CN105633562B - 双频段天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双频段天线，该双频带天线包括：底板反射面、以及交叉设置并安装在底板反射面上的第一介质板和第二介质板，其中，第一介质板上设置有由第一辐射体和第一天线地所构成的第一极子、以及由第二辐射体和第二天线地所构成的第二极子，第二介质板上设置有由第三辐射体和第三天线地所构成的第三极子、以及由第四辐射体和第四天线地所构成的第四极子，其中，第一极子和第二极子构成用于在第一频段下工作的偶极子，第三极子和第四极子构成用于在第二频段下工作的偶极子。本发明通过采用包括两对偶极子、底板反射面、交叉设置的介质板的结构，能够使天线在多个频段下工作，并且能够有效提高天线的辐射效率，改善信号质量。

Description

双频段天线

技术领域

本发明涉及天线领域，并且特别地，设计一种双频段天线。

背景技术

目前，通常所使用的天线主要采用单极子。虽然单极子天线的结构相对简单，但是，在工作频段数量较多、并且对天线的辐射效率存在较高要求的场景中，单极子天线将无法满足这些场景的需求。

针对相关技术中的单极子天线的辐射效率较低、难以适用很多场景问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种双频段天线，能够有效提高天线的辐射效率，从而适用于多频段、且对辐射效率要求较高的场景。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种双频段天线。

根据本发明的双频段天线包括底板反射面、以及交叉设置并安装在底板反射面上的第一介质板和第二介质板，其中，第一介质板上设置有由第一辐射体和第一天线地所构成的第一极子、以及由第二辐射体和第二天线地所构成的第二极子，第二介质板上设置有由第三辐射体和第三天线地所构成的第三极子、以及由第四辐射体和第四天线地所构成的第四极子，其中，第一极子和第二极子构成用于在第一频段下工作的偶极子，第三极子和第四极子构成用于在第二频段下工作的偶极子。

其中，第一极子和第二极子的长度各自的长度均小于或等于第一频段的全波长，第一极子和第二极子各自的宽度均小于或等于第一频段的四分之一波长。

此外，第一极子和第二极子中的每一个与底板反射面之间的最短距离大于第一频段的十六分之一波长。

此外，第三极子和第四极子各自的长度均小于或等于第二频段的全波长，第三极子和第四极子各自的宽度均小于第二频段的二分之一波长。

此外，第三极子和第四极子中的每一个与底板反射面之间的最短距离大于第二频段的八分之一波长；第三极子和第四极子之间的最短距离大于第二频段的半波长。

优选地，第一介质板和第二介质板为45°-90°交叉，且均与底板反射面垂直。

此外，第一极子、第二极子、第三极子和第四极子为垂直极化极子。

此外，第一介质板和/或第二介质板上设置有隔离结构，隔离结构位于第一极子与第二极子之间、并且位于第三极子和第四极子之间，用于提高第一极子与第二极子之间的隔离度。

可选地，底板反射面的至少部分表面具有导电材料，并且隔离结构与底板反射面表面的导电材料电连接。

此外，底板反射面的最大长度大于第一频段的半波长。

可选地，第一介质板、第二介质板、底板反射面均为PCB板，并且，第一辐射体、第一天线地、第二辐射体、第二天线地、第三辐射体、第三天线地、第四辐射体、第四天线地、以及隔离结构均为铜箔。

此外，第一介质板的下部设置有第一结构连接导电面，第二介质板的下部设置有第二结构连接导电面，并且第一结构连接导电面和第二结构连接导电面均与底板反射面电连接。

可选地，第一介质板的下部设置有开口，第二介质板从第一介质板的下方插入开口中；或者，

第二介质板的上方设置有开口，第一介质板从第二介质板的上方插入开口中；或者，

第一介质板的下部设置有第一开口，第二介质板的上部设置有第二开口，第一开口与第二开口咬合。

此外，可选地，底板反射面为金属板、介质覆金属板、或者塑胶电镀金属板。

可选地，第一频段和第二频段均选自1.8GHz-12GHz，且第一频段与第二频段不同。

在一个实施例中，第一频段为1.8GHz-3GHz。

在一个实施例中，第一频段为2GHz-2.6GHz。

在一个实施例中，第一频段为2.4GHz-2.5GHz。

在一个实施例中，第二频段为4.8GHz-6GHz。

在一个实施例中，第二频段为4.9GHz-6GHz。

在一个实施例中，第二频段为5GHz-5.9GHz。

本发明通过采用包括两对偶极子、底板反射面、交叉设置的介质板的结构，能够使天线在多个频段下工作，并且能够有效提高天线的辐射效率，改善信号质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的双频段天线的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的双频段天线的驻波比曲线图；

