CN106785491B - 一种偶极双频天线和电子产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偶极双频天线和电子产品。该天线包括一主天线、一从天线和一介质板；主天线和从天线均位于介质板的上方；主天线包括第一谐振壁、馈电部和第一接地部，第一谐振壁通过馈电部和第一接地部与介质板连接；从天线包括第二谐振壁和第二接地部，第二接地部的顶端连接第二谐振壁，第二接地部的底端连接介质板上表面边缘处的第二接地点；第一谐振壁和第二谐振壁从不同侧沿介质板的边缘走线；主天线与从天线构成偶极双频天线，主天线用于产生第一谐振频率，接收和发射第一谐振频带内的射频信号；从天线用于产生第二谐振频率，接收和发射第二谐振频带内的射频信号。本发明的偶极双频天线产生的谐振频率较低以及天线带宽较宽。

Description

一种偶极双频天线和电子产品

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种偶极双频天线和电子产品。

背景技术

在通信技术领域，天线是制约通信质量的关键部件。随着新技术的发展和人们日益增长的消费需求，具有蓝牙、WIFI、GPS及3G\4G功能的无线产品越来越普及。然而，为方便天线类产品的佩戴和携带，天线类产品的尺寸也越来越小，剖面越来越低，比如耳塞式蓝牙耳机等。天线类产品尺寸的减小意味着天线会面临PCBA“地”面积和天线净空区面积不足，以及天线谐振长度较短，并导致天线谐振频率太高、谐振深度较浅以及天线带宽较窄等问题。

发明内容

鉴于现有技术中天线面临PCBA“地”面积和天线净空区面积不足，以及天线谐振长度较短，并导致天线谐振频率太高、谐振深度较浅以及天线带宽较窄等的问题，提出了本发明的一种偶极双频天线和电子产品，以便解决或至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种偶极双频天线，所述天线包括一主天线、一从天线和一介质板；所述主天线和所述从天线均位于所述介质板的上方；

所述主天线为PIFA天线，包括第一谐振壁、馈电部和第一接地部，所述馈电部的顶端连接所述第一谐振壁，底端连接在所述介质板上表面边缘处的馈电点上；所述第一接地部的顶端连接所述第一谐振壁，底端连接在所述介质板上表面边缘处的第一接地点上；

所述从天线包括第二谐振壁和第二接地部，所述第二接地部的顶端连接所述第二谐振壁，所述第二接地部的底端连接所述介质板上表面边缘处的第二接地点；

所述第一谐振壁和所述第二谐振壁从不同侧沿所述介质板的边缘走线；

所述主天线与所述从天线构成偶极双频天线，所述主天线用于产生第一谐振频率，接收和发射第一谐振频带内的射频信号；所述从天线用于产生第二谐振频率，接收和发射第二谐振频带内的射频信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电子产品，包括壳体，所述壳体内设置有电路板，所述电路板上使用有前述的偶极双频天线。

综上所述，本发明的偶极双频天线在小尺寸、低剖面的环境下，通过调节主天线产生的第一谐振频率或者从天线产生的第二谐振频率可以克服谐振频率太高、谐振深度较浅以及天线带宽较窄等问题，且可实现双频特性。例如，固定第一谐振频率，调节从天线的第二接地部位于从天线的靠近所述第一接地部的一端或者位于远离所述第一接地部的另一端，可以拓宽第一谐振频率；调节从天线的第二接地部位于从天线第二谐振壁的中间位置，可以实现双频特性。可见，本发明的偶极双频天线产生的谐振频率较低以及天线带宽较宽。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种偶极双频天线的主天线的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种偶极双频天线的主天线的反射损耗曲线图；

图3为本发明实施例二提供的一种偶极双频天线的结构示意图；其中，(a)为偶极双频天线的结构示意图；(b)为偶极双频天线的侧视图；

图4为本发明实施例二提供的一种偶极双频天线的反射损耗曲线图；

图5为本发明实施例三提供的一种偶极双频天线的结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的一种偶极双频天线的反射损耗曲线图；

图7为本发明实施例四提供的一种偶极双频天线的结构示意图；

图8为本发明实施例四提供的一种偶极双频天线的反射损耗曲线图；

图9为本发明实施例四提供的一种偶极双频天线的方向图；

图10为本发明实施例二提供的一种偶极双频天线的方向图；

图11为本发明实施例五提供的一种电子产品的示意图。

具体实施方式

本发明的设计思路是：鉴于现有技术中天线面临PCBA“地”面积和天线净空区面积不足，以及天线谐振长度较短，并导致天线谐振频率太高、谐振深度较浅以及天线带宽较窄等的问题。本发明的天线包括一主天线、一从天线和一介质板，主天线的第一谐振壁通过馈电部和第一接地部与介质板连接；从天线的第二谐振壁通过第二接地部与介质板连接；且主天线和从天线从不同侧沿所述介质板的边缘走线。这样主天线与从天线就构成偶极双频天线，在小尺寸、低剖面的环境下，产生第一谐振频率和第二谐振频率，可以达到拓宽天线带宽的效果，且可实现双频特性。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和实施例对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一：

