一種天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天線，包括饋電網(wǎng)絡(luò)層、輻射層，以及位于饋電網(wǎng)絡(luò)層與輻射層之間的寄生層；饋電網(wǎng)絡(luò)層包括走線結(jié)構(gòu)和多個(gè)金屬點(diǎn)；輻射層上設(shè)置有第一輻射片；第一輻射片與走線結(jié)構(gòu)通過饋電柱電連接，第一輻射片與多個(gè)金屬點(diǎn)中的第一金屬點(diǎn)通過第一導(dǎo)電柱電連接；寄生層與多個(gè)金屬點(diǎn)中的第二金屬點(diǎn)通過第二導(dǎo)電柱連接；走線結(jié)構(gòu)為波浪形，第一輻射片上設(shè)置有開口。本發(fā)明的天線具有高寬帶低剖面的特點(diǎn)。
【專利說明】
一種天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種天線。
【背景技術(shù)】
[0002]天線是實(shí)現(xiàn)通信的主要元件，對(duì)于不同頻段需要使用不同特征的天線。例如，對(duì)于頻率較低(698-960MHZ)的移動(dòng)通信頻段GSM 900來說，若采用半波振子式天線，其尺寸相對(duì)較大，限制了其使用范圍；若采用微帶半波貼片式天線，同樣存在尺寸較大的問題;若采用尺寸較小的PIFA天線，則會(huì)出現(xiàn)其帶寬較窄，無法覆蓋GSM 900的所有頻段的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種天線，以解決現(xiàn)有技術(shù)的天線帶寬較窄，尺寸較大的問題。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種天線，包括:饋電網(wǎng)絡(luò)層、輻射層，以及位于所述饋電網(wǎng)絡(luò)層與所述輻射層之間的寄生層;所述饋電網(wǎng)絡(luò)層包括走線結(jié)構(gòu)和多個(gè)金屬點(diǎn)；所述輻射層上設(shè)置有第一輻射片;所述第一輻射片與所述走線結(jié)構(gòu)通過饋電柱電連接，所述第一輻射片與所述多個(gè)金屬點(diǎn)中的第一金屬點(diǎn)通過第一導(dǎo)電柱電連接;所述寄生層與所述多個(gè)金屬點(diǎn)中的第二金屬點(diǎn)通過第二導(dǎo)電柱連接;所述走線結(jié)構(gòu)為波浪形，所述第一輻射片上設(shè)置有開口。
[0005]其中，所述開口包括U形槽和/或L形槽。
[0006]其中，所述輻射層上進(jìn)一步設(shè)置有第二輻射片，所述輻射層上進(jìn)一步設(shè)置有第二輻射片，所述第二輻射片與所述多個(gè)金屬點(diǎn)中的第三金屬點(diǎn)通過第三導(dǎo)電柱連接。
[0007]其中，所述第一輻射片上設(shè)置有切角結(jié)構(gòu)。
[0008]其中，所述寄生層與所述饋電網(wǎng)絡(luò)層之間設(shè)置有絕緣支撐件。
[0009]其中，所述饋電網(wǎng)絡(luò)層設(shè)置在接地的金屬層上，所述多個(gè)金屬點(diǎn)連接所述金屬層。
[0010]其中，所述饋電網(wǎng)絡(luò)層與所述寄生層的間距為0.063Ag?0.077Ag，所述寄生層與所述福射層的間距為0.019Ag?0.023Ag，所述Ag為天線波長。
[0011]其中，所述寄生層的長度為0.275Ag?0.335Ag，寬度為0.088Ag?0.106Ag，所述Ag為天線波長。
[0012]其中，所述饋電柱與所述第一短路柱的間距為0.026Ag?0.030Ag，所述Ag為天線波長。
[0013]其中，所述饋電柱為圓柱形，所述饋電柱直徑為0.014Ag?0.016Ag，所述Ag為天線波長。
[0014]本發(fā)明天線包括饋電網(wǎng)絡(luò)層、輻射層，以及位于饋電網(wǎng)絡(luò)層與輻射層之間的寄生層;饋電網(wǎng)絡(luò)層包括設(shè)置有走線結(jié)構(gòu)的走線區(qū)和非走線區(qū)，輻射層上設(shè)置有第一輻射片;第一輻射片與走線結(jié)構(gòu)通過饋電柱連接，第一輻射片與非走線區(qū)通過第一短路柱連接;寄生層與非走線區(qū)通過導(dǎo)電柱連接;走線結(jié)構(gòu)為波浪形，第一輻射片上設(shè)置有開口。通過寄生層的設(shè)置、波浪形走線的設(shè)計(jì)以及輻射片上開口的設(shè)計(jì)，使得本發(fā)明天線具有高寬帶低剖面的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明天線一實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是圖1所示本發(fā)明天線一實(shí)施方式的主視圖；
