CN210092346U - Pcb天线 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种PCB天线，包括PCB基板和第一、第二辐射部，第一辐射部包括第一辐射体及延伸出的形成馈电槽的第二、第三辐射体、设置在第二、第三辐射体上的第一、第二开口；第二辐射部包括第四辐射体及沿相反方向延伸出的第五、第六辐射体，第七辐射体及沿相反方向延伸出的第八、第九辐射体，从第四辐射体延伸至第七辐射体的对称设置的第十、第十一辐射体；第十、第十一辐射体向第一辐射部方向延伸出第十二、第十三辐射体，与第二、第三辐射体之间形成第三、第四缝隙；第五辐射体延伸至馈电槽。本实用新型提供的PCB天线可增强中高频谐振，提供5G‑Sub6G频段下的天线设计。

Description

PCB天线
【技术领域】
本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种PCB天线。
【背景技术】
随着计算机技术和通信技术的不断发展，各种客户端设备(Customer PremiseEquipment，CPE)越来越多的出现在消费者的生活中，其功能覆盖也越来越全面。随着其功能不断的全面化，使得其对于通信的需求也是越来越高，例如，对于天线性能的需求越来越高。在相关技术方案中，可用于CPE或者路由器等终端设备的天线的频段较窄，仅适用于某一个频段下的天线需求；但在实际应用中，相关终端设备对于5G以及Sub-6G频段下的全频段全向天线存在非常急迫的需求。
也就是说，相关技术方案中缺少5G以及Sub-6G频段下的全频段全向天线来满足用户对于CPE、路由器等终端设备的天线需求。
因此，有必要设计一种5G以及Sub-6G频段的全频段全向天线。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种PCB天线，实现5G以及Sub-6G频段下的全频段全向的天线需求。
本实用新型的技术方案如下：
一种PCB天线，包括PCB基板以及设置在所述PCB基板上的第一辐射部和第二辐射部；
所述第一辐射部包括第一辐射体以及由所述第一辐射体延伸出的第二辐射体和第三辐射体，所述第二辐射体与所述第三辐射体相对于所述第一辐射体沿第一方向上的轴线对称设置，所述第二辐射体、第三辐射体之间形成馈电槽，所述第一方向为第二辐射体相对于所述第一辐射体的延伸方向；所述第二辐射体和第三辐射体与第一辐射体连接的相对侧分别设置有第一开口和第二开口；
所述第二辐射部包括第四辐射体以及由所述第四辐射体延伸出的第五辐射体和第六辐射体，所述第五辐射体延伸至所述馈电槽，且与所述第一辐射体之间存在第一缝隙；所述第六辐射体沿与所述第五辐射体相反方向进行延伸；
所述第二辐射部还包括第七辐射体以及由所述第七辐射体延伸出的第八辐射体和第九辐射体，所述第七辐射体沿所述第六辐射体的方向延伸，与所述第六辐射体之间存在第二缝隙；所述第八辐射体沿所述第七辐射体的相反方向延伸；
所述第二辐射部还包括从所述第四辐射体靠近所述第二辐射体的一侧延伸至超过所述第七辐射体的、且相对于所述第一辐射体沿第一方向上的轴线对称设置的第十辐射体和第十一辐射体，所述第十辐射体和第十一辐射体与所述第四辐射体和第七辐射体连接；所述第二辐射部还包括所述第十辐射体沿所述第一方向的相反方向延伸出的第十二辐射体，所述第十一辐射体沿所述第一方向的相反方向延伸出的第十三辐射体；
所述第十二辐射体与所述第二辐射体之间形成第三缝隙，所述第十三辐射体与所述第三辐射体之间形成第四缝隙。
可选的，所述第三缝隙的宽度和所述第四缝隙的宽度为2.2-2.6mm。
可选的，所述PCB天线的工作频段为790-960MHz、1710-2690MHz、3.3-3.6GHz和4.8-5GHz。
可选的，所述第十辐射体和所述第十一辐射体靠近所述第五辐射体的一侧、靠近所述第四辐射体分别设置有第三开口和第四开口，所述第三开口和第四开口的靠近所述第一辐射部的一侧与所述第六辐射体相对于所述第五辐射体的一侧对齐；远离所述第七辐射体的一侧靠近所述第七辐射体分别设置有第五开口和第六开口。
可选的，所述天线还包括馈电端口，所述馈电端口设置于所述第一缝隙。
可选的，所述馈电端口包括与所述第一辐射体连接的一端和与所述第五辐射体连接的另一端。
