CN102377019A - 天线 - Google Patents

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Abstract

一种天线，由设置于基板上的金属导电层形成，并包括辐射体及馈入部。辐射体用于辐射电磁波信号及实现接地，所述辐射体上设有两个并行的矩形槽孔、两个长条形槽孔以及多个螺旋形槽孔，其中，两个长条形槽孔相互平行，且分别与两个并行的矩形槽孔彼此靠近的一端垂直相通，多个螺旋形槽孔与两个并行的矩形槽孔相通，用于抑制二次谐波。馈入部由位于两个长条形槽孔之间的金属导电层形成，用于馈入电磁波信号。上述天线可以抑制二次谐波。

Description

天线
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种可以抑制二次谐波的天线。
背景技术
目前，天线与功率放大器(Power Amplifier，PA)是收发信机的必备组件，天线用于发射和接收信号，功率放大器用于放大信号，然而，由于功率放大器的非线性特性，功率放大器在放大信号的同时将产生二次谐波信号，如果该二次谐波信号没有被抑制，那么天线亦会辐射该二次谐波信号，这样就势必影响天线的辐射性能。
现有技术中，为了保证天线的辐射性能，一般采取在天线和功率放大器之间设置低通滤波器(Low Pass Filter，LPF)，以滤除由功率放大器的非线性特性所产生的二次谐波信号，然而，增加低通滤波器势必将增加收发信机的成本，因此，在不增加收发信机的成本的情况下，直接设计一种能抑制二次谐波的天线将是一大挑战，亦是当前业界急需改进的目标。
发明内容
有鉴于此，需要提供一种天线，以抑制二次谐波。
本发明实施方式的天线由设置于基板上的金属导电层形成，并包括辐射体及馈入部。辐射体用于辐射电磁波信号及实现接地，所述辐射体上设有两个并行的矩形槽孔、两个长条形槽孔以及多个螺旋形槽孔，其中，所述两个长条形槽孔相互平行，且分别与所述两个并行的矩形槽孔彼此靠近的一端垂直相通，所述多个螺旋形槽孔与所述两个并行的矩形槽孔相通，用于抑制二次谐波。馈入部由位于所述两个长条形槽孔之间的金属导电层形成，用于馈入电磁波信号。
优选的，所述两个并行的矩形槽孔、所述两个长条形槽孔以及所述多个螺旋形槽孔均呈轴对称，且对称轴相同。
优选的，所述多个螺旋形槽孔包括第一螺旋形槽孔与第二螺旋形槽孔，所述第一螺旋形槽孔与所述第二螺旋形槽孔分别与所述两个并行的矩形槽孔远离所述两个长条形槽孔一侧的侧壁相通。
优选的，所述多个螺旋形槽孔还包括第三螺旋形槽孔与第四螺旋形槽孔，所述第三螺旋形槽孔与所述第四螺旋形槽孔分别与所述两个并行的矩形槽孔靠近所述两个长条形槽孔一侧的侧壁相通。
优选的，所述第三螺旋形槽孔与所述第四螺旋形槽孔呈轴对称，且对称轴与呈轴对称的所述两个并行的矩形槽孔的对称轴共线。
优选的，所述第一螺旋形槽孔与所述第二螺旋形槽孔的螺旋的方向相反，所述第三螺旋形槽孔与所述第四螺旋形槽孔的螺旋的方向相反。
优选的，所述螺旋形槽孔均由三个首尾垂直相通的L形槽孔组成以形成螺旋形。
附图说明
图1为本发明一实施方式中天线10的示意图。
图2为图1中天线10的回波损耗测试图。
图3为图1中天线10的增益测试图。
图4为本发明另一实施方式中天线110的示意图。
图5为图4中天线110的尺寸图。
图6为图4所示天线110中的螺旋形槽孔的尺寸图。
图7为图4中天线110的回波损耗测试图。
图8为图4中天线110的增益测试图。
主要元件符号说明
天线              10、110
基板              100
辐射体            20
矩形槽孔          201A、201B
长条形槽孔        202A、202B
第一螺旋形槽孔    203A
第二螺旋形槽孔    203B
第三螺旋形槽孔    203C
第四螺旋形槽孔    203D
馈入部            30
具体实施方式
请参阅图1，所示为本发明一实施方式中天线10的示意图。如图1所示，天线10由设置于基板100上的金属导电层形成，且包括辐射体20与馈入部30。
辐射体20上设置有多个槽孔以产生谐振并辐射电磁波信号。在本实施方式中，所述多个槽孔包括两个并行的矩形槽孔201A与201B、两个长条形槽孔202A与202B、第一螺旋形槽孔203A以及第二螺旋形槽孔203B。
