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CN108134194A - 一种小型化wlan双频pifa天线 - Google Patents

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CN108134194A CN201711379944.4A CN201711379944A CN108134194A CN 108134194 A CN108134194 A CN 108134194A CN 201711379944 A CN201711379944 A CN 201711379944A CN 108134194 A CN108134194 A CN 108134194A
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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

一种小型化WLAN双频PIFA天线
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系统，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系统。
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系统，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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