可选的，所述馈电端口为同轴馈电端口。
可选的，所述PCB基板的尺寸为124.65mm×27.02mm。
可选的，所述第一缝隙的缝隙宽度为2.25mm，所述第五辐射体在所述第一方向的垂直方向上的尺寸为1mm。
可选的，第五辐射体在所述第一方向的垂直方向上的尺寸小于所述第六辐射体在所述第一方向的垂直方向上的尺寸；所述第六辐射体在所述第一方向的垂直方向上的尺寸为8.02mm；第八辐射体和第九辐射体在所述第一方向上的尺寸为7.02mm；所述第四辐射体在所述第一方向上的尺寸小于所述第七辐射体在所述第一方向上的尺寸。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型实施例提供的PCB天线，包括PCB基板以及设置在PCB基板上的第一辐射部和第二辐射部；第一辐射部包括第一辐射体以及由第一辐射体延伸出的第二辐射体和第三辐射体，第二辐射体与第三辐射体相对于第一辐射体沿第一方向上的轴线对称设置，第二辐射体、第三辐射体之间形成馈电槽，第一方向为第二辐射体相对于第一辐射体的延伸方向；第二辐射体和第三辐射体与第一辐射体连接的相对侧分别设置有第一开口和第二开口；第二辐射部包括第四辐射体以及由第四辐射体延伸出的第五辐射体和第六辐射体，第五辐射体延伸至馈电槽，且与第一辐射体之间存在第一缝隙；第六辐射体沿与第五辐射体相反方向进行延伸；第二辐射部还包括第七辐射体以及由第七辐射体延伸出的第八辐射体和第九辐射体，第七辐射体沿第六辐射体的方向延伸，与第六辐射体之间存在第二缝隙；第八辐射体沿第七辐射体的相反方向延伸；第二辐射部还包括从第四辐射体靠近第二辐射体的一侧延伸至超过第七辐射体的、且相对于第一辐射体沿第一方向上的轴线对称设置的第十辐射体和第十一辐射体，第十辐射体和第十一辐射体与第四辐射体和第七辐射体连接；第二辐射部还包括第十辐射体沿第一方向的相反方向延伸出的第十二辐射体，第十一辐射体沿第一方向的相反方向延伸出的第十三辐射体；第十二辐射体与第二辐射体之间形成第三缝隙，第十三辐射体与第三辐射体之间形成第四缝隙。
采用本实用新型所提供发PCB天线，通过多个辐射体之间的辐射来实现5G以及Sub-6G频段下的多个频段的信号辐射，并且，在辐射体的设置时采用水平或垂直的辐射体设置和开缝开槽，提高了该PCB天线在加工过程中的便利性，并且采用紧凑的结构设置，减少了PCB天线的整体尺寸，减少了对于天线区域的需求。并且，通过前述第三缝隙和第四缝隙之间的耦合距离来增强该PCB天线在中高频的谐振表现，提高天线性能，实现5G以及Sub-6G频段下的多个频段的信号辐射。
【附图说明】
图1为本实用新型的一个实施例中一种PCB天线的立体示意图；
图2为本实用新型的一个实施例中一种PCB天线的平面示意图；
图3为本实用新型的一个实施例中一种PCB天线的局部放大示意图；
图4为本实用新型的一个实施例中一种PCB天线的局部放大示意图；
图5为本实用新型的一个实施例中PCB天线在工作时的回波损耗曲线；
图6为本实用新型的一个实施例中PCB天线在工作时的效率曲线；
图7为本实用新型的一个实施例中PCB天线在900MHz下的方向图；
图8为本实用新型的一个实施例中PCB天线在2.01GHz下的方向图；
图9为本实用新型的一个实施例中PCB天线在2.61GHz下的方向图；
图10为本实用新型的一个实施例中PCB天线在3.45GHz下的方向图；
图11为本实用新型的一个实施例中PCB天线在4.9GHz下的方向图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
在本实施例中，提供了一种PCB天线，该天线具有多频段功能，可实现5G频段下790-960MHz、1710-2690MHz、3.3-3.6GHz和4.8-5GHz频段信号辐射，覆盖5G_Sub6G频段的信号辐射。
参见图1-4，给出了一种PCB天线的示意图。
该PCB天线10包括PCB基板11、以及设置在所述PCB基板11上的第一辐射部100和第二辐射部200。
在一个优选的实施例中，如图1所示，PCB基板11的尺寸为124.65mm×27.02mm，厚度为0.8mm。该PCB基板的体积小，占用终端设备的空间小。
