CN101179148B - 宽频天线 - Google Patents
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Abstract
一种宽频天线，包括用于收发电磁波讯号的辐射部、与所述辐射部相连的馈入部和一对位于所述馈入部的两侧的接地部。所述辐射部包括环形的第一辐射段及环形的第二辐射段，所述第二辐射段位于所述第一辐射段内，并以内切的方式与所述第一辐射段连接，其中所述辐射部更包括长条状的连接部，所述连接部的两端分别与所述第一辐射段和所述第二辐射段连接，且所述连接部的轴线与所述馈入部的轴线重合。本发明的宽频天线可工作于2.4GHz～2.5GHz和4.9GHz～5.85GHz频段，满足IEEE802.11n的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线，特别是一种应用于无线通讯设备上的宽频天线。
背景技术
众所瞩目的第三代WLAN的IEEE802.11n作为Wi-Fi的第三代传输规格，将会兼容前两代的一些设计，包括调频方式，频段等。也就是说，IEEE802.11n将会既支持IEEE802.11b和IEEE802.11g的2.4GHz～2.5GHz的工作频段，也支持IEEE802.11a的4.9GHz～5.85GHz的工作频段。因此，就需要可同时工作于上述两个频段的天线。
发明内容
为解决上述现有技术存在的不足，有必要提供一种可以同时工作于2.4GHz～2.5GHz和4.9GHz～5.85GHz频段的宽频天线。
一种宽频天线，包括用于收发电磁波讯号的辐射部、与所述辐射部相连的馈入部和一对位于所述馈入部的两侧的接地部。所述辐射部包括环形的第一辐射段及环形的第二辐射段，所述第二辐射段位于所述第一辐射段内，并以内切的方式与所述第一辐射段连接，其中所述辐射部更包括长条状的连接部，所述连接部的两端分别与所述第一辐射段和所述第二辐射段连接，且所述连接部的轴线与所述馈入部的轴线重合。
本发明还提供另一种宽频天线，其包括用于收发电磁波讯号的辐射部、与所述辐射部相连的馈入部以及一对分别位于所述馈入部两侧的接地部。所述辐射部包括环形的第一辐射段及第二辐射段，所述第二辐射段位于所述第一辐射段内。所述馈入部与所述第一辐射段相连，用于向所述辐射部馈入电磁波讯号。所述第二辐射段为长条状，且自所述第一辐射段与所述馈入部相连接的部分向所述第一辐射段的内部延伸。
本发明还提供又一种宽频天线，其包括一用于收发电磁波讯号的辐射部、一与所述辐射部相连的馈入部及一对分别位于所述馈入部两侧的接地部。所述辐射部包括环形的第一辐射段及第二辐射段，所述第二辐射段位于所述第一辐射段内，且所述第二辐射段与第一辐射段间存在间隙，所述间隙使得所述第二辐射段和所述第一辐射段相分离。所述馈入部是用于向所述辐射部馈入电磁波讯号，其中所述第二辐射段是由一条直边和一条圆弧边围成，所述圆弧边是所述第一辐射段所确定的圆的同心圆的一部分，所述直边与所述馈入部垂直。
本发明的宽频天线可工作于2.4GHz～2.5GHz和4.9GHz～5.85GHz频段，满足IEEE802.11n的使用要求。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明的一种实施方式的宽频天线的示意图。
图2为图1中的宽频天线的尺寸示意图。
图3为图1中的宽频天线的电压驻波比图。
图4为图1中的宽频天线工作于2.4GHz频率的辐射场方向图。
图5为图1中的宽频天线工作于4.9GHz频率的辐射场方向图。
图6为图1中的宽频天线工作于6GHz频率的辐射场方向图。
图7为本发明的第二种实施方式的宽频天线的示意图。
图8为图7中的宽频天线的尺寸示意图。
图9为图7中的宽频天线的电压驻波比图。
图10为图7中的宽频天线的工作于2.4GHz频率的辐射场方向图。
图11为图7中的宽频天线的工作于4.9GHz频率的辐射场方向图。
图12为图7中的宽频天线的工作于6GHz频率的辐射场方向图。
图13为本发明的又一种实施方式的宽频天线的示意图。
图14为图13中的宽频天线的尺寸示意图。
图15为图13中的宽频天线的电压驻波比图。