[0017]圖3是圖1所示天線一實(shí)施方式中饋電網(wǎng)絡(luò)層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是圖1所示天線一實(shí)施方式中輻射層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是圖1所示天線一實(shí)施方式中寄生層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6是圖1所示天線一實(shí)施方式的回波損耗的幅度隨頻率變化的曲線圖；
[0021]圖7是圖1所示天線一實(shí)施方式的電壓駐波比隨頻率變化的曲線圖；
[0022]圖8是圖1所示天線一實(shí)施方式的增益隨頻率變化的曲線圖；
[0023]圖9是圖1所示天線一實(shí)施方式在不同頻率下的增益方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)發(fā)明所提供的一種天線做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0025]首先請(qǐng)參閱圖1和圖2，圖1是本發(fā)明天線一實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1所示本發(fā)明天線一實(shí)施方式的主視圖。
[0026]本實(shí)施方式天線100包括饋電網(wǎng)絡(luò)層11、輻射層12，以及位于饋電網(wǎng)絡(luò)層11與輻射層12之間的寄生層13。
[0027]請(qǐng)參閱圖3，圖3是圖1所示天線一實(shí)施方式中饋電網(wǎng)絡(luò)層的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3中饋電網(wǎng)絡(luò)層11包括走線結(jié)構(gòu)111和多個(gè)金屬點(diǎn)，本實(shí)施方式的饋電網(wǎng)絡(luò)層上至少有三個(gè)金屬點(diǎn)，包括第一金屬點(diǎn)B1，第二金屬點(diǎn)C1和第三金屬點(diǎn)D1。具體來說，該饋電網(wǎng)絡(luò)層11為一印制電路板，走線結(jié)構(gòu)111及金屬點(diǎn)為同一金屬，在PCB板上印制而成，因此走線結(jié)構(gòu)111與金屬點(diǎn)位于饋電網(wǎng)絡(luò)層11的同一面。
[0028]該饋電網(wǎng)絡(luò)層11采用50Ω的走線設(shè)計(jì)，能夠于輸入阻抗為50 Ω的常規(guī)SMA、BNC、TNC、N型等接頭直接連接，方便調(diào)試。且走線結(jié)構(gòu)111為波浪形設(shè)計(jì)，能夠有效減少在某一方向上的長度尺寸，而走線結(jié)構(gòu)111的長度為0.3Ag，允許一定誤差。
[0029]天線100的接地保護(hù)則通過一接地的金屬層17實(shí)現(xiàn)，饋電網(wǎng)絡(luò)層11設(shè)置在該金屬層17上，其未設(shè)置走線結(jié)構(gòu)111的另一面與該金屬層17接觸，且多個(gè)金屬點(diǎn)也與金屬層17接觸連接。該金屬層17長寬均為1.Ug?0.9Ag。即以Ug為設(shè)計(jì)尺寸，生產(chǎn)時(shí)允許一定誤差。
[0030]在饋電網(wǎng)絡(luò)層11的上方設(shè)置有輻射層12，兩者之間的距離為0.019Ag?0.023Ag，優(yōu)選為0.02Ug。具體請(qǐng)參閱圖4，圖4是圖1所示天線一實(shí)施方式中輻射層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]輻射層12上包括第一輻射片121，第一輻射片121上具有饋電點(diǎn)A2,對(duì)應(yīng)的走線結(jié)構(gòu)111上也設(shè)置有饋電點(diǎn)A1，在饋電點(diǎn)^、如之間設(shè)置饋電柱14，第一輻射片121與走線結(jié)構(gòu)111通過該饋電柱14連接。
[0032]第一輻射片121上還具有第一接地點(diǎn)B2,對(duì)應(yīng)于饋電網(wǎng)絡(luò)層11上的第一金屬點(diǎn)B1,同樣在第一金屬點(diǎn)B1和第一接地點(diǎn)B2之間還設(shè)置有第一導(dǎo)電柱151，第一輻射片121與饋電網(wǎng)絡(luò)層11還通過該第一導(dǎo)電柱151連接。