进一步的，第一辐射部100与第二辐射部200之间相对设置，二者之间存在缝隙，未直接连接。
第一辐射部100包括第一辐射体101以及由第一辐射体101延伸出的第二辐射体102和第三辐射体103。第二辐射体102与第三辐射体103相对于第一辐射体101沿第一方向401上的轴线500对称设置，第二辐射体102、第三辐射体103之间形成馈电槽301，第一方向401为第二辐射体102相对于第一辐射体101的延伸方向。第二辐射体102和第三辐射体103与第一辐射体101连接的相对侧分别设置有第一开口1001和第二开口1002。
为方便说明，在本实施例中，将第一方向401设定为水平方向的从右至左的方向，与第一方向相反的方向为水平方向上的从左至右的方向。
也就是说，如图2-4所示，第一辐射体101的左侧设置有第二辐射体102和第三辐射体103，从第一辐射体101的左侧延伸，沿水平方向从左至右延伸一定长度形成第二辐射体102和第三辐射体103。第二辐射体102和第三辐射体103。相对于第一辐射体101在水平方向上的轴线是对称设置的，且二者之间存在缝隙，该缝隙即为馈电槽301。第二辐射体102的左侧设置有第一开口1001，第三辐射体103的左侧设置有第二开口1002，且第一开口1001和第二开口1002相对于第一辐射体101在水平方向上的轴线是500对称设置的，且开口大小一致。
如图2-4所示，第二辐射部200包括第四辐射体204以及由第四辐射体204在水平方向上延伸出的第五辐射体205和第六辐射体206，第五辐射体205向右延伸至馈电槽301，且与第一辐射体101之间存在第一缝隙302；第六辐射体206沿第四辐射体204向左延伸。
第二辐射部200还包括第七辐射体207以及由第七辐射体207在水平方向上延伸出的第八辐射体208和第九辐射体209，第七辐射体207沿第六辐射体206的方向(即水平向右)延伸，与第六辐射体206之间存在第二缝隙303；第八辐射体208沿第七辐射体207的相反方向(即水平向左)延伸。
第二辐射部200还包括从第四辐射体207靠近所述第二辐射体的一侧延伸至超出第七辐射体207的、且相对于第一辐射体101在水平方向上的轴线对称设置的第十辐射体210和第十一辐射体211。也就是说，第十辐射体210和第十一辐射体211的右侧(靠近所述第一辐射部101的一侧)与所述第四辐射体204的右侧(靠近所述第一辐射部101的一侧)是对齐的。第十辐射体210和第十一辐射体211均与第四辐射体204和第七辐射体207连接，且第十辐射体210和第十一辐射体211均向左延伸至所述第九辐射体209的位置，第十辐射体210和第十一辐射体211的左侧(远离所述第一辐射部的一侧)与所述第九辐射体209的左侧(远离所述第一辐射部的一侧)是对齐的。
进一步的，第二辐射部200还包括所述第十辐射体210沿所述第一方向401的相反方向延伸出的第十二辐射体212，所述第十一辐射211体沿所述第一方向401的相反方向延伸出的第十三辐射体213，第十二辐射体212和第十三辐射体213相对于第一辐射体101在水平方向上的轴线是对称设置的，且第十二辐射体212的上侧(远离第十三辐射体213的一侧)与第十辐射体210的上侧(远离第十一辐射体211的一侧)是对齐的，第十三辐射体213的下侧(远离第十二辐射体212的一侧)与第十一辐射体211的下侧(远离第十辐射体210的一侧)是对齐的。
并且，其中，第十二辐射体212向右延伸至靠近所述第二辐射体102，与第二辐射体102之间形成第三缝隙304；第十三辐射体213向右延伸至靠近第三辐射体103，与第三辐射体103之间形成第四缝隙305。
进一步的，在本实施例中，为了增强PCB天线在中高频段的谐振表现，第三缝隙304的宽度和第四缝隙305的在水平方向上的尺寸为2.3-2.7mm，例如，可以设置为2.5mm，即第一辐射部100与第二辐射部200之间的耦合距离可以设置2.5mm。通过特定的耦合距离来增强天线在中高频段的谐振表现，提高天线性能。