图3是根据本发明实施例的双频段天线的不同频段的极子间的隔离度示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种双频段天线。

如图1所示，根据本发明实施例的双频段天线包括底板反射面14、以及交叉设置并安装在底板反射面14上的第一介质板12和第二介质板13，其中，第一介质板12上设置有由第一辐射体1和第一天线地2所构成的第一极子、以及由第二辐射体3和第二天线地4所构成的第二极子，第二介质板13上设置有由第三辐射体5和第三天线地6所构成的第三极子、以及由第四辐射体7和第四天线地8所构成的第四极子，其中，第一极子和第二极子构成用于在第一频段下工作的偶极子，第三极子和第四极子构成用于在第二频段下工作的偶极子。

由于每个极子均有辐射体和天线地构成，所以可以将每个极子视为有相应辐射体和天线地所组成的整体，而极子的尺寸参数可以认为是辐射体和天线地所组成整体的尺寸参数。

根据本发明的一个实施例，第一极子和第二极子各自的长度均小于或等于第一频段的全波长，第一极子和第二极子各自的宽度均小于或等于第一频段的四分之一波长。并且，第一极子和第二极子中的每一个与底板反射面14之间的最短距离大于第一频段的十六分之一波长。优选地，第一极子和第二极子各自的长度均小于或等于第一频段的半波长，第一极子和第二极子各自的宽度均小于或等于第一频段的八分之一波长，第一极子和第二极子中的每一个与底板反射面14之间的最短距离大于第一频段的八分之一波长。

根据本发明的一个实施例，第三极子和第四极子各自的长度均小于或等于第二频段的全波长，第三极子和第四极子各自的宽度均小于第二频段的二分之一波长。并且，第三极子和第四极子中的每一个与底板反射面14之间的最短距离大于第二频段的八分之一波长。第三极子和第四极子之间的最短距离大于第二频段的半波长。优选地，第三极子和第四极子各自的长度均小于或等于第二频段的半波长，第三极子和第四极子各自的宽度均小于第二频段的四分之一波长，第三极子和第四极子中的每一个与底板反射面14之间的最短距离大于第二频段的四分之一波长，第三极子和第四极子之间的最短距离大于第二频段的全波长

应当注意的是，本文中所提及的极子的长度和宽度，均是针对极子的导电路径而言的。也就是说，极子的形状可能并不规则，所形成的导电路径也可能是折线而非直线，本文中所说的极子长度是指极子的导电路径的长度，而极子的宽度则是指极子的导电路径的宽度。

另外，本文中所提及的极子间的距离、以及极子与底板反射面之间的距离均是以极子的导电部分的边缘开始计算的，极子与另一部件之间的最小距离就是指该极子距离该结构最近的导电部分的边缘与该结构之间的距离。

此外，底板反射面14的最大长度大于第一频段的半波长，优选地，大于第一频段的全波长。如果底板反射面为矩形，那么底板反射面的最大长度就是指长边的长度；如果底板反射面为椭圆形，那么底板反射面的最大长度就是指长轴的总长度；实际上，不论底板反射面的形状为规则还是不规则，其最大长度都是指底板反射面边缘处间隔最远的两个点之间的距离。

假设第一频段为2.4GHz，第二频段为5GHz，此时，对于由辐射体1和天线地2所构成的2.4GHz偶极子即，上述第一极子、以及由辐射体3和天线地4所构成的2.4GHz另一个偶极子即，上述第二极子，它们最大尺寸长度为2.4GHz的半波长，而最大宽度为2.4GHz的八份之一波长，距离底板反射面14的高度大于2.4GHz八份之一波长。

对于由辐射体5和天线地6所构成的5GHz偶极子即，上述第三极子、以及由辐射体7和天线地8所构成的5GHz另一个偶极子即，上述第四极子，它们最大尺寸长度为5GHz的半波长宽度小于5GHz的四份之一波长，距离底板反射面14的高度大于5GHz四份之一波长。

为了避免极子之间出现干扰，第三极子和第四极子之间的距离大于第二频段的的全波长，而且两者所构成的平面与第一极子和第二极子所构成的平面成45°-90°交叉，优选地，可以是90°交叉。为了实现90°交叉，可以使得第一介质板12和第二介质板13为90°交叉。另外，在一个可选实施例中，第一介质板12和第二介质板13均与底板反射面14垂直。