[0033]第一輻射片121上設(shè)置有開口123，通過增加縫隙來改變電流路徑，引入新諧振來拓寬工作帶寬。具體來說，該開口 123包括U型槽和L型槽。本實(shí)施方式中的開口 123，寬度設(shè)計(jì)為0.0lUg，且允許誤差。另外，在第一輻射片121上還進(jìn)一步設(shè)置有切角結(jié)構(gòu)124，能夠改善天線駐波。該切角的角度Θ為arccos0.778，且允許生產(chǎn)誤差。
[0034]在輻射層12上還進(jìn)一步設(shè)置有第二輻射片122，該第二輻射片122與第一輻射片121之間具有一定間隔。第二輻射片122上具有第二接地點(diǎn)C2，對(duì)應(yīng)于饋電網(wǎng)絡(luò)層11上的第二金屬AC1，同樣在第二金屬點(diǎn)C1和第二接地點(diǎn)C2之間還設(shè)置有第二導(dǎo)電柱152，第二輻射片122與饋電網(wǎng)絡(luò)層11通過該第二導(dǎo)電柱152連接。
[0035]寄生層13設(shè)置在饋電網(wǎng)絡(luò)層11與輻射層12之間，以改善天線的端射性。具體請(qǐng)參閱圖5，圖5是圖1所示天線一實(shí)施方式中寄生層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]寄生層13與饋電網(wǎng)絡(luò)層11的間距為0.063Ag?0.077Ag，優(yōu)選為0.07Ag。而寄生層13 本身的長度為 0.275Ag ?0.335Ag，優(yōu)選0.305Ag，寬度為 0.088Ag ?0.106Ag，優(yōu)選0.097λ
g°
[0037]寄生層13上設(shè)置有第三接地點(diǎn)D3,對(duì)應(yīng)于饋電網(wǎng)絡(luò)層11上的第三金屬AD1，同樣在第三金屬點(diǎn)D1和第三接地點(diǎn)D3之間還設(shè)置有第三導(dǎo)電柱153，寄生層13與饋電網(wǎng)絡(luò)層11通過該第三導(dǎo)電柱153連接。
[0038]此外，為實(shí)現(xiàn)寄生層13穩(wěn)定的支撐于饋電網(wǎng)絡(luò)層11上，兩者之間均設(shè)置安裝孔M和M3，且通過安裝孔設(shè)置絕緣支撐件16。當(dāng)然絕緣支撐件16也可不通過安裝孔設(shè)置，而是直接形成在饋電網(wǎng)絡(luò)層11上，以支撐寄生層13。
[0039]以上所述饋電柱14和第一導(dǎo)電柱151、第二導(dǎo)電柱152、第三導(dǎo)電柱153實(shí)現(xiàn)連接的同時(shí)也起到了一定的支撐作用，且均可由同一導(dǎo)電材料制得，一般選用導(dǎo)電性良好的銅，而絕緣支撐件16則由塑料制得。
[0040]且饋電柱14與第一導(dǎo)電柱151的間距為0.026Ag?0.030Ag，優(yōu)選0.028Ag。饋電柱14為圓柱形，饋電柱14直徑為0.014Ag?0.016Ag，優(yōu)選0.015Ag。上文所述的Ag均為天線波長。
[0041]本實(shí)施方式天線包括饋電網(wǎng)絡(luò)層、輻射層，以及位于饋電網(wǎng)絡(luò)層與輻射層之間的寄生層;饋電網(wǎng)絡(luò)層包括設(shè)置有走線結(jié)構(gòu)的走線區(qū)和非走線區(qū)，輻射層上設(shè)置有第一輻射片;第一輻射片與走線結(jié)構(gòu)通過饋電柱連接，第一輻射片與非走線區(qū)通過第一短路柱連接；寄生層與非走線區(qū)通過導(dǎo)電柱連接;走線結(jié)構(gòu)為波浪形，第一輻射片上設(shè)置有開口。通過寄生層的設(shè)置、波浪形走線的設(shè)計(jì)以及輻射片上開口的設(shè)計(jì)，使得本發(fā)明天線具有高寬帶低剖面的特點(diǎn)。
[0042]此外，本實(shí)施方式天線100是基于傳統(tǒng)PIFA天線的變化結(jié)構(gòu)，具有高帶寬小尺寸的特點(diǎn)。其能夠應(yīng)用到移動(dòng)通信領(lǐng)域，覆蓋頻段GSM900(698?960MHz)。
[0043]基于天線100在該頻段698?960MHz的應(yīng)用，對(duì)本實(shí)施方式天線100進(jìn)行性能測(cè)試，分別得到天線100的回波損耗、電壓駐波比和增益隨頻率的變化，以及在不同頻率下的增益方向圖，具體來說，
[0044]對(duì)于天線100的回波損耗Sll的幅度ISlll，請(qǐng)參閱圖6，圖6是圖1所示天線一實(shí)施方式的回波損耗的幅度隨頻率變化的曲線圖。其中，在698-960MHZ頻段內(nèi)滿足| Sn | <_9dB，在中心頻率830MHz處，I S111?_20dB，諧振較深。因此在698?960MHz頻段內(nèi)滿足| S111 <-9dB，天線100滿足使用需求。