本发明的偶极双频天线的主天线为PIFA天线。图1为本发明实施例一提供的一种偶极双频天线的主天线的结构示意图。如图1所示，主天线110包括第一谐振壁111、馈电部112和第一接地部113，馈电部112的顶端连接第一谐振壁111，底端连接在圆形介质板120上表面边缘处的馈电点上；第一接地部113的顶端连接第一谐振壁111，底端连接在介质板120上表面边缘处的第一接地点上。第一谐振壁111的长度等于圆形介质板周长的一半，从左侧沿介质板120的边缘走线。第一接地部113位于第一谐振壁111的一端，馈电部位于距离第一接地部5.5mm处的位置。这里的圆形介质板的上表面覆铜。

主天线110用于产生第一谐振频率，接收和发射第一谐振频带内的射频信号。图2为本发明实施例一提供的一种偶极双频天线的主天线的反射损耗曲线图。如图2所示，主天线110产生的第一谐振频率为2.4Ghz，谐振频率不高，该频率符合蓝牙通信中的频率要求，天线可以应用在蓝牙通信中。

实施例二：

图3为本发明实施例二提供的一种偶极双频天线的结构示意图；其中，(a)为偶极双频天线的结构示意图；(b)为偶极双频天线的侧视图。如图3所示，天线包括一主天线310、一从天线320和一上表面覆铜的介质板330；主天线310和从天线320均位于介质板330的上方。介质板的上表面覆铜。

主天线310为PIFA天线，包括第一谐振壁311、馈电部312和第一接地部313，馈电部312的顶端连接第一谐振壁311，底端连接在介质板330上表面边缘处的馈电点上；第一接地部313的顶端连接第一谐振壁311，底端连接在介质板330上表面边缘处的第一接地点上。

从天线320包括第二谐振壁321和第二接地部322，第二接地部322的顶端连接第二谐振壁321，第二接地部322的底端连接介质板330上表面边缘处的第二接地点。

如图3所示，第一谐振壁和第二谐振壁分别从左右两侧沿介质板的边缘走线。

这样，主天线与从天线构成偶极双频天线，主天线用于产生第一谐振频率，接收和发射第一谐振频带内的射频信号；从天线用于产生第二谐振频率，接收和发射第二谐振频带内的射频信号。主天线的第一谐振壁的长度、馈电部的位置或第一接地部的位置可改变，以调节主天线产生的第一谐振频率；或者，第二谐振壁的长度或者第二接地部的位置可改变，以调节从天线产生的第二谐振频率。

本实施例中，如图3所示，介质板330为圆形介质板，直径为16mm，介电常数为4.4。第一谐振壁311和第二谐振壁321的长度相同，均等于介质板330周长的一半，第一谐振壁311和第二谐振壁321围成一个圆形，且第一谐振壁311和第二谐振壁321位于介质板330上方相同高度的2.5mm处。主天线310的第一接地部313位于第一谐振壁311的一端，馈电部312位于靠近第一接地部313的5.5mm处的位置，可以产生固定2.4GH的第一谐振频率；从天线320的第二接地部322位于从天线312的靠近第一接地部313的一端。

图4为本发明实施例二提供的一种偶极双频天线的反射损耗曲线图。如图4所示，本实施例中的偶极双频天线，主天线产生第一谐振频率为2.4GHz，从天线产生的第二谐振频率在2.7GHz，一方面，该偶极天线可以产生双频，另一方面，第二谐振频率2.7GHz接近第一谐振频率的2.4GHz。因此，由于第二谐振臂321与第一谐振臂311长度相近，两者均谐振频率在2.4GHz附近，第一谐振频率与第二谐振频率融合，拓宽了的天线带宽。该频率符合蓝牙通信中的频率要求，天线可以应用在蓝牙通信中。

可见，本实施例通过调节从天线的第二接地部的位置，使其位于从天线的靠近第一接地部的一端，在介质板尺寸较小，剖面较低的情况下，可以拓宽第一谐振频率的天线带宽。

实施例三：

图5为本发明实施例三提供的一种偶极双频天线的结构示意图。如图5所示，天线包括一主天线510、一从天线520和一上表面覆铜的介质板530；主天线510和从天线520均位于介质板530的上方的相同的高度的位置。

