CN115084838A - 一种多频段天线和无线通讯设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多频段天线，包括基板，以及设于所述基板上的地层贴片和天线辐射贴片，所述基板为单层板，所述地层贴片与所述天线辐射贴片设置在同一层，并在所述地层贴片与所述天线辐射贴片均设有馈电点，所述天线辐射贴片划分成Z形贴片与矩形贴片两部分，所述地层贴片划分成倒L形贴片与U形贴片两部分，所述天线辐射贴片与所述地层贴片相互嵌套，天线满足2G、3G、4G、5G移动通信频段设计要求，覆盖频段为600MHz～3800MHz，具有多频段和全向特性，并且结构简单、体积小，本发明还公开了一种包括上述多频段天线的无线通讯设备。
Description
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，更具体地，涉及一种多频段天线和无线通讯设备。
背景技术
随着5G网络逐渐得到普及，各大厂商加大对实现2G、3G、4G、5G多频段天线的研发投入，在无线通讯设备趋于小型化的背景下，在设备中留给多频段天线的空间受到挤压，影响多频段天线的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有多频段、全向特性且结构简单、体积小的多频段天线，以及包含该多频段天线的无线通讯设备。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一种多频段天线，包括基板，以及设于所述基板上的地层贴片和天线辐射贴片，所述基板为单层板，所述地层贴片与所述天线辐射贴片设置在同一层，并在所述地层贴片与所述天线辐射贴片均设有馈电点，所述天线辐射贴片划分成Z形贴片与矩形贴片两部分，所述地层贴片划分成倒L形贴片与U形贴片两部分，所述天线辐射贴片与所述地层贴片相互嵌套。
作为本发明的一种优选结构，所述天线辐射贴片的矩形贴片的长度长于所述地层贴片的长度，所述矩形贴片的宽边在所述Z形贴片一侧。
作为本发明进一步的一种优选结构，所述地层贴片和所述天线辐射贴片的弯折角度均为直角。
作为本发明进一步的一种优选结构，所述基板为矩形，所述地层贴片和所述天线辐射贴片沿所述基板的长度方向布设且和基板的长度与宽度相适配。
作为本发明进一步的一种优选结构，所述地层贴片与所述天线辐射贴片均在同一层进行敷铜。
本发明还提供一种无线通讯设备，包括上述多频段天线。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
1.天线辐射贴片激发低频谐振模态于700～850MHz频段附近，可涵盖698～960MHz，同时通过倍频产生2400～3800MHz频段；地层贴片的倒L形贴片激发高频谐振模态于1700～2700MHz频段附近，与倒L形贴片所嵌套的Z形贴片分支以及矩形贴片和倒L形贴片耦合，涵盖1710～2700MHz，U形贴片的分支激发高频谐振模态3600MHz频段附近，同时还有增强倍频出来频段3400～3800MHz的增益，从而保证本天线满足2G、3G、4G、5G移动通信频段设计要求，覆盖频段为600MHz～3800MHz，具有多频段和全向特性。
2.通过对天线辐射贴片折弯实现了减少天线总尺寸，使得天线整体的体积小，结构简单。
3.天线辐射贴片的矩形贴片的宽边在Z形贴片一侧，矩形贴片的长度长于地层贴片的长度，能使得本天线无需净空。
4.将地层贴片与天线辐射贴片放在同一层，并且相互嵌套，使得阻抗易于匹配。
5.地层贴片和天线辐射贴片的弯折角度均为直角，更有利于信号的辐射与耦合。
6.基板为矩形，地层贴片和天线辐射贴片沿基板的长度方向布设且和基板的长度与宽度相适配，使得天线整体的体积小。
7.基板为单层板，厚度能不超过1mm，重量轻、成本低，适合于印刷电路技术大批量生产。
附图说明
图1为本发明实施例中多频段天线的结构示意图；
图2为图1所示地层贴片1和天线辐射贴片2的贴片分解图；
图3为本发明实施例中多频段天线的回波损耗测试结果图；
图4为本发明实施例中多频段天线的增益测试结果图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种多频段天线，包括基板，以及设于基板上的地层贴片1和天线辐射贴片2，基板为单层板，地层贴片1与天线辐射贴片2设置在同一层，并在地层贴片1与天线辐射贴片2均设有馈电点，天线辐射贴片2划分成Z形贴片201与矩形贴片202，地层贴片1划分成倒L形贴片101与U形贴片102，天线辐射贴片2与地层贴片1相互嵌套。
具体的，如图1所示，基板为矩形，基板长度为100mm，宽度为20mm，厚度为1mm，地层贴片1与天线辐射贴片2均在同一层进行敷铜，地层贴片1和天线辐射贴片2沿基板的长度方向布设且和基板的长度与宽度相适配，使得相互嵌套的地层贴片1与天线辐射贴片2的***尺寸和基板尺寸一致，天线辐射贴片2的矩形贴片202的长度长于地层贴片1的长度，矩形贴片202的宽边在Z形贴片201一侧，地层贴片1和天线辐射贴片2的弯折角度均为直角。
