WO2012100475A1

WO2012100475A1 - 一种天线、天线装置及无线终端

Info

Publication number: WO2012100475A1
Application number: PCT/CN2011/074695
Authority: WO
Inventors: 秦玉峰
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2012-08-02
Also published as: CN102610897A; CN102610897B

Abstract

本发明公开了一种天线、天线装置及无线终端。所述天线装置包括：一PCB基板（1），以及一天线本体（10），所述天线本体（10）为一体化结构，通过至少两个安装固定组件（15）及天线本体自身的一个连接点固定连接在PCB基板（1）上。本发明可以使天线结构一体化，减小天线的尺寸以及占用空间。

Description

一种天线、天线装置及无线终端

技术领域本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种的天线、天线装置及无线终端。

背景技术

随着无线局域网（ Wireless Local Area Network, WLAN )技术的蓬勃发展，无线网络的应用领域正在不断地增长，使得无线接入设备的应用成为室内微小地区（尤其是热点地区）重要的高速无线数据接入手段之一，应用潜力巨大。飞速增长的无线局域网技术引导了对 WLAN设备的天线设计的新要求，这些新要求包括：尺寸小，低轮廓，低成本，以及易安装。但天线设计者在设计天线时遇到如何能够保持天线的性能不变而天线尺寸变小的问题。平面倒 F型天线（ Planar Inverted F Antenna, PIFA )是广泛釆用的天线类型。 PIFA天线的独特特点在于其谐振频率不仅仅依赖短路臂的长度，还依赖于臂宽、臂高、和馈点和短路臂的距离等其他的尺寸。图 1是现有技术的一种 PIFA天线的立体示意图。图 1所示的 PIFA天线包括：由短路组件 21和辐射组件 22组成的天线本体；由内导体 31和外导体 32组成的传输组件，该传输组件用于将信号传送至天线本体。其中，辐射组件 22垂直连接在短路组件 21的一端上，短路组件 21的另一端焊接在印制板 ( Printed Circuit Board, PCB )基板 1上；其中，传输组件的内导体 31的一端焊接在辐射组件 22上，传输组件的外导体 32焊接在 PCB基板 1上。由上描述可知，在图 1中，天线本体与 PCB基板 1之间有一个焊点，传输组件与 PCB基板 1之间有一个焊点，以及传输组件与天线本体之间有一个焊点。图 2是现有技术的另外一种 PIFA天线的立体示意图。在图 2中，短路组件 21、辐射组件 22和传输组件 23共同组成天线本体。其中，辐射组件 22 垂直连接在短路组件 21上，短路组件 21的另一端焊接在 PCB基板 1上；传々一端连接在辐射组件 22上并且垂直于辐射组件 22;传输组件 23 的另外一端焊接在 PCB基板 1 上。由上述连接关系可知，所述天线本体与 PCB基板 1有两个焊点。对于图 1所示的天线而言，天线本体与 PCB基板 1的连接只有一个焊点，容易焊歪；传输组件与 PCB基板、以及传输组件与天线本体也都只有一个焊点，也容易焊歪；这就造成天线的外形容易发生变化，不仅会增加人工成本和焊接难度，而且天线的电性能及稳固性都无法得到保证。对于图 2所示的天线而言，天线本体与 PCB基板 1的连接有两个焊点且两个焊点在一条直线上，造成天线很容易向两侧倾斜，天线的外形容易发生变化，天线的电性能及稳固性也都得不到保证。此外，对于图 1及图 2所示的两种现有方案，在天线本体下方的 PCB基板 1上必须要具有一定面积的净空间，即要求天线本体下方的 PCB基板有一定面积的铺铜，且不能有其它元器件存在，一旦满足不了该要求，天线的电性能会有很大的下降，这就对天线设计带来很大的难题。因此，这就需要发展一种新的 PIFA天线，用以适应尺寸小，低轮廓，低成本，易安装的要求，使得天线可以更佳地应用到 WLAN产品中。

