CN115275586A - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。所述天线结构包括第一基板，第二基板，至少一第一辐射单元，馈入源及接地面，所述第一基板弯曲，形成一收容空间，用于收容所述第二基板，所述馈入源设置于所述第二基板的第一表面，所述接地面设置于所述第二基板的第二表面，所述至少一第一辐射单元设置于所述第一基板的上表面，所述馈入源电连接至所述至少一第一辐射单元，用以为所述第一辐射单元馈入电信号，所述接地面电连接至所述至少一第一辐射单元，用以为所述第一辐射单元提供接地。本发明提供的天线结构具有更高的天线增益，可满足天线工作设计要求。

Description

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置

技术领域

本发明涉及一种具有高增益的天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展，超宽频通信(Ultra Wide Band，UWB)技术已进入应用阶段。UWB技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽，为3.1GHz-10.6GHz。然而目前的UWB天线增益较小，容易造成信号接收不良甚至信号掉线。

发明内容

针对上述问题，有必要提供一种具有高增益的天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

本发明第一方面提供一种天线结构，包括第一基板，第二基板，至少一第一辐射单元，馈入源及接地面，所述第一基板弯曲，形成一收容空间，用于收容所述第二基板，所述馈入源设置于所述第二基板的第一表面，所述接地面设置于所述第二基板的第二表面，所述至少一第一辐射单元设置于所述第一基板的上表面，所述馈入源电连接至所述至少一第一辐射单元，用以为所述第一辐射单元馈入电信号，所述接地面电连接至所述至少一第一辐射单元，用以为所述第一辐射单元提供接地。

进一步地，所述第一基板呈平板状，所述第一基板的两端对接，形成两侧连通的所述收容空间，所述第二基板的一端收容于所述收容空间内。

进一步地，所述馈入源包括馈入端及接地端，所述馈入端电连接至所述至少一第一辐射单元，所述接地端一端电连接至所述至少一第一辐射单元，另一端电连接至所述接地面。

进一步地，所述第一表面还设置有第二辐射单元，所述第二辐射单元分别电连接至所述馈入端及所述接地端。

进一步地，所述第二辐射单元的图案大致为两相接半圆，形成一呈喇叭型的开口，所述开口朝向所述第一基板所在的一端。

进一步地，所述第二辐射单元在水平辐射方向上具有对称性。

进一步地，所述馈入源包括SMA(SubMiniature version A)接口。

进一步地，所述第一基板为柔性基板。

本发明另一方面提供一种无线通信装置，所述无线通信装置包括如上任一项所述的天线结构。

本发明提供的天线结构，通过将所述第一基板弯曲，而改变贴设于所述第一基板上的若干第一辐射单元的相位角，从而改变若干所述第一辐射单元的辐射波长折射和电磁波发散轨迹，进而增强所述天线结构的辐射效率和天线增益。

附图说明

图1为本发明一实施例的天线结构的立体示意图。

图2为本发明实施例一中馈入源与第一辐射单元及第二辐射单元的结构框图。

图3为图1所示天线结构工作于6GHz-18GHz的天线增益图。

主要元件符号说明

天线结构 100

第一基板 10

第一辐射单元 11

收容空间 12

第二基板 20

第一表面 21

第二表面 22

接地面 221

第二辐射单元 23

开口 231

导电触片 24

馈入源 30

馈入端 31

接地端 32

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本文中，除非另有明确规定和限定，对于方位词，如有术语“上方”、“下方”、“上端”、“下端”、“下表面”、“顺时针”、“逆时针”、“左”、“右”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

在本文中，除非另有明确规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“上”、“下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本文中，除非另有明确规定和限定，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请一并参阅图1，本发明较佳实施方式提供一种天线结构100，其可设置于无线通信装置内(图未示)，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。所述无线通信装置可以为，但不局限于，移动通信设备、智能家居设备、用户前置设备(Customer PremiseEquipment，CPE)、路由器及机顶盒(Set Top Box)等。

可以理解，所述天线结构100可作为超宽频通信(Ultra Wide Band，UWB)天线。

所述天线结构100包括第一基板10、第二基板20、至少一第一辐射单元11、馈入源30及接地面221(请参阅图2)。所述第一基板10弯曲，且形成一收容空间12，用于收容所述第二基板20。所述馈入源30设置于所述第二基板20的第一表面21，所述接地面221设置于所述第二基板20的第二表面22。可以理解，所述第一表面21与所述第二表面22为所述第二基板20上互相背离的两个表面。

所述至少一第一辐射单元11设置于所述第一基板10的上表面。所述馈入源30电连接至所述至少一第一辐射单元11，用以为所述第一辐射单元11馈入电信号，从而激发相应的辐射频段。所述接地面221电连接至所述至少一第一辐射单元11，用以为所述第一辐射单元11提供接地。

所述第一基板10及所述第二基板20可以为陶瓷基板或有机基板。在本实施例中，所述第一基板10为柔性、可弯曲的基板，例如为柔性电路板(Flexible Printed CircuitBoard，FPC)。所述第二基板20为硬性材质基板，例如FR4环氧板。在其他实施例中，所述第二基板20亦可为柔性、可弯曲的基板，例如为柔性电路板。