主天线510为PIFA天线，包括第一谐振壁511、馈电部512和第一接地部513，馈电部512的顶端连接第一谐振壁511，底端连接在介质板530上表面边缘处的馈电点上；第一接地部513的顶端连接第一谐振壁511，底端连接在介质板530上表面边缘处的第一接地点上。

从天线520包括第二谐振壁521和第二接地部522，第二接地部522的顶端连接第二谐振壁521，第二接地部522的底端连接介质板530上表面边缘处的第二接地点。

如图5所示，第一谐振壁和第二谐振壁分别从左右两侧沿介质板的边缘走线。

本实施例中，如图5所示，介质板530为圆形介质板，尺寸较小，其直径为16mm，介电常数为4.4。第一谐振壁511和第二谐振壁521的长度相同，均等于介质板530周长的一半，第一谐振壁511和第二谐振壁521围成一个圆形，且第一谐振壁511和第二谐振壁521位于介质板530上方的相同高度的2.5mm处，剖面较低。主天线510的第一接地部513位于第一谐振壁511的一端，馈电部512位于靠近第一接地部513的5.5mm处的位置，可以产生固定2.4GH的第一谐振频率；从天线520的第二接地部522位于第二谐振壁521的中间位置，相当于缩短了从天线的谐振壁。

图6为本发明实施例三提供的一种偶极双频天线的反射损耗曲线图。如图6所示，本实施例中的偶极双频天线，主天线产生第一谐振频率为2.4GHz，从天线产生的第二谐振频率在5.8GHz，实现了偶极双频天线的双频特性。2.4GHz频率符合蓝牙通讯中的频率要求；5.8GHz频率符合WiFi通信中的频率要求，因此本实施例中的天线可以同时应用在蓝牙通信和WiFi通信中。

可见，本实施例通过调节从天线的第二接地部的位置，使其位于从天线的第二谐振壁的中间位置，在介质板尺寸较小，剖面较低的情况下，可以实现天线的双频特性。

实施例四：

图7为本发明实施例四提供的一种偶极双频天线的结构示意图。如图7所示，天线包括一主天线710、一从天线720和一上表面覆铜的介质板730；主天线710和从天线720均位于介质板730的上方的相同的高度的位置。

主天线710为PIFA天线，包括第一谐振壁711、馈电部712和第一接地部713，馈电部712的顶端连接第一谐振壁711，底端连接在介质板730上表面边缘处的馈电点上；第一接地部713的顶端连接第一谐振壁711，底端连接在介质板730上表面边缘处的第一接地点上。

从天线720包括第二谐振壁721和第二接地部722，第二接地部722的顶端连接第二谐振壁721，第二接地部722的底端连接介质板730上表面边缘处的第二接地点。

如图7所示，第一谐振壁和第二谐振壁分别从左右两侧沿介质板的边缘走线。

本实施例中，如图7所示，介质板730为圆形介质板，尺寸较小，其直径为16mm，介电常数为4.4。第一谐振壁711和第二谐振壁721的长度相同，均等于介质板730周长的一半，第一谐振壁711和第二谐振壁721围成一个圆形，且第一谐振壁711和第二谐振壁721位于介质板730上方2.5mm处，剖面较低。主天线710的第一接地部713位于第一谐振壁711的一端，馈电部712位于靠近第一接地部713的5.5mm处的位置，可以产生固定2.4GH的第一谐振频率；从天线720的第二接地部722位于远离第一接地部713的另一端。

图8为本发明实施例四提供的一种偶极双频天线的反射损耗曲线图。如图8所示，本实施例中的偶极双频天线，主天线产生第一谐振频率为2.4GHz，从天线产生的第二谐振频率在2.7GHz，一方面，该偶极天线可以产生双频率，另一方面，第二谐振频率2.7GHz。同样的，由于第二谐振臂711与第一谐振臂721长度相近，两者均谐振在2.4GHz附近，因此拓展了天线带宽。该频率符合蓝牙通信中的频率要求，天线可以应用在蓝牙通信中。

图9为本发明又一个实施例提供的一种偶极双频天线的方向图；作为对比，图10为本发明实施二提供的一种偶极双频天线的方向图。由于本实施例中的第一谐振臂711与第二谐振臂721上的电流分布相反，本实施例中的图9所示的辐射方向图与图10所示的实施二的方向图相比，具有更好的全向性。

可见，本实施例通过调节从天线的第二接地部的位置，使其位于从天线的远离第一接地部的另一端，在介质板尺寸较小，剖面较低的情况下，可以拓宽天线的带宽，并且具有良好的方向性。