发明内容本发明所要解决的技术问题在于，提供一种天线、天线装置及无线终端，以解决现有天线所存在的安装稳固性差、天线尺寸较大、以及电性能差的问题。

为了解决上述问题，本发明提出了一种天线装置，该天线装置包括：一 PCB基板 1 , 以及一天线本体 10, 所述天线本体 10为一体化结构，通过至少两个安装固定组件 15及天线本体自身的一个连接点固定连接在 PCB基板 1上。本发明的天线装置中，所述天线本体 10包括一辐射组件 11 , 一短路组 ^输组件 13 , 以及一接地组件 14, 其中：所述短路组件 12的两端垂直连接于彼此平行的辐射组件 11和接地组件 14之间，辐射组件 11和接地组件 14位于短路组件 12的同一侧；所述传输组件 13的一端与辐射组件 11垂直连接，且与短路组件 12位于同一平面，传输组件 13的另一端焊接安装在 PCB基板 1上；所述至少两个安装固定组件 15位于接地组件 14的窄边两侧或宽边侧，所述至少两个安装固定组件 15以插接和 /或焊接方式连接在 PCB基板 1上。本发明的天线装置中，所述安装固定组件 15的外侧或内侧具有防滑落组件 16。本发明的天线装置中，所述防滑落组件的形式包括倒钩或三角锥。本发明的天线装置中，所述接地组件 14是长方形金属片。本发明的天线装置中，所述接地组件 14的长度大于辐射组件 11的长度，所述接地组件 14的宽度大于辐射组件 11的宽度。本发明的天线装置中，所述 PCB基板包括基材和铜箔，铜箔附在基材的表面；基材的材料包括 FR4或 Rogers; 铜箔的材料包括铜、金、银或者合金导体；所述天线本体 10的材料包括铜、以及马口铁及铜或铁的合金。为了解决上述问题，本发明还提出了一种天线，所述天线包括：一辐射组件 11 , 一短路组件 12, —传输组件 13 , 以及一接地组件 14, 其中：所述短路组件 12的两端垂直连接于彼此平行的辐射组件 11和接地组件 14之间，辐射组件 11和接地组件 14位于短路组件 12的同一侧；所述传输组件 13的一端与辐射组件 11垂直连接，且与短路组件 12位于同一平面，传输组件 13的另一端用于焊接安装在 PCB基板 1上；接地组件 14的窄边两侧或宽边侧包括用于插接或焊接至 PCB基板 1上安装固定组件 15。本发明的天线中，所述安装固定组件 15的外侧或内侧具有防滑落组件

16。本发明的天线中，所述防滑落组件的形式包括倒钩或三角锥。为了解决上述问题，本发明还提出了一种无线终端，所述无线终端包括天线装置，该天线装置包括：一 PCB基板 1 , 以及一天线本体 10, 所述天线本体 10为一体化结构，通过至少两个安装固定组件 15 及天线本体自身的一个连接点固定连接在 PCB基板 1上。本发明的无线终端中，所述天线本体 10包括一辐射组件 11 , 一短路组件 12, —传输组件 13 , 以及一接地组件 14, 其中：所述短路组件 12的两端垂直连接于彼此平行的辐射组件 11和接地组件 14之间，辐射组件 11和接地组件 14位于短路组件 12的同一侧；所述传输组件 13的一端与辐射组件 11垂直连接，且与短路组件 12位于同一平面，传输组件 13的另一端焊接安装在 PCB基板 1上；所述至少两个安装固定组件 15位于接地组件 14的窄边两侧或宽边侧，所述至少两个安装固定组件 15以插接和 /或焊接方式连接在 PCB基板 1上。本发明的无线终端中，所述安装固定组件 15的外侧或内侧具有防滑落组件 16。本发明的无线终端中，所述接地组件 14是长方形金属片；所述接地组件

14的长度大于辐射组件 11的长度，所述接地组件 14的宽度大于辐射组件 11 的宽度。

本发明的天线、天线装置及无线终端，可以使天线结构一体化，减小天线的尺寸以及占用空间，有利于天线的批量生产，并保证天线电性能的一致性，使得应用天线或天线装置的无线终端获得更好的无线收发效果。应用本利用天线上的两个安装固定组件以及传输组件将天线本体固定在

PCB基板上，有效加强固定效果；进一步地，本发明的天线装置还可以用机器贴片，不用人工焊接，提高产品的一致性，大幅提高生产效率，降低人工成本，有利于大量应用到 WLAN产品上。

