配置为其他形状，只要能够实现天线的辐射即可，本实用新型不对第四天线枝节14的形状设置做任何限制。

优选地，本实用新型的全频段天线大致呈矩形状设置，其长度范围为99.52mm±0.1，宽度范围为13.4mm±0.1。本实用新型的全频段天线与现有技术相比，利用对称偶极子地馈耦合方式实现全频段性能兼顾的技术，不但能够减少天线中调谐开关，而且还能够使得超低频性能兼顾，使得外置天线性能各个频段辐射性能增加，客户体验感会大幅增加。该全频段天线不但能够拓宽辐射频段，而且还能够减少天线的结构设计，且该全频段天线设计利用了对称偶极子的耦合方式实现全频段的天线性能，还具有一定的设计美感。

综上所述，本实用新型通过提供一种全频段天线，所述全频段天线包括第一辐射天线10、第二辐射天线20、第三辐射天线30、馈电点50以及接地点60，所述馈电点50与所述第一辐射天线10电性连接，所述第二辐射天线20和所述第三辐射天线30均与所述接地点60电性连接，所述第一辐射天线10、所述第二辐射天线20以及所述第三辐射天线30均对称设置，所述馈电点50与所述接地点60均设置在对称轴上。本实用新型的全频段天线不但能够使得天线的结构的更加简单，而且还能够拓宽天线的频率。与现有技术相比，增加了天线地的面积，并且采用对称耦合方式设置并连接，天线设置简单，无需增加匹配电路或调谐开关，就能够实现天线整体超低频性能能够兼顾的问题，且天线达到全频段覆盖的效果。

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 (12)

1.一种全频段天线，其特征在于：所述全频段天线包括第一辐射天线、第二辐射天线、第三辐射天线、馈电点以及接地点，所述馈电点与所述第一辐射天线电性连接，所述第二辐射天线和所述第三辐射天线均与所述接地点电性连接，所述第一辐射天线、所述第二辐射天线以及所述第三辐射天线均对称设置，所述馈电点与所述接地点均设置在对称轴上。

2.根据权利要求1所述的全频段天线，其特征在于：所述第一辐射天线沿着所述馈电点延长设置，包括依次连接的第一天线枝节、第二天线枝节、第三天线枝节，所述第一天线枝节的宽度大于所述第二天线枝节的宽度，所述第三天线枝节、所述第一天线枝节以及所述第二天线枝节均对称设置。

3.根据权利要求2所述的全频段天线，其特征在于：所述第三天线枝节呈轴对称设置，包括两个IFA天线，两个所述IFA天线对称设置。

4.根据权利要求2所述的全频段天线，其特征在于：所述第一辐射天线还包括第四天线枝节，所述第四天线枝节与所述第三天线枝节连接，以控制天线的高频谐振。

5.根据权利要求4所述的全频段天线，其特征在于：所述第四天线枝节配置为喇叭状。

6.根据权利要求1所述的全频段天线，其特征在于：所述第二辐射天线和所述第三辐射天线连接形成环状天线，且所述环状天线与所述第一辐射天线耦合连接。

7.根据权利要求6所述的全频段天线，其特征在于：所述环状天线呈U形状设置。

8.根据权利要求6所述的全频段天线，其特征在于：所述环状天线呈轴对称设置。

9.根据权利要求7所述的全频段天线，其特征在于：所述环状天线的开口方向与所述第一辐射天线相对设置，且所述馈电点与所述接地点均位于所述环状天线的开口内。

10.根据权利要求9所述的全频段天线，其特征在于：所述第一辐射天线的部分天线枝节收容在所述环状天线的开口内，所述第一辐射天线的另一部分天线枝节延伸出所述开口外部。

11.根据权利要求1所述的全频段天线，其特征在于：所述第一辐射天线、所述第二辐射天线以及所述第三辐射天线均配置为对称偶极子天线。

12.一种外置终端，其特征在于：所述外置终端包括权利要求1-11中任意一项所述的全频段天线。