在另一个可选的实施例中，参见图2-4，第十辐射体210和第十一辐射体211靠近第五辐射体205的一侧、靠近第四辐射体204分别设置有第三开口2003和第四开口2004，第三开口2003和第四开口2004相对于第一辐射体101在水平方向上的轴线是对称设置的。另外，第十辐射体210和第十一辐射体211相对于远离第七辐射体207的一侧靠近第七辐射体207分别设置有第五开口2005和第六开口2006，第五开口2005和第六开口2006相对于第一辐射体101在水平方向上的轴线是对称设置的。其中，第三开口2003、第五开口2005设置在第十辐射体210上，第四开口2004、第六开口2006设置在第十一辐射体211上，且第三开口2003在第五开口2005的左侧，第四开口2004在第六开口2006的左侧。
进一步的，所述第三开口2003和第四开口2004的左侧(靠近所述第五开口2005和第六开口2006的一侧)与所述第六辐射体206的左侧(远离第四辐射体204的一侧)是对齐设置的。
也就是说，上述PCB天线的辐射体以及开口、缝隙、槽的设置均沿水平方向或者垂直方向进行设置，在加工过程中采用垂直的开缝开槽，可以提高PCB天线加工过程中的便利性和可控制性。并且，本实施例所提供的PCB天线的结构紧凑，能减少对于PCB基板的大小的要求，从而从整体上保证了PCB天线的尺寸足够小，在应用过程中能降低对于终端设备中设置天线的空间设计要求和体积设计要求。
在一个具体的实施例中，第一辐射体101在水平方向的尺寸为28mm，在垂直方向上的尺寸为27.02mm或者17.02mm，也就是说，第一辐射体101的上下两侧可以是与第二辐射体102的上侧、第三辐射体103的下侧是对齐的，也可以是超过第二辐射体102的上侧以及第三辐射体103的下侧，具体可以根据PCB基板的尺寸以及安装该PCB天线的空间位置大小来确定。
在一个可选的实施例中，第二辐射体103在垂直方向的尺寸在为7.38-7.39mm。馈电槽301在垂直方向上的尺寸在2.25mm。第一缝隙302的缝隙宽度为2.25mm，第五辐射体205在第一方向401的垂直方向上的尺寸为1mm。
第一开口1001和第二开口1002的开口大小为1mm(垂直方向上的尺寸)，且设置在第二辐射体102和第三辐射体103的左侧的中间位置，即第一开口1001在水平方向上的轴线与第二辐射体102在水平方向上的轴线是重合的。
第五辐射体205在垂直方向上的尺寸小于第六辐射体206在垂直方向上的尺寸，第六辐射体206在垂直方向上的尺寸大于第八辐射体208和第九辐射体209在垂直方向上的尺寸，其中第八辐射体208和第九辐射体209在垂直方向上的尺寸相同。第六辐射体206在垂直方向上的尺寸为8.02mm，第八辐射体208和第九辐射体209在垂直方向上的尺寸均为7.02mm。
第四辐射体204在水平方向上的尺寸大于第七辐射体207在水平方向上的尺寸。第六辐射体206在水平方向上的尺寸为16mm。
第十辐射体210和第十一辐射体211在垂直方向的尺寸为4mm。
第十二辐射体212和第十三辐射体213在水平方向上的尺寸为2mm，在垂直方向上的尺寸为1mm。
第三开口2003和第四开口2004在水平方向上的尺寸小于第五开口2005和第六开口2006在水平方向上的尺寸，且第三开口2003和第四开口2004在水平方向上的尺寸为宽度为3mm；第五开口2005和第六开口2006在水平方向上的尺寸为8mm；第三开口2003、第四开口2004、第五开口2005和第六开口2006在垂直方向上的尺寸为2.5mm。
在本实施例中，前述PCB天线10在第一辐射部100包含的多个辐射体与第二辐射部200包含的多个辐射体之间相互配合，至少协调实现5G及Sub6G频段的谐振。具体的，第一辐射体101与第十辐射体210的工作频段为790-960MHz；第三辐射体103与第八辐射体208的工作频段为1710-2690MHz；第六辐射体206的工作频段为3.3-3.6GHz；第八辐射体208的工作频段为4.8-5.0GHz。也就是说，PCB天线10至少可以实现5G及Sub6G频段下的790-960MHz、1710-2690MHz、3.3-3.6GHz以及4.8-5GHz频段的谐振。
进一步的，PCB天线10还包括馈电端口600，设置于第一缝隙302。馈电端口302包括与第一辐射体101连接的一端和与第五辐射体205连接的另一端，并且该馈电端口600的馈电方式可以是同轴馈电。
如图5和图6所示，分别给出了本实施例中提供的PCB天线在工作时的回波损耗情况和效率曲线。