附图概述此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意图及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：图 1是一种传统技术的 PIFA天线方案的立体示意图；图 2是另一种传统技术的 PIFA天线方案的立体示意图；图 3是本发明实施例的一种天线结构的立体示意图；图 4是本发明实施例中图 3所示的天线本体的放大结构示意图。

本发明的较佳实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。为解决传统技术中天线设计所存在的问题，本发明在传统 PIFA天线设计的基础上，结合应用需求，对传统的 PIFA天线结构进行了修改，提供了一种新的天线本体设计、相应的天线装置以及应用天线装置的无线终端。本发明提供的天线、天线装置以及无线终端可以应用于 2.4~2.5GHz频段，包括 WLAN以及蓝牙。该改进的天线装置包括：一 PCB基板，以及一天线本体，所述天线本体为一体化结构，通过至少两个安装固定组件及天线本体自身的一个连接点固定连接在 PCB基板上。所述天线本体包括一辐射组件，一短路组件，一传输组件，以及一接地组件。所述天线本体自身的一个连接点是传输组件与 PCB 点接地组件为一与 PCB基板平行的长方形金属片，短路组件连接于接地组件的宽边的一侧，且垂直于接地组件，并沿第一方向延伸；短路组件的另一端连接辐射组件，且辐射组件垂直于短路组件，平行于接地组件，接地组件和辐射组件在短路组件的同一侧；以及传输组件连接于辐射组件上，且与辐射组件垂直，与短路组件位于同一平面，传输组件的另一端焊接安装在 PCB基板上。所述接地组件的窄边的两侧及另一侧宽边至少连接两个安装固定组件，安装固定组件垂直于接地组件，且反向于辐射组件方向延伸，焊接安装在 PCB基板上。安装固定组件外侧或内侧有一个防滑落组件，防滑落组件形式包括但不限于倒钩、以及三角锥等，防滑落组件的作用是防止天线安装在 PCB基板后脱落，方便天线的波峰焊接，不需人工焊接。两个安装固定组件与传输组件构成三角，防止天线晃动。天线本体中的接地组件的面积略大于辐射组件的面积，作为辐射组件的参考地平面，减小天线对 PCB基板的依赖。上述所述天线本体，可以放置在 PCB基板的外侧边缘的任何位置。下面结合附图具体说明上述天线及天线装置的详细结构。如图 3所示，给出了本发明实施例的一种天线装置的立体结构示意图，所述天线装置包括：一 PCB基板 1 , 以及一天线本体 10, 所述天线本体 10 固定连接在 PCB基板上。所述天线本体 10包括一辐射组件 11 , 一短路组件 12, 一传输组件 13 , —接地组件 14。如图 4所示，进一步给出了天线本体 10的放大结构示意图。在图 4中，辐射组件 11连接于短路组件 12的一端，垂直于短路组件，并沿第一方向延伸；传输组件 13连接于辐射组件 11上，且与辐射组件 11垂直，传输组件 13的另一端安装在 PCB基板 1上；短路组件 12的另一端连接接地组件 14,且接地组件 14垂直于短路组件 12, 平行于辐射组件 11 ; 件 14和辐射组件 11在短路组件 12的同一侧，在接地组件 14延伸的方向（即长边的两侧）的两侧各有一个安装固定组件 15; 安装固定组件 15垂直于接地组件 14, 且反向于辐射组件方向延伸 (即：辐射组件在接地组件 14的上方而安装固定组件 15在接地组件 14的下方），安装固定组件插入并焊接在 PCB基板 1上。安装固定组件 15外侧（也可以配置在内侧）有一个防滑落组件 16 , 防滑落组件形式包括但不限于倒钩、以及三角锥等凸出部件，防滑落组件 16 的作用是防止天线本体 10安装在 PCB基板 1后发生脱落，方便天线的波峰焊接，不需人工焊接。接地组件 14的面积略大于辐射组件 11的面积，作为辐射组件的参考地平面。所述 PCB基板 1 , 由基材和铜箔组成，铜箔附在基材的表面。其中，基材的材料包括但不限于 FR4 , Rogers及其他 PCB板材材料；铜箔的材料包括但不限于铜、金、银或者合金等良导体。所述天线本体 10的材料包括但不限于铜、马口铁及其合金等。如图 4所示，本实施例还给出了天线本体 10的各个组成部件的尺寸信息。天线辐射组件 11及其他组件的厚度 T1约为 0.15-0.35毫米，辐射组件 11的长度 L1约为 29-33毫米，宽度 W1约为 6-8毫米，辐射组件 11到接地组件 14距离 HI约为 5-7毫米，传输组件 13到短路组件 12的距离为 1-4毫米。接地组件 14的长度和宽度略大于辐射组件 11的长度和宽度，传输组件

