CN108134194A - 一种小型化wlan双频pifa天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型化WLAN双频PIFA天线,所述天线辐射单元由接地线、馈线、第一分支走线、第二分支走线组成,接地线、馈线、第一分支走线、第二分支走线附着在天线支架的表面,组成一个天线组件;所述天线辐射单元的接地线采用较窄走线实现,述天线辐射单元的第一分支走线从馈线延伸而出,所述天线辐射单元的第二分支走线采用前窄后宽的U型走线,所述天线辐射单元的天线走线形式采用U型走线,所述馈线连接馈源和天线辐射单元,所述接地线连接印制电路板和天线辐射单元,本发明利用小型化技术实现WLAN双频段移动终端天线,能够有效的利用空间,在产品整体小型化的基础上完成2.4GHz WLAN、5GHz WLAN频率覆盖,从而实现WLAN双频的高效天线辐射。
Description
技术领域
本发明天线所涉及的天线技术领域,具体来说是一种在无净空环境的小型化WLAN双频天线,采用空间复用实现双频天线辐射,不需要净空的同时减小天线占用空间。
背景技术
现代无线通信设备要求在尽可能小的空间下实现WLAN天线设计,以实现更多的功能。为满足WLAN(wireless local area network) IEEE 802.11系列 2.4 GHz (2.4GHz-2.5 GHz),5 GHz WLAN (4.9GHz–5.85 GHz) 的双频段要求,传统的WLAN天线设计技术主要将天线位置放置于主板边缘净空区,并保证足够的天线走线面积。传统设计方案为满足双频段覆盖要求,需要保证产品留存一定的净空区及走线区域,并不适用小型化移动终端天线设计。相应的在无线通讯设备空间减少之后,相关零件的尺寸也受到了很大的限制。在无线设备空间减少,天线使用空间减少的环境下,天线的性能效率会很差。本发明设计了一种小型化WLAN天线,在很小的天线空间实现三频段频率覆盖,天线主体均位于主板空间内,不需要专门在主板边缘留存净空区,同时可以实现高效率性能。本发明设计的WLAN双频段天线能在无净空、空间小的环境下实现WIFI双频的良好性能效率,适合于小型化WLAN天线设计。本发明设计的WLAN双频段天线可以推广应用到不同的移动终端WLAN天线设计中,具有很强的实用性。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有的技术难度,提供一种在无净空、小空间环境下实现WLAN双频良好效率性能的PIFA天线。
一种小型化WLAN双频PIFA天线,其特征在于,印制电路板和天线部分组成整个天线***,所述印制电路板1的上端为天线辐射单元3,所述天线辐射单元3由接地线5、馈线6、第一分支走线7、第二分支走线8组成,接地线5、馈线6、第一分支走线7、第二分支走线8附着在天线支架4的表面,组成一个天线组件;所述天线辐射单元3的接地线5采用较窄走线实现,述天线辐射单元3的第一分支走线7从馈线延伸而出,所述天线辐射单元3的第二分支走线8采用前窄后宽的U型走线,所述天线辐射单元的天线走线形式采用U型走线,所述馈线6连接馈源2和天线辐射单元3,所述接地线5连接印制电路板1和天线辐射单元3,所述印制电路板1无净空,使用全金属覆盖。
天线辐射单元通过接地线5、馈线6和第一分支走线7、第二分支走线8产生了两种谐振模式:低频2.4GHz-2.5GHz谐振模式和高频4.9GHz-5.85GHZ谐振模式;