图16为图13中的宽频天线工作于2.4GHz的辐射场方向图。
图17为图13中的宽频天线工作于4.9GHz的辐射场方向图。
图18为图13中的宽频天线工作于6GHz的辐射场方向图。
具体实施方式
请参阅图1，所示为本发明的一种实施方式中的宽频天线的示意图。本发明的宽频天线为印刷式天线，其设置于一个基板50上。
所述宽频天线包括辐射部10、馈入部30以及一对矩形的接地部40。所述辐射部10、馈入部30以及接地部40均设于所述基板50的同一表面上。所述馈入部30和接地部40均从基板50的底边52向基板50内延伸。所述馈入部30是用于向所述辐射部10输入电磁波讯号。所述接地部40分别处于馈入部30的两侧，用于提高天线的辐射效率。
辐射部10是用于收发电磁波讯号，其包括第一辐射段12和第二辐射段14。所述第一辐射段12为环形片状结构。所述第二辐射段14设于第一辐射段12内。
在本实施方式中，所述第二辐射段14亦成环形，其半径小于所述第一辐射段12的半径。所述第二辐射段14与所述第一辐射段12内切于第一辐射段12远离馈入部30的一段。所述辐射部10还包括长条状的连接部16。所述连接部16位于第一辐射段12中，其两端分别与第一辐射段12和第二辐射段14连接。在本实施方式中，连接部16的轴线和馈入部30的轴线重合，第一辐射段12的中心和第二辐射段14的中心均位于连接部16的轴线上。
馈入部30还设有一个倒锥形的延展部19。所述延展部19与第一辐射段14连接，以实现阻抗匹配，提高辐射部10的辐射效率。
请一同参照图2，在本实施方式中，所述第一辐射段12的外径D1为14.96mm，内径d1为10mm。所述第二辐射段14的外径D2为3.5mm，内径d2为2.55mm。所述连接部16长L1为3.5mm，宽11为1.03mm。所述接地部40宽a为6.48mm，长b为2.3mm。
请参照图3，所示本实施方式的宽频天线的电压驻波比(Voltage StandingWave Ratio，简称VSWR)图表。由图可知，当VSWR＜2时，本实施方式的宽频天线的工作频率位于2.3573GHz和9.5314GHz之间，满足使用要求。
请参照图4、图5和图6，所示分别为经电磁模拟所得实施方式中宽频天线工作于2.4GHz频率、4.9GHz频率和6GHz频率的辐射场方向图。由图可知，本实施方式的宽频天线符合使用要求。
请参照图7，所示为本发明的另一种实施方式的宽频天线的结构图。本实施方式的宽频天线亦包括辐射部110、馈入部130及一对矩形的接地部140。所述辐射部130亦包括第一辐射段112和第二辐射段114。所述第一辐射段12亦为环形片状结构。
其与前述实施方式的宽频天线的不同的处在于，所述辐射部130不包括连接部。所述第二辐射段114成长条状，并于第一辐射段112与馈入部130连接的部分的内侧向第一辐射段112内延伸。且第二辐射段114与馈入部130具有相同的轴线。所述接地部140的长度和宽度均不相同。
请一同参照图8，在本实施方式中，所述第一辐射段112的外径D3为5.8mm，内径d3为5.225mm。所述第二辐射段114长L2为5.4mm，宽12为1.2mm。所述馈入部130长M为12mm，宽N为1.2mm。所述接地部140的长B1和B2分别为11.9mm和4.1mm，宽A1和A2分别为5.05mm和2mm。
请参照图9，所示为本实施方式的宽频天线的VSWR图表。由图可知，当VSWR＜2时，本实施方式的宽频天线的工作频率在于2.3679GHz和6.0378GHz之间，满足使用要求。
请参照图10、图11和图12，所示分别为经电磁模拟所得本实施方式的宽频天线工作于2.4GHz频率、4.9GHz频率和6GHz频率的辐射场方向图。由图可知，本实施方式的宽频天线符合使用要求。
请参照图13，揭示了本发明的又一种实施方式的宽频天线的结构图。本实施方式的宽频天线亦包括第一辐射段212、第二辐射段214、一对接地部240，及馈入部230。所述第一辐射段212、所述第二辐射段214、所述接地部240及所述馈入部230均位于一个基板上，且所述馈入部230及接地部240均从所述基板的底边252向所述基板内延伸。