13长度略大于短路组件 12长度与 PCB基板 1厚度；安装固定组件 15的高度略大于 PCB基板 1的厚度。本发明申请还进行了基于图 3及图 4所示天线结构的关于驻波比的测试。测试结果中，当天线工作在频率约为 2.44GHz时，驻波比约为 1.09 , 若以驻波比等于 2 为基准，频率范围约为 2.38GHz-2.52GHz , 满足 WLAN 2.4GHz-2.4835GHz的要求。测试表明，图 3及图 4所示天线结构的天线频宽特性及驻波要求相当优良。本发明申请还进行了基于图 3及图 4所示天线结构的关于辐射特性的测中，

当天线工作在频率约为 2.412GHz时，天线增益约为 2dB,效率为 78.06%; 当天线工作在频率约为 2.452GHz 时，天线增益约为 2.55dB , 效率为 81.28%; 以及当天线工作在频率约为 2.472GHz 时，天线增益约为 2.59dB , 效率为

81.77%。测试结果表明，图 3及图 4所示天线结构的在 WLAN频段内呈现出相当优良的辐射场型，足以满足使用者的要求。本发明提供的新颖的天线及天线装置为一体化设计，天线本体的所有结构组件均连为一体，生产简单，只需制作生产模具，制作精度高；不需手工焊接，易于贴片，有很高的一致性，确保性能的一致性；对 PCB基板要求低，天线本体可以放置在 PCB基板的四周，对 PCB基板没有特殊要求；制作成本低；尺寸小，轮廓低，驻波比低，增益大，效率高。基于图 3和图 4所示的天线装置，本实施例还可提供一种应用天线装置的无线终端，无线终端的天线装置包括：一 PCB基板 1 , 以及一天线本体 10, 所述天线本体 10为一体化结构，通过至少两个安装固定组件 15 及天线本体自身的一个连接点固定连接在 PCB基板 1上。所述天线本体 10包括一辐射组件 11 , 一短路组件 12, —传输组件 13 , 一接地组件 14, 其中：所述短路组件 12的两端垂直连接于彼此平行的辐射组件 11和接地组件 14之间，辐射组件 11和接地组件 14位于短路组件 12的同一侧；所述传输组件 13的一端与辐射组件 11垂直连接，且与短路组件 12位于同一平面，传输组件 13的另一端焊接安装在 PCB基板 1上；所述至少两个安装固定组件 15位于接地组件 14的窄边两侧或宽边侧，所述至少两个安装固定组件 15以插接和 /或焊接方式连接在 PCB基板 1上。地组件 14的面积略大于辐射组件 11的面积。所述安装固定组件 15的外侧或内侧具有防滑落组件 16。所述接地组件 14是长方形金属片；所述接地组件 14的长度大于辐射组件 11的长度，其宽度大于辐射组件 11的宽度。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

工业实用性本发明的天线、天线装置及无线终端，可以使天线结构一体化，减小天线的尺寸以及占用空间，有利于天线的批量生产，并保证天线电性能的一致性，使得应用天线或天线装置的无线终端获得更好的无线收发效果。应用本发明，可以利用天线上的两个安装固定组件以及传输组件将天线本体固定在 PCB基板上，有效加强固定效果；进一步地，本发明的天线装置还可以用机器贴片，不用人工焊接，提高产品的一致性，大幅提高生产效率，降低人工成本，有利于大量应用到 WLAN产品上。

Claims

权利要求书

1、一种天线装置，所述天线装置包括：一 PCB基板（1 ) , 以及一天线本体（10) , 所述天线本体（10)为一体化结构，通过至少两个安装固定组件（15)及天线本体自身的一个连接点固定连接在 PCB基板（1 )上。