并且，可选地，第一极子、第二极子、第三极子和第四极子为垂直极化极子。

根据本发明的一个实施例，第一介质板12和/或第二介质板13上设置有隔离结构9，隔离结构9位于第一极子与第二极子之间、并且位于第三极子和第四极子之间，用于提高第一极子与第二极子之间的隔离度。在通常情况下，由于每个天线的整体尺寸是受到要求的，例如，本发明的天线可以被设置在各种外壳内例如，塑胶外壳，因此，受到天线外壳的尺寸限制，如果天线第一和第二极子之间、以及第三和第四极子之间的距离过于接近，将会导致干扰，而在设置了隔离结构9之后，就能够提高极子之间的隔离度，从而降低或消除极子之间的干扰。

并且，在根据本发明的天线中，底板反射面14的至少部分表面具有导电材料，并且隔离结构9与底板反射面14表面的导电材料电连接。可选地，底板反射面14为金属板、介质覆金属板、或者塑胶电镀金属板。

根据本发明的一个实施例，底板反射面14的尺寸大于第一频段的全波长。

在一可选实施例中，第一介质板12、第二介质板13、底板反射面14均为PCB板，并且，第一辐射体1、第一天线地2、第二辐射体3、第二天线地4、第三辐射体5、第三天线地6、第四辐射体7、第四天线地8、以及隔离结构9均为铜箔，或者，也可以由其他导电材料制成。这样，可以保证天线结构尺寸稳定可靠性能一致。

根据本发明的实施例，第一介质板12的下部设置有第一结构连接导电面11，第二介质板13的下部设置有第二结构连接导电面10，并且第一结构连接导电面11和第二结构连接导电面10均与底板反射面14电连接。在一可选实施例中，第一结构连接导电面和第二结构连接导电面可以由诸如铜、铁的金属制成。在一个实施例中，第一介质板12和第二介质板13可以通过结构连接导电面10和11与底板反射面14电连接，同时也使隔离结构9与底板反射面14连接导通。

此外，在一个实施例中，第一介质板12的下部设置有开口，第二介质板13从第一介质板12的下方插入开口中；在另一实施例中，第二介质板13的上方设置有开口，第一介质板12从第二介质板13的上方插入开口中；在另一实施例中，第一介质板12的下部设置有第一开口，第二介质板13的上部设置有第二开口，第一开口与第二开口咬合。并且，在一个可选实施例中，如图1所示，第一介质板12的高度可以高于第二介质板13，在其他未示出的实施例中，第二介质板的高度可以高于第一介质板，或者，第一介质板可以与第二介质板高度齐平或基本齐平。

可选地，第一频段和第二频段均选自1.8GHz-12GHz，且第一频段与第二频段不同。

在一个实施例中，第一频段为1.8GHz-3GHz。

在另一实施例中，第一频段为2GHz-2.6GHz。

在另一实施例中，第一频段为2.4GHz-2.5GHz。

在一个实施例中，第二频段为4.8GHz-6GHz。

在另一实施例中，第二频段为4.9GHz-6GHz。

在另一实施例中，第二频段为5GHz-5.9GHz。

根据本发明的双频段天线能够在多个频段上满足工作的需求。例如，图2示出了根据本发明一个实施例的双频段天线的驻波比曲线图。图2所示出的曲线图说明本发明的双频段天线至少在频段2.4-2.5GHz、以及频段5.15-5.85GHz均具有合格的驻波比(驻波比小于2.00)，满足业界要求。

而在采用了隔离器之后，根据本发明的双频段天线还具有较好的隔离度，例如，参照图3所示，根据本发明的双频段天线至少在频段2.4-2.5GHz、以及频段5.15-5.85GHz均具有较理想的隔离度，其中，在图3所示的具体实例中，在频段2.4-2.5GHz，天线的隔离度小于-15dB，在频段5.15-5.85GHz，天线的隔离度小于-25dB。

应当注意的是，以上列举的第一频段和第二频段的频率范围仅仅是用于说明，实际上，根据本发明的天线还可以在以上没有列举的其他频段、或其他形式频段的组合下工作。

本发明通过采用包括两对偶极子、底板反射面、交叉设置的介质板的结构，能够使天线在多个频段下工作，并且能够有效提高天线的辐射效率，改善信号质量。

本发明的天线内部结构采用偶极子设计，可以尽可能保持与市场现有同类型天线增益一致情况下提高天线的辐射效率；另外，通常情况下，4端口的AP设备若采用市场上现有单馈口吸顶天线需要配4个天线，同时也需要工人进行天线安装施工4次才行，但是，借助于本发明提出的天线，能够在一个吸顶天线塑胶壳内集成4个天线，使一个AP设备只需配一个天线，减少天线数量节省成本及安装人工工时。