如图7-11所示，分别给出了本实施例中给出的PCB天线在900MHz、2.01GHz、2.61GHz、3.45GHz以及4.9GHz频率下的方向图。
采用本实用新型所提供发PCB天线，通过多个辐射体之间的辐射来实现5G及Sub6G频段下的多个频段的信号辐射，并且，在辐射体的设置时采用水平或垂直的辐射体设置和开缝开槽，提高了该PCB天线在加工过程中的便利性，并且采用紧凑的结构设置，减少了PCB天线的整体尺寸，减少了对于天线区域的需求。并且，通过前述第三缝隙和第四缝隙之间的耦合来增强该PCB天线在中高频的谐振表现，提高天线性能，实现在5G及Sub6G频段下的信号辐射。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种PCB天线，其特征在于，包括PCB基板以及设置在所述PCB基板上的第一辐射部和第二辐射部；
所述第一辐射部包括第一辐射体以及由所述第一辐射体延伸出的第二辐射体和第三辐射体，所述第二辐射体与所述第三辐射体相对于所述第一辐射体沿第一方向上的轴线对称设置，所述第二辐射体、第三辐射体之间形成馈电槽，所述第一方向为第二辐射体相对于所述第一辐射体的延伸方向；所述第二辐射体和第三辐射体与第一辐射体连接的相对侧分别设置有第一开口和第二开口；
所述第二辐射部包括第四辐射体以及由所述第四辐射体延伸出的第五辐射体和第六辐射体，所述第五辐射体延伸至所述馈电槽，且与所述第一辐射体之间存在第一缝隙；所述第六辐射体沿与所述第五辐射体相反方向进行延伸；
所述第二辐射部还包括第七辐射体以及由所述第七辐射体延伸出的第八辐射体和第九辐射体，所述第七辐射体沿所述第六辐射体的方向延伸，与所述第六辐射体之间存在第二缝隙；所述第八辐射体沿所述第七辐射体的相反方向延伸；
所述第二辐射部还包括从所述第四辐射体靠近所述第二辐射体的一侧延伸至超过所述第七辐射体的、且相对于所述第一辐射体沿第一方向上的轴线对称设置的第十辐射体和第十一辐射体，所述第十辐射体和第十一辐射体与所述第四辐射体和第七辐射体连接；所述第二辐射部还包括所述第十辐射体沿所述第一方向的相反方向延伸出的第十二辐射体，所述第十一辐射体沿所述第一方向的相反方向延伸出的第十三辐射体；
所述第十二辐射体与所述第二辐射体之间形成第三缝隙，所述第十三辐射体与所述第三辐射体之间形成第四缝隙。
2.根据权利要求1所述的PCB天线，其特征在于，所述第三缝隙的宽度和所述第四缝隙的宽度为2.2-2.7mm。
3.根据权利要求1所述的PCB天线，其特征在于，所述PCB天线的工作频段为790-960MHz、1710-2690MHz、3.3-3.6GHz和4.8-5GHz。
4.根据权利要求1所述的PCB天线，其特征在于，所述第十辐射体和所述第十一辐射体靠近所述第五辐射体的一侧、靠近所述第四辐射体分别设置有第三开口和第四开口，所述第三开口和第四开口的靠近所述第一辐射部的一侧与所述第六辐射体相对于所述第五辐射体的一侧对齐；远离所述第七辐射体的一侧靠近所述第七辐射体分别设置有第五开口和第六开口。
5.根据权利要求1所述的PCB天线，其特征在于，所述天线还包括馈电端口，所述馈电端口设置于所述第一缝隙。
6.根据权利要求5所述的PCB天线，其特征在于，所述馈电端口包括与所述第一辐射体连接的一端和与所述第五辐射体连接的另一端。
7.根据权利要求5或6所述的PCB天线，其特征在于，所述馈电端口为同轴馈电端口。
8.根据权利要求5或6所述的PCB天线，其特征在于，所述PCB基板的尺寸为124.65mm×27.02mm。
9.根据权利要求1所述的PCB天线，其特征在于，所述第一缝隙的缝隙宽度为2.25mm，所述第五辐射体在所述第一方向的垂直方向上的尺寸为1mm。
10.根据权利要求1所述的PCB天线，其特征在于，第五辐射体在所述第一方向的垂直方向上的尺寸小于所述第六辐射体在所述第一方向的垂直方向上的尺寸；所述第六辐射体在所述第一方向的垂直方向上的尺寸为8.02mm；第八辐射体和第九辐射体在所述第一方向上的尺寸为7.02mm；
所述第四辐射体在所述第一方向上的尺寸小于所述第七辐射体在所述第一方向上的尺寸。
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