需要说明的是，本发明的偶极双频天线，可以根据需求通过改变第一谐振壁的长度或者改变馈电部或第一接地部的位置以及两者的距离距离，调节主天线产生的第一谐振频率；或者，通过第二谐振壁的长度或者改变第二接地部的位置，调节从天线产生的第二谐振频率。所以，上述实施例中的天线的剖面高度(2.5mm)，馈电部与第一接地部的距离(5.5mm)和位置可以不做具体限定。具体的参数大小均可根据天线的要求进行设定，且主天线和从天线的高度可以不一致。上述实施例中，在介质板尺寸较小、剖面较低的情况下，通过固定主天线的第一谐振壁的长度，馈电部和第一接地部的位置和距离，改变从天线的第二接地部的位置，来实现天线的谐振频率的拓宽，或者实现天线的双频特性。

还需要说明的是，上述实施例中的介质板的形状(圆形)和大小(直径16mm)也可以不作具体限定，根据需求进行设定。

实施例五：

图11为本发明实施例五提供的一种电子产品的示意图。如图11所示，该电子产品包括壳体111，壳体111内设置有电路板112，电路板112上使用有如图3、图5或图7所示的偶极双频天线113。

例如，该电子产品可是耳塞式蓝牙耳机或者智能手表等小尺寸的电子产品，但不限于此。

需要说明的是，图11所示的电子产品的各实施例与图3、图5或图7所示的偶极双频天线的各实施例对应相同，上文已有详细说明，在此不再赘述。

综上所述，本发明的偶极双频天线在小尺寸、低剖面的环境下，通过调节主天线产生的第一谐振频率或者从天线产生的第二谐振频率可以克服谐振频率太高、谐振深度较浅以及天线带宽较窄等问题，且可实现双频特性。例如，固定第一谐振频率，调节从天线的第二接地部位于从天线的靠近所述第一接地部的一端或者位于远离所述第一接地部的另一端，可以拓宽第一谐振频率；调节从天线的第二接地部位于从天线第二谐振壁的中间位置，可以实现双频特性。可见，本发明的偶极双频天线产生的谐振频率较低以及天线带宽较宽。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种偶极双频天线，其特征在于，所述天线包括一主天线、一从天线和一介质板；所述主天线和所述从天线均位于所述介质板的上方；

所述主天线包括第一谐振壁、馈电部和第一接地部，所述馈电部的顶端连接所述第一谐振壁，底端连接在所述介质板上表面边缘处的馈电点上；所述第一接地部的顶端连接所述第一谐振壁，底端连接在所述介质板上表面边缘处的第一接地点上；

所述从天线包括第二谐振壁和第二接地部，所述第二接地部的顶端连接所述第二谐振壁，所述第二接地部的底端连接所述介质板上表面边缘处的第二接地点；

所述第一谐振壁和所述第二谐振壁从不同侧沿所述介质板的边缘走线；

所述主天线与所述从天线构成偶极双频天线，所述主天线用于产生第一谐振频率，接收和发射第一谐振频带内的射频信号；所述从天线用于产生第二谐振频率，接收和发射第二谐振频带内的射频信号。

2.如权利要求1所述的偶极双频天线，其特征在于，所述第一谐振壁的长度、所述馈电部的位置或所述第一接地部的位置可改变，以调节所述主天线产生的第一谐振频率。

3.如权利要求1所述的偶极双频天线，其特征在于，所述第二谐振壁的长度或者所述第二接地部的位置可改变，以调节所述从天线产生的第二谐振频率。

4.如权利要求1-3任一项所述的偶极双频天线，其特征在于，所述第一谐振壁和第二谐振壁根据各自谐振频率分别具有一定的长度。

5.如权利要求4所述的偶极双频天线，其特征在于，所述主天线为PIFA天线，所述第一接地部位于所述第一谐振壁的一端，所述馈电部设置在靠近所述第一接地部的位置，所述主天线产生预定值的第一谐振频率。

6.如权利要求5所述的偶极双频天线，其特征在于，所述第二接地部位于所述从天线的靠近所述第一接地部的一端。

7.如权利要求5所述的偶极双频天线，其特征在于，所述第二接地部位于所述第二谐振壁的中间位置。

8.如权利要求5所述的偶极双频天线，其特征在于，所述第二接地部位于远离所述第一接地部的另一端。

9.如权利要求4所述的偶极双频天线，其特征在于，所述介质板为圆形，所述第一谐振壁和所述第二谐振壁的长度相同，均等于所述介质板周长的一半。

10.一种电子产品，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有电路板，所述电路板上使用有如权利要求1-9中任一项所述的偶极双频天线。