其中接地线5、馈线6和第二分支走线8产生低频2.4GHz-2.5GHz天线辐射谐振。其中第二分支走线8为U型走线,采用层叠式走线实现空间复用,减小天线占用空间。其中第二分支走线8末端较宽走线位置处于天线支架4顶端,较宽的走线贴片有利于天线辐射;第二分支走线8靠近馈线部分采用较窄走线实现,一方面较窄的天线走线减小同末端宽走线部分的耦合,减小对天线辐射的负面影响,另一方面窄走线感性较强,进一步减小天线占用体积。
其中接地线5、馈线6和第一分支走线7、第二分支走线8共同产生低频4.9GHz-5.85GHz天线辐射谐振。接地线5、馈线6、第二分支走线8可以产生一个位于更高频频段的倍频谐振。第一分支走线7将接地线5、馈线6、第二分支走线8产生的倍频谐振调节到所需的4.9GHz-5.85GHz频段。第一分支走线7由馈线6沿天线支架4向高处延伸而出,只占用纵向高度空间,不需要横向天线空间。第一分支走线7位置靠近天线支架4顶端,距离印制电路板1较远,有利于实现4.9GHz-5.85GHz频段的有效天线辐射。
其中接地线5和馈线6对天线实现阻抗匹配效果,提高天线辐射能力。接地线5采用较窄走线,增加其走线感性;接地线5同馈线6间距很小,采用较小间距提高天线馈端容性。接地线5和馈线6共同作用,其感性和容性可以调节天馈端的输入阻抗,达到双频段最佳天线端口匹配效果,从而提高天线辐射能力。
所述接地线5连接印制电路板1和天线辐射单元3,采用一段微带线,但是并不局限于微带线,也可以是弹脚、Pogo pin等等作为信号传输的连接线。
所述馈线6连接馈源2和天线辐射单元3,采用一段微带线,但是并不局限于微带线,也可以是弹脚、Pogo pin等等作为信号传输的连接线。
本发明天线的有益效果为:利用小型化技术实现WLAN双频段移动终端天线,此发明能够有效的利用空间,在产品整体小型化的基础上实现2.4GHz WLAN、5GHz WLAN频率覆盖。能满足IEEE 802.11b/g/n/a频段的覆盖要求。在无天线净空的环境下,利用较小的天线走线空间内实现了WLAN双频的高效天线辐射。
[附图说明]
图1为本发明的天线结构示意图
图2为图1局部放大图
图3为本发明WLAN天线的回波损耗
图4为本发明WLAN天线的效率
图中标记说明
1印制电路板,2馈源,3天线辐射单元,4天线支架,5接地线,6馈线,7第一分支走线,8第二分支走线。
[具体实施方式]
为了更清楚、有效地说明本发明实施例的技术方案,将实施例中所需要使用的附图作简单介绍
如图1和图2所示,该PIFA天线的结构包括:1印制电路板,2馈源,3天线辐射单元,4天线支架,5接地线,6馈线,7第一分支走线,8第二分支走线;印制电路板4在本实施例中采用PCB板,尺寸80mm*80mm,天线辐射单元位于其上端;天线辐射单元包括5接地线,6馈线,7第一分支走线,8第二分支走线。其中5接地线,6馈线,7第一分支走线,8第二分支走线附着在塑料支架的表面,1印制电路板、2馈源、3天线辐射单元、4天线支架共同组成整个天线***。
馈线6:连接馈源和辐射单元一段微带线,但是并不局限于微带线,也可以是弹脚、Pogo pin等等作为信号传输的连接线;
接地线5:连接印制电路板和辐射单元的一段微带线,但是并不局限于微带线,也可以是弹脚、Pogo pin等等作为信号传输的连接线。接地线5的线宽以及接地线5和馈线6的间距可以调节天线端口阻抗,使得天线在双频段更好的完成天线辐射。
第一分支走线7:第一分支走线7由馈线6沿天线支架4向高处延伸而出,位置靠近天线支架4顶端。接地线5、馈线6和第一分支走线7、第二分支走线8共同产生低频4.9GHz-5.85GHz天线辐射谐振。接地线5、馈线6、第二分支走线8可以产生一个位于更高频频段的倍频谐振。第一分支走线7将接地线5、馈线6、第二分支走线8产生的倍频谐振调节到所需的4.9GHz-5.85GHz频段。第一分支走线7距离印制电路板1较远,有利于实现4.9GHz-5.85GHz频段的有效天线辐射。第一分支走线7只占用纵向高度空间,不需要横向天线空间,可减小天线占用空间。