并且，本发明提出的天线可以应用于多种场景，例如，在实际应用中，可以将本发明的天线应用于4端口的AP设备，作为WLAN双频2*2MiMo吸顶天线。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种双频段天线，其特征在于，包括底板反射面(14)、以及交叉设置并安装在所述底板反射面(14)上的第一介质板(12)和第二介质板(13)，其中，所述第一介质板(12)上设置有由第一辐射体(1)和第一天线地(2)所构成的第一极子、以及由第二辐射体(3)和第二天线地(4)所构成的第二极子，所述第二介质板(13)上设置有由第三辐射体(5)和第三天线地(6)所构成的第三极子、以及由第四辐射体(7)和第四天线地(8)所构成的第四极子，其中，所述第一极子、所述第二极子、所述第三极子和所述第四极子为垂直极化极子，所述第一极子和所述第二极子构成用于在第一频段下工作的偶极子，所述第三极子和所述第四极子构成用于在第二频段下工作的偶极子；

其中，所述第一介质板(12)和/或所述第二介质板(13)上设置有隔离结构(9)，所述隔离结构(9)位于所述第一极子与所述第二极子之间、并且位于所述第三极子和所述第四极子之间，用于提高所述第一极子与所述第二极子之间的隔离度；

其中，所述第一介质板(12)的顶部高于所述第二介质板(13)的顶部，并且所述第一介质板(12)上的所述第一极子的顶部和所述第二极子的顶部都高于所述第二介质板(13)顶部，所述底板反射面(14)的至少部分表面具有导电材料，并且所述隔离结构(9)与所述底板反射面(14)表面的导电材料电连接。

2.根据权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述第一极子和所述第二极子各自的长度均小于或等于所述第一频段的全波长，所述第一极子和所述第二极子各自的宽度均小于或等于所述第一频段的四分之一波长。

3.根据权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述第一极子和所述第二极子中的每一个与所述底板反射面(14)之间的最短距离大于所述第一频段的十六分之一波长。

4.根据权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述第三极子和所述第四极子各自的长度均小于或等于所述第二频段的全波长，所述第三极子和所述第四极子各自的宽度均小于所述第二频段的二分之一波长。

5.根据权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述第三极子和所述第四极子中的每一个与所述底板反射面(14)之间的最短距离大于所述第二频段的八分之一波长；所述第三极子和所述第四极子之间的最短距离大于所述第二频段的半波长。

6.根据权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述第一介质板(12)和所述第二介质板(13)为45°-90°交叉，且均与所述底板反射面(14)垂直。

7.根据权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述底板反射面(14)的最大长度大于所述第一频段的半波长。

8.根据权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述第一介质板(12)、所述第二介质板(13)、所述底板反射面(14)均为PCB板，并且，所述第一辐射体(1)、所述第一天线地(2)、所述第二辐射体(3)、所述第二天线地(4)、所述第三辐射体(5)、所述第三天线地(6)、所述第四辐射体(7)、所述第四天线地(8)、以及所述隔离结构(9)均为铜箔。

9.根据权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，所述第一介质板(12)的下部设置有第一结构连接导电面(11)，所述第二介质板(13)的下部设置有第二结构连接导电面(10)，并且第一结构连接导电面(11)和第二结构连接导电面(10)均与所述底板反射面(14)电连接。

10.根据权利要求1所述的双频段天线，其特征在于，

所述第一介质板(12)的下部设置有开口，所述第二介质板(13)从所述第一介质板(12)的下方插入开口中；或者，

所述第二介质板(13)的上方设置有开口，所述第一介质板(12)从所述第二介质板(13)的上方插入开口中；或者，

所述第一介质板(12)的下部设置有第一开口，所述第二介质板(13)的上部设置有第二开口，所述第一开口与所述第二开口咬合。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的双频段天线，其特征在于，所述底板反射面(14)为金属板、介质覆金属板、或者塑胶电镀金属板。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的双频段天线，其特征在于，所述第一频段和所述第二频段均选自1.8GHz-12GHz，且所述第一频段与所述第二频段不同。

13.根据权利要求1-10中任一项所述的双频段天线，其特征在于，所述第一频段为1.8GHz-3GHz、或者为2GHz-2.6GHz、或者为2.4GHz-2.5GHz。

14.根据权利要求1-10中任一项所述的双频段天线，其特征在于，所述第二频段为4.8GHz-6GHz、或者为4.9GHz-6GHz、或者为5GHz-5.9GHz。

Images