[0045]對(duì)于天線的駐波比VSER，請(qǐng)參閱圖7，圖7是圖1所示天線一實(shí)施方式的電壓駐波比隨頻率變化的曲線圖。在698?960MHz頻段內(nèi)，駐波比滿足VSER<2.5，天線100滿足使用需求。
[0046]對(duì)于天線的增益Gain，請(qǐng)參閱圖8，圖8是圖1所示天線一實(shí)施方式的增益隨頻率變化的曲線圖。其中，在698?960MHz頻段內(nèi)，增益Gain滿足Gain彡2.8dB，在頻率780MHz處，Gain?5.2dB，天線100滿足使用需求。
[0047]以上圖6?圖8中，F(xiàn)req表示頻率。
[0048]對(duì)于天線的增益方向，請(qǐng)參閱圖9，圖9是圖1所示天線一實(shí)施方式在不同頻率下的增益方向圖。
[0049]其中，圖9(a)表示天線100在頻率698MHz的增益方向圖，圖中包括表示天線H面和E面的線，可知，H面具有全向性。
[0050]圖9(b)表示天線100在頻率824MHz的增益方向圖，由圖可知，H面具有全向性。
[0051]圖9(c)表示天線100在頻率840MHz的增益方向圖，由圖可知，H面具有全向性，E面具有“⑴”，具有較好的輻射特性。
[0052]圖9(d)表示天線100在頻率940MHz的增益方向圖，由圖可知，H面具有全向性，E面為“⑴”型，具有較好的輻射特性。
[0053]圖9(e)表示天線100在頻率960MHz的增益方向圖，由圖可知，H面具有全向性。
[0054]由以上分析可知，本實(shí)施方式天線100在698?960MHz頻段內(nèi)具有較好的性能，滿足使用要求。
[0055]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天線，其特征在于，所述天線包括:饋電網(wǎng)絡(luò)層、輻射層，以及位于所述饋電網(wǎng)絡(luò)層與所述輻射層之間的寄生層； 所述饋電網(wǎng)絡(luò)層包括走線結(jié)構(gòu)和多個(gè)金屬點(diǎn)；所述輻射層上設(shè)置有第一輻射片;所述第一輻射片與所述走線結(jié)構(gòu)通過饋電柱電連接，所述第一輻射片與所述多個(gè)金屬點(diǎn)中的第一金屬點(diǎn)通過第一導(dǎo)電柱電連接;所述寄生層與所述多個(gè)金屬點(diǎn)中的第二金屬點(diǎn)通過第二導(dǎo)電柱連接； 所述走線結(jié)構(gòu)為波浪形，所述第一輻射片上設(shè)置有開口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述開口包括U形槽和/或L形槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述輻射層上進(jìn)一步設(shè)置有第二輻射片，所述第二輻射片與所述多個(gè)金屬點(diǎn)中的第三金屬點(diǎn)通過第三導(dǎo)電柱連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述第一輻射片上設(shè)置有切角結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述寄生層與所述饋電網(wǎng)絡(luò)層之間設(shè)置有絕緣支撐件。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)層設(shè)置在接地的金屬層上，所述多個(gè)金屬點(diǎn)連接所述金屬層。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)層與所述寄生層的間距為0.063Ag?0.077Ag，所述寄生層與所述福射層的間距為0.019Ag?0.023Ag，所述Ag為天線波長。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述寄生層的長度為0.275Ag?0.335λδ，寬度為0.088Ag?0.106Ag，所述Ag為天線波長。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述饋電柱與所述第一導(dǎo)電柱的間距為0.026Ag?0.030Ag，所述Ag為天線波長。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述饋電柱為圓柱形，所述饋電柱直徑為0.014Ag?0.016Ag，所述Ag為天線波長。
【文檔編號(hào)】H01Q1/36GK106058442SQ201610528692
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月6日
【發(fā)明人】汪常娥, 高文成, 梁承獻(xiàn), 吳中林, 劉木林, 任軍飛
【申請(qǐng)人】廣東通宇通訊股份有限公司