在本实施例中，所述第一基板10呈平板状，所述第一基板10的两端对接，以形成两侧连通的所述收容空间12。如此，所述第一基板10的截面大致呈椭圆状。所述第二基板20的一端收容于所述收容空间12内。

在本实施例中，每一所述第一辐射单元11呈贴片状，即为辐射贴片。若干所述第一辐射单元11成阵列地贴设于所述第一基板10的外表面。

所述第二基板20亦为一大致呈矩形的片体。所述第二基板20的一端可通过粘胶体，或其他的连接方式与所述第一基板10连接，且收容于所述收容空间12内。

可以理解，所述第一辐射单元11可通过金属过孔电连接至所述馈入源30或所述接地面221；所述第一辐射单元11亦可通过同轴馈线电连接至所述馈入源30或所述接地面221。

在本实施例中，所述馈入源30为一高频连接器，例如小型接口(SubMiniatureversion A，SMA)。

请参阅图2，在本实施例中，所述至少一第一辐射单元11通过同轴馈线(图未示)电连接至所述馈入源30。所述馈入源30包括馈入端31及接地端32。所述馈入端31通过所述同轴馈线的内导体电连接至所述至少一第一辐射单元11，用以将电信号馈入至所述第一辐射单元11。所述接地端32通过所述同轴馈线的外导体电连接至所述至少一第一辐射单元11，所述接地端32还电连接至所述接地面221，从而为所述第一辐射单元11提供接地。可以理解，所述接地端32可通过金属过孔或导线电连接至所述接地面221。

可以理解，本发明提供的天线结构100，通过将所述第一基板10弯曲，而改变贴设于所述第一基板10上的若干第一辐射单元11的相位角，从而改变若干所述第一辐射单元11的辐射波长折射和电磁波发散轨迹，进而增强所述天线结构100的辐射效率和天线增益。

请再次参阅图1，在一实施例中，所述第二基板20的第一表面21上还设置有第二辐射单元23。可以理解，所述第二辐射单元23可为辐射贴片或导电涂层。

在本实施例中，所述第二辐射单元23为覆盖在所述第二基板20表面的导电涂层。所述第二辐射单元23的图案大致为两相接的半圆。即所述第二辐射单元23设置在所述第二基板20的第一表面21，且形成一大致呈喇叭型的开口231。所述开口231朝向所述第一基板10所在的一端。如此，可有效扩展所述天线结构100的频宽，使所述天线结构100的辐射方向更集中。再者，所述第二辐射单元23具有对称性，可使所述天线结构100在水平辐射方向上具有对称性。

可以理解，所述第二基板20上还设置有若干导电触片24。所述第二辐射单元23避开所述第二基板20上的导电触片24设置在所述第一表面21上，如此，可方便所述天线结构100通过所述导电触片24与其他电子元件进行连接，且减少所述导电触片24对所述第二辐射单元23的辐射性能造成影响。

可以理解，所述第二辐射单元23亦通过同轴馈线电连接至所述馈入源30的馈入端31及接地端32，从而形成完整的电回路。

可以理解，所述天线结构100还通过在所述第二基板20上设置所述第二辐射单元23，从而形成一具有喇叭型开口的天线，以有效扩展所述天线结构100的频宽，并有利于集中所述天线结构100的辐射方向，使所述天线结构100具有更佳的辐射性能。

请参阅图3，为所述天线结构100及其他天线结构工作于6GHz-18GHz时的天线增益曲线图。其中，曲线S1为所述天线结构100工作于6GHz-18GHz时的天线增益曲线图，曲线S2为其他天线结构工作于6GHz-18GHz时的天线增益曲线图。可以理解，所述天线结构100中，所述第一基板10相对所述第二基板20弯曲设置。所述其他天线结构中，所述第一基板10相对所述第二基板20水平设置。由图3可以看出，所述天线结构100的天线增益比其他天线结构的天线增益高，可满足天线工作设计要求。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种天线结构，其特征在于：包括第一基板，第二基板，至少一第一辐射单元，馈入源及接地面，所述第一基板弯曲，形成一收容空间，用于收容所述第二基板，所述馈入源设置于所述第二基板的第一表面，所述接地面设置于所述第二基板的第二表面，所述至少一第一辐射单元设置于所述第一基板的上表面，所述馈入源电连接至所述至少一第一辐射单元，用以为所述第一辐射单元馈入电信号，所述接地面电连接至所述至少一第一辐射单元，用以为所述第一辐射单元提供接地。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第一基板呈平板状，所述第一基板的两端对接，形成两侧连通的所述收容空间，所述第二基板的一端收容于所述收容空间内。

3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：所述馈入源包括馈入端及接地端，所述馈入端电连接至所述至少一第一辐射单元，所述接地端一端电连接至所述至少一第一辐射单元，另一端电连接至所述接地面。

4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述第一表面还设置有第二辐射单元，所述第二辐射单元电连接至所述馈入端及所述接地端。

5.如权利要求4所述的天线结构，其特征在于：所述第二辐射单元的图案大致为两相接半圆，形成一呈喇叭型的开口，所述开口朝向所述第一基板所在的一端。

6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述第二辐射单元在水平辐射方向上具有对称性。

7.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述馈入源包括SMA(SubMiniatureversion A)接口。

8.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第一基板为柔性基板。

9.一种无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置包括如权利要求1至8任一项所述的天线结构。

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