在本实施方式中，矩形槽孔201A、长条形槽孔202A及第一螺旋形槽孔203A分别与矩形槽孔201B、长条形槽孔202B及第二螺旋形槽孔203B呈共轴对称。长条形槽孔202A和202B相互平行，长条形槽孔202A和202B的一端分别与矩形槽孔201A和201B彼此靠近的一端垂直相通，另一端延伸至基板100的边缘。这样，长条形槽孔202A与矩形槽孔201A共同形成L形，长条形槽孔202B与矩形槽孔201B共同形成L形。在本实施方式中，长条形槽孔202A和202B之间的金属导电层形成所述馈入部30。所述馈入部30与隔离所述矩形槽孔201A和201B的金属导电层相连，并采用共平面导波(Coplanar Waveguide，CPW)的方式馈入电磁波信号。
在本实施方式中，第一螺旋形槽孔203A与第二螺旋形槽孔203B均由三个首尾垂直相通的L形槽孔组成以形成螺旋形，但螺旋的方向相反。在本实施方式中，第一螺旋形槽孔203A按逆时针方向螺旋，第二螺旋形槽孔203B按顺时针方向螺旋。在本实施方式中，第一螺旋形槽孔203A与矩形槽孔201A远离长条形槽孔202A一侧的侧壁相通，第二螺旋形槽孔203B与矩形槽孔201B远离长条形槽孔202B一侧的侧壁相通。在本实施方式中，第一螺旋形槽孔203A与第二螺旋形槽孔203B对称分列于馈入部30的两侧。
在本实施方式中，辐射体20将馈入部30所馈入的电磁波信号在所述多个槽孔中形成共振，并辐射共振后的电磁波信号。在本实施方式中，辐射体20还兼具接地功能。
请参阅图2，所示为图1中天线10的回波损耗测试图。如图2所示，天线10的回波损耗在小于-10dB所覆盖的频段为4.05GHz～4.80GHz，因此，这一基本频带对应的二倍频就是8.1GHz～9.6GHz，由图2可知，在8.1GHz～9.6GHz这一频带范围内，其回波损耗均大于-10dB，从而达到了抑制二次谐波的目的。
请参阅图3，所示为图1中天线10的增益测试图。如图3所示，在二倍频8.1GHz～9.6GHz这个频段范围之内，天线10的增益较小。因此，本实施方式的天线10通过采用两个矩形槽孔、两个长条形槽孔以及两个螺旋形槽孔相结合的方式，能降低二倍频范围内的增益，并达到抑制二次谐波的目的。
请参阅图4，所示为本发明另一实施方式中天线110的示意图。如图4所示，天线110是在图1的天线10的基础上增加了第三螺旋形槽孔203C与第四螺旋形槽孔203D，且第三螺旋形槽孔203C与第四螺旋形槽孔203D呈轴对称，其对称轴与矩形槽孔201A与201B的对称轴共线。
在本实施方式中，第三螺旋形槽孔203C与第四螺旋形槽孔203D亦均由三个首尾垂直相通的L形槽孔组成以形成螺旋形，但螺旋的方向相反，第三螺旋形槽孔203C按顺时针方向螺旋，第四螺旋形槽孔203D按逆时针方向螺旋。在本实施方式中，第三螺旋形槽孔203C与矩形槽孔201A靠近长条形槽孔202A一侧的侧壁相通，第四螺旋形槽孔203D与矩形槽孔201B靠近长条形槽孔202B一侧的侧壁相通，且第三螺旋形槽孔203C与第四螺旋形槽孔203D分列于馈入部30的两侧。
请参阅图5，所示为图4中天线110的尺寸图。
在本实施方式中，天线110设置于基板100上，该基板为FR4电路板，长度与宽度均大致为60mm，厚度大致为0.8mm。矩形槽孔201A和201B的长度与宽度分别大致为23mm和5mm。长条形槽孔202A和202B的长度与宽度分别大致为51mm和0.4mm，且长条形槽孔202A与202B大致相距4mm。
请参阅图6，所示为图4所示天线110中的螺旋形槽孔的尺寸图。如图6所示，螺旋形槽孔203A、203B、203C以及203D的宽度均大致为0.5mm，三个L形槽孔首尾依次垂直相通以形成螺旋状，其长度依次大致为3.5mm、4.5mm、3mm、3.5mm、2mm和1.5mm。
请参阅图7，所示为图4中天线110的回波损耗测试图。如图7所示，在二倍频8.1GHz～9.6GHz这一频带范围内，其回波损耗均大于-10dB，从而达到了抑制二次谐波的目的。
请参阅图8，所示为图4中天线110的增益测试图。如图8所示，在二倍频8.1GHz～9.6GHz这个频段范围之内，天线110的增益小于图3中天线10的增益。因此，本实施方式中所设计的天线110通过增加呈轴对称的第三螺旋形槽孔203C与第四螺旋形槽孔203D可以在天线10的基础上进一步降低二倍频范围内的增益，从而达到抑制二次谐波的目的。
需要注意的是，螺旋形槽孔的数量并不仅限于天线10、110两个实施方式所示，在其他实施方式中，还可以增加更多的呈轴对称的螺旋形槽孔，以进一步降低二倍频范围内的增益，从而更好的抑制二次谐波。
本发明实施方式中的天线10、110通过采用两个矩形槽孔、两个长条形槽孔以及多个螺旋形槽孔相结合的方式，可以抑制二次谐波，减少低通滤波器的使用，降低了收发信机的成本，以满足用户的需求。