天线辐射贴片2划分成Z形贴片201与矩形贴片202，如图2所示，具体的，为了便于表述，Z型贴片201划分成辐射贴片2011、辐射贴片2012及辐射贴片2013，辐射贴片2011长度为19mm，宽度为5mm，辐射贴片2012长度为14mm，宽度为5mm，辐射贴片2013长度为7mm，宽度为7mm，矩形贴片202长度为62mm，宽度为20mm。
地层贴片1划分成倒L形贴片101与U形贴片102，如图2所示，具体的，为了便于表述，倒L形贴片101划分成辐射贴片1011和辐射贴片1012，辐射贴片1011长度为11.5mm，宽度为4.2mm，辐射贴片1012长度为7mm，宽度为5mm，U型贴片102划分成辐射贴片1021、辐射贴片1022及辐射贴片1023组成，辐射贴片1021长度为25mm，宽度为5mm，辐射贴片1022长度为7mm，宽度为5mm，辐射贴片1023长度为25mm，宽度为8mm。由于相互嵌套的地层贴片1与天线辐射贴片2***尺寸和基板尺寸一致，因此地层贴片1与天线辐射贴片2尺寸确定了，也就确定了地层贴片1与天线辐射贴片2之间的缝隙尺寸。
本发明实施例的多频段天线采用天线的谐振、倍频、耦合设计方法，参见图2，天线辐射贴片2能激发低频谐振模态于700～850MHz频段附近，涵盖698～960MHz，同时通过倍频产生2400～3800MHz频段，倒L形贴片101能激发高频谐振模态于1700～2700MHz频段附近，从图2可以看出，倒L形贴片101所嵌套的Z形贴片201分支为辐射贴片2012、辐射贴片2013，辐射贴片2012、辐射贴片2013以及矩形贴片202和倒L形贴片101耦合，涵盖1710～2700MHz，辐射贴片1023是U形贴片102的分支，辐射贴片1023能激发高频谐振模态3600MHz频段附近，同时还有增强倍频出来频段3400～3800MHz的增益。以上设计实现了全网通所需频段，保证本天线满足2G、3G、4G、5G移动通信频段设计要求，覆盖频段为600MHz～3800MHz，具有多频段和全向特性。
本实施例中，天线辐射贴片2折弯成Z型与矩形形状相结合的形状，通过对天线辐射贴片2折弯实现了减少天线总尺寸，使得天线整体的体积小，结构简单。
本实施例中，天线辐射贴片2的矩形贴片202的宽边在Z形贴片201一侧，矩形贴片202的长度长于地层贴片1的长度，能使得本天线无需净空。
本实施例中，将地层贴片1与天线辐射贴片2放在同一层，并且相互嵌套，使得阻抗易于匹配。
本实施例中，地层贴片1折弯成倒L形和U形相结合的形状，天线辐射贴片2折弯成Z型与矩形形状相结合的形状，地层贴片1和天线辐射贴片2的弯折角度均为直角，更有利于信号的辐射与耦合。
本实施例中，基板为矩形，地层贴片1和天线辐射贴片2沿基板的长度方向布设且和基板的长度与宽度相适配，使得相互嵌套的地层贴片1与天线辐射贴片2***尺寸和基板尺寸一致，减少天线整体的体积。
本实施例中，基板为单层板，厚度只有1mm，重量轻、成本低，适合于印刷电路技术大批量生产。
以上多频段天线实现了全网通所需频段，通过专业仪器测试指标如图3及图4所示，回波损耗S11均小于-10dB，实现增益为3.5～8dBi。
本发明实施例还提供了一种无线通讯设备，包括上述多频段天线。由于该无线通讯设备采用了上述多频段天线的实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上对本发明实施例所提供的多频段天线和无线通讯设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式上会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种多频段天线，其特征在于，包括基板，以及设于所述基板上的地层贴片和天线辐射贴片，所述基板为单层板，所述地层贴片与所述天线辐射贴片设置在同一层，并在所述地层贴片与所述天线辐射贴片均设有馈电点，所述天线辐射贴片划分成Z形贴片与矩形贴片两部分，所述地层贴片划分成倒L形贴片与U形贴片两部分，所述天线辐射贴片与所述地层贴片相互嵌套。
2.根据权利要求1所述的多频段天线，其特征在于，所述天线辐射贴片的矩形贴片的长度长于所述地层贴片的长度，所述矩形贴片的宽边在所述Z形贴片一侧。
3.根据权利要求1或2所述的多频段天线，其特征在于，所述地层贴片和所述天线辐射贴片的弯折角度均为直角。
4.根据权利要求1所述的多频段天线，其特征在于，所述基板为矩形，所述地层贴片和所述天线辐射贴片沿所述基板的长度方向布设且和基板的长度与宽度相适配。
5.根据权利要求3所述的多频段天线，其特征在于，所述基板为矩形，所述地层贴片和所述天线辐射贴片沿所述基板的长度方向布设且和基板的长度与宽度相适配。
6.根据权利要求5所述的多频段天线，其特征在于，所述地层贴片与所述天线辐射贴片均在同一层进行敷铜。
7.一种无线通讯设备，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的多频段天线。
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