2、如权利要求 1所述的天线装置，其中，所述天线本体（10) 包括一辐射组件（11 ) , 一短路组件（12) , —传输组件（13) , 以及一接地组件（14) , 其中：所述短路组件（12) 的两端垂直连接于彼此平行的辐射组件（11 )和接地组件（ 14 )之间，辐射组件（ 11 )和接地组件（ 14 )位于短路组件（ 12 ) 的同一侧；所述传输组件（13) 的一端与辐射组件（11 )垂直连接，且与短路组件 (12)位于同一平面，传输组件（13) 的另一端焊接安装在 PCB基板（1 ) 上；

所述至少两个安装固定组件（15)位于接地组件（14) 的窄边两侧或宽边侧，所述至少两个安装固定组件（15) 以插接和 /或焊接方式连接在 PCB 基板（1 )上。

3、如权利要求 1或 2所述的天线装置，其中，所述安装固定组件（15) 的外侧或内侧具有防滑落组件（16) 。

4、如权利要求 3所述的天线装置，其中，所述防滑落组件的形式包括倒钩或三角锥。

5、如权利要求 2所述的天线装置，其中，所述接地组件（ 14 )是长方形金属片。

6、如权利要求 5所述的天线装置，其中，地组件（14) 的长度大于辐射组件（11 ) 的长度，所述接地组件 ( 14) 的宽度大于辐射组件（11 ) 的宽度。

7、如权利要求 1或 2所述的天线装置，其中，所述 PCB基板包括基材和铜箔，铜箔附在基材的表面；基材的材料包括 FR4或 Rogers；铜箔的材料包括铜、金、银或者合金导体；所述天线本体（10) 的材料包括铜、以及马口铁及铜或铁的合金。

8、一种天线，所述天线包括：一辐射组件（11 ) , 一短路组件（12) , 一传输组件（13 ) , 以及一接地组件（14) , 其中：所述短路组件（ 12 ) 的两端垂直连接于彼此平行的辐射组件（ 11 )和接地组件（ 14 )之间，辐射组件（ 11 )和接地组件（ 14 )位于短路组件（ 12 ) 的同一侧；所述传输组件（13) 的一端与辐射组件（11 )垂直连接，且与短路组件 ( 12 )位于同一平面，传输组件（ 13 )的另一端用于焊接安装在 PCB基板 ( 1 ) 上；接地组件（ 14 )的窄边两侧或宽边侧包括用于插接或焊接至 PCB基板（ 1 ) 上的至少两个安装固定组件（15) 。

9、如权利要求 8所述的天线，其中，所述安装固定组件（15) 的外侧或内侧具有防滑落组件（16) 。

10、如权利要求 9所述的天线，其中，所述防滑落组件的形式包括倒钩或三角锥。

11、一种无线终端，所述无线终端包括天线装置，该天线装置包括：一 PCB基板（ 1 ) , 以及一天线本体（ 10 ) , 所述天线本体（ 10 )为一通过至少两个安装固定组件（15)及天线本体自身的一个连接点固定连接在 PCB基板（ 1 )上。

12、如权利要求 11所述的无线终端，其中，所述天线本体（10) 包括一辐射组件（11 ) , 一短路组件（12) , —传输组件（13) , 以及一接地组件（14) , 其中：所述短路组件（12) 的两端垂直连接于彼此平行的辐射组件（11 )和接地组件（ 14 )之间，辐射组件（ 11 )和接地组件（ 14 )位于短路组件（ 12 ) 的同一侧；所述传输组件（13) 的一端与辐射组件（11 )垂直连接，且与短路组件 (12)位于同一平面，传输组件（13) 的另一端焊接安装在 PCB基板（1 ) 上；

13、如权利要求 11或 12所述的无线终端，其中，所述安装固定组件（15) 的外侧或内侧具有防滑落组件（16) 。

14、如权利要求 12所述的无线终端，其中，所述接地组件（ 14 )是长方形金属片；所述接地组件（ 14 ) 的长度大于辐射组件（ 11 ) 的长度，所述接地组件（ 14 ) 的宽度大于辐射组件（ 11 ) 的宽度。