Claims (7)

1.一种天线，设置于基板上，其特征在于，所述天线由所述基板上的金属导电层形成，并包括：
辐射体，用于辐射电磁波信号及实现接地，所述辐射体上设有两个并行的矩形槽孔、两个长条形槽孔以及多个螺旋形槽孔，其中，所述两个长条形槽孔相互平行，且分别与所述两个并行的矩形槽孔彼此靠近的一端垂直相通，所述多个螺旋形槽孔与所述两个并行的矩形槽孔相通，用于抑制二次谐波；及
馈入部，由位于所述两个长条形槽孔之间的金属导电层形成，用于馈入电磁波信号。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述两个并行的矩形槽孔、所述两个长条形槽孔以及所述多个螺旋形槽孔均呈轴对称，且对称轴相同。
3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述多个螺旋形槽孔包括第一螺旋形槽孔与第二螺旋形槽孔，所述第一螺旋形槽孔与所述第二螺旋形槽孔分别与所述两个并行的矩形槽孔远离所述两个长条形槽孔一侧的侧壁相通。
4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述多个螺旋形槽孔还包括第三螺旋形槽孔与第四螺旋形槽孔，所述第三螺旋形槽孔与所述第四螺旋形槽孔分别与所述两个并行的矩形槽孔靠近所述两个长条形槽孔一侧的侧壁相通。
5.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第三螺旋形槽孔与所述第四螺旋形槽孔呈轴对称，且对称轴与呈轴对称的所述两个并行的矩形槽孔的对称轴共线。
6.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第一螺旋形槽孔与所述第二螺旋形槽孔的螺旋的方向相反，所述第三螺旋形槽孔与所述第四螺旋形槽孔的螺旋的方向相反。
7.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述螺旋形槽孔均由三个首尾垂直相通的L形槽孔组成以形成螺旋形。
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