其与第一种实施方式的宽频天线的不同的处在于，本实施方式的宽频天线亦不包括连接部。所述第二辐射段214位于第一辐射段212内，且所述第二辐射段214和第一辐射段212间存在间隙215，所述间隙215使得所述第二辐射段214与第一辐射段212分离。第二辐射段214是由一条圆弧边2142和一条直边2144围成。所述圆弧边2141的两端分别与所述直边2144的两端相连。所述直边2144与上述基板的底边252平行，所述直边2144的中心位于馈入部230的轴线上。所述圆弧边2142是第一辐射段212所确定的圆的同心圆的一部分，且所述圆弧边2142相对于所述直边2144较靠近于馈入部230。
接地部240包括位于馈入部230两侧的第一接地部242和第二接地部244。所述第一接地部242为矩形。所述第二接地部244是由一条与第一辐射段212相对的圆弧边2442和三条依次垂直连接的直边围成。所述三条直边中的两条与所述馈入部230平行，且均长于所述第一接地部242沿馈入部230方向的直边的长度。所述圆弧边2442是第一辐射段212所确定的圆的另一个同心圆的一部分。
请一同参照图14，在本实施方式中，所述第一辐射段212的外径D4为12.2mm，内径d4为11.2mm。所述第二辐射段214的圆弧边2142与所述第一辐射段212之间的间距c4为0.1mm。所述第二辐射段214的直边与所述基板的底边252之间的距离H为9.5mm。所述馈入部230长K为5.8mm，宽J为1.5mm。所述第一接地部242和所述第二接地部244与所述馈入部230之间的间距c3均为0.32mm。所述第一接地部242的长L4为3.97mm，宽14为2.375mm。所述第二接地部244的圆弧边与所述第一辐射段212之间的间距c4为0.1mm，所述第二接地部244的宽L5为2.93mm。
请参照图15，所示为本实施方式的宽频天线的VSWR图表。由图可知，当VSWR＜2时，本实施方式的宽频天线的工作频率位于2.3529GHz和6.3603GHz之间，满足使用要求。
请参照图16、图17和图18，所示分别为经电磁模拟所得本实施方式的宽频天线工作于2.4GHz、4.9GHz和6GHz频率的辐射场方向图。由图可知，本实施方式的宽频天线符合使用要求。
本发明的宽频天线，具有较宽的工作频带，且其采用环形的辐射段，有效的缩小了天线所占的面积，并具有较好辐射特性。
Claims (6)
1.一种宽频天线，包括用于收发电磁波讯号的辐射部、与所述辐射部相连的馈入部，及一对接地部，所述辐射部包括第一辐射段及第二辐射段，所述第一辐射段为环状，所述第二辐射段位于所述第一辐射段内，所述馈入部与所述第一辐射段相连，所述接地部分别位于所述馈入部的两侧，其特征在于，所述第二辐射段为环状，并以内切的方式与所述第一辐射段连接，其中所述辐射部更包括长条状的连接部，所述连接部的两端分别与所述第一辐射段和所述第二辐射段连接，且所述连接部的轴线与所述馈入部的轴线重合。
2.如权利要求1所述的宽频天线，其特征在于，所述第一辐射段的中心和所述第二辐射段的中心均位于所述馈入部的轴线上。
3.一种宽频天线，包括用于收发电磁波讯号的辐射部、与所述辐射部相连的馈入部，及分别位于所述馈入部两侧的接地部，所述辐射部包括第一辐射段和第二辐射段，所述馈入部与所述第一辐射段相连，所述第一辐射段为环状，其特征在于，所述第二辐射段与第一辐射段间存在间隙，所述间隙使得所述第二辐射段和所述第一辐射段相分离，其中所述第二辐射段是由一条直边和一条圆弧边围成，所述圆弧边是所述第一辐射段所确定的圆的同心圆的一部分，所述直边与所述馈入部垂直。
4.如权利要求3所述的宽频天线，其特征在于，所述圆弧边相较于所述直边，较为接近所述馈入部。
5.如权利要求3所述的宽频天线，其特征在于，所述接地部中的一个是由三条直边和一条与所述第一辐射段相对的圆弧边围成，所述圆弧边是所述第一辐射段所确定的圆的同心圆的一部分。
6.如权利要求5所述的宽频天线，其特征在于，所述接地部中的一个沿所述馈入部方向的长度长于另一个接地部沿所述馈入部方向的长度。
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