第二分支走线8:第二分支走线8为U型走线,采用层叠式走线实现空间复用,减小天线占用空间。其中第二分支走线8末端较宽走线位置处于天线支架4顶端,较宽的走线贴片有利于天线辐射;第二分支走线8靠近馈线部分采用较窄走线实现,一方面较窄的天线走线减小同末端宽走线部分的耦合,减小对天线辐射的负面影响,另一方面窄走线感性较强,进一步减小天线占用体积。
图3为本发明WLAN天线的回波损耗。根据图3所示,本发明的WLAN天线在满足低频带宽2.4GHz-2.5GHz性能的前提下,高频能覆盖4.9GHz-5.85GHz的带宽。
图4为本发明WLAN天线的效率。根据图4所示,本发明的WLAN天线能满足在WLAN双频的超宽频带宽在都有恨好的性能效率,天线在双频短均可以实现高效的天线辐射。
Claims (7)
1.一种小型化WLAN双频PIFA天线,其特征在于,印制电路板(1)和天线部分组成整个天线***,所述印制电路板(1)的上端为天线辐射单元(3),所述天线辐射单元由接地线(5)、馈线(6)、第一分支走线(7)、第二分支走线(8)组成,接地线(5)、馈线(6)、第一分支走线(7)、第二分支走线(8)附着在天线支架(4)的表面,组成一个天线组件;所述天线辐射单元(3)的接地线(5)采用较窄走线实现,所述天线辐射单元(3)的第一分支走线(7)从馈线延伸而出,所述天线辐射单元(3)的第二分支走线(8)采用前窄后宽的U型走线,所述馈线(6)连接馈源(2)和天线辐射单元(3),所述接地线(5)连接印制电路板(1)和天线辐射单元(3),所述印制电路板(1)无净空,使用全金属覆盖。
2.如权利要求1所述的一种小型化WLAN双频PIFA天线,其特征在于,所述印制电路板(1)采用PCB板。
3.如权利要求1所述的一种小型化WLAN双频PIFA天线,其特征在于,所述接地线(5)连接印制电路板(1)和天线辐射单元(3),采用一段微带线,但是并不局限于微带线,也可以是弹脚、Pogo pin等等作为信号传输的连接线。
4.如权利要求1所述的一种小型化WLAN双频PIFA天线,其特征在于,所述馈线(6)连接馈源(2)和天线辐射单元(3),采用一段微带线,但是并不局限于微带线,也可以是弹脚、Pogo pin等作为信号传输的连接线。
5.如权利要求1所述的一种小型化WLAN双频PIFA天线,其特征在于,接地线(5)、馈线(6)和第二分支走线(8)产生低频2.4GHz-2.5GHz天线辐射谐振,其中第二分支走线(8)为U型走线,采用层叠式走线实现空间复用,第二分支走线(8)末端较宽走线位置处于天线支架(4)顶端;第二分支走线(8)靠近馈线部分采用较窄走线实现。
6.如权利要求1所述的一种小型化WLAN双频PIFA天线,其特征在于,接地线(5)、馈线(6)和第一分支走线(7)、第二分支走线(8)共同产生低频4.9GHz-5.85GHz天线辐射谐振;第一分支走线(7)由馈线(6)沿天线支架(4)向高处延伸而出,只占用纵向高度空间,不需要横向天线空间;第一分支走线(7)位置靠近天线支架(4)顶端,距离印制电路板(1)较远,有利于实现4.9GHz-5.85GHz频段的有效天线辐射。
7.如权利要求1所述的一种小型化WLAN双频PIFA天线,其特征在于,接地线(5)和馈线(6)对天线完成双频段阻抗匹配;接地线(5)采用较窄走线,增加其走线感性;接地线(5)同馈线(6)间距很小,采用较小间距共同作用。
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