CN203589203U - 双频单馈天线和双频MiMo天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于天线技术，提供了一种双频单馈天线，其设置于介质基板，所述介质基板立置于金属底板，包括：呈“T”形的振子，设置于所述第一表面，所述振子的纵向一端靠近所述介质基板的第一边用于馈电；设置于所述第一表面的谐振杆，所述谐振杆包括第一谐振杆和第二谐振杆，第一谐振杆和第二谐振杆分别设置于所述振子的横向两侧并相对所述振子的纵轴线对称；呈“m”形的接地部，所述接地部纵向的一端与所述介质基板的第一边接触。通过振子靠近金属底板的一端就可以为工作在频段和工作做第二频段的谐振杆实现馈电，其该双频单馈天线是布设在同一介质基板，结构简单，提高了生产效率，同时提高了无线覆盖性能。此外，还提供了一种双频MiMo天线。

Description

双频单馈天线和双频MiMo天线

技术领域

本实用新型属于天线领域，尤其涉及一种双频单馈天线和双频MiMo天线。 

背景技术

随着时代的进步，人们对无线上网的需求越来越大，要求也越来越多。如在办公室，商务酒店等地高速的WIFI（无线局域网）上网，这就需要优良的吸顶天线提供优良的信号来覆盖，才能向用户提供高速、高质量的上网体验。在目前的市场上支持5.8GHz的终端越来越多，2.4GHz/5.8GHz双频段的WIFI成为主流。 

另外，市场上MiMo（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）吸顶天线都是采用金属辐射体和金属底板的设计，也就是运用单极子与接地底板的天线设计原理。通常天线内部把3个2.4GHz单极子天线与3个5.8GHz单极子天线分成上下两层，上层布局是3个同极化的5.8GHz单极子天线且须在天线之间立起金属隔离板以增加天线间的隔离度，而下层采用与上层一样方式布局是3个同极化的2.4GHz单极子天线。此布局特点就是同一层单个天线方向图只覆盖120度，而3个天线方向图叠加一起就是360度以达到全向天线。优点就是可以增加单个天线最大增益提高信号的覆盖范围；缺点就是3个天线是同极化且距离太近就必须增加金属隔离板使结构变得复杂，而且金属隔离板对天线辐射能量有较大吸收使天线效率提高比较困难。 

从MiMo技术角度分析，此设计与MiMo运用多个天线同时收发传输信号以提高无线传输速度的理念相冲突，因为对于接收客户端在一个方向只能接收同频率的其中1个天线的信号；而另外，2个天线的信号由于方向图受同极化影响及金属隔离板阻挡是难以接收到的；同时，在结构设计上，市场上双频 MiMo天线其2.4GHz和5.8GHz的馈线是分开的，增加天线的加工设计难度，不易于批量生产。 

因此，目前双频段的吸顶天线采用的都是双频双馈形式，在生产及其室内的无线覆盖布局中带来极大的不便。 

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种单馈式的双频单馈天线，旨在解决传统的双馈式双频单馈天线结构复杂、生产效率低，及其无线覆盖性能差的问题。 

本实用新型提供的一种双频单馈天线，设置于介质基板，所述介质基板立置于金属底板，所述介质基板包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述双频单馈天线包括： 

振子，呈“T”形，设置于所述第一表面，所述振子的纵向一端靠近所述介质基板的第一边用于馈电，且所述介质基板的第一边固定于所述金属底板； 

谐振杆，设置于所述第一表面，所述谐振杆包括第一谐振杆和第二谐振杆，第一谐振杆和第二谐振杆分别设置于所述振子的横向两侧并相对所述振子的纵轴线对称； 

接地部，呈“m”形，设置于所述第二表面，所述接地部纵向的一端与所述介质基板的第一边接触。 

进一步地，所述振子包括第一辐射部和第二辐射部，所述第一辐射部和第二辐射部呈矩形并纵向同轴相耦接，所述第一辐射部的横向宽度大于第二辐射部的横向宽度，所述第二辐射部未与所述第一辐射部耦接的一端靠近所述介质基板的第一边。 

进一步地，所述第一辐射部的纵向长度与所述第二辐射部的纵向长度相等，所述振子的纵向长度值对应第一频率的二分之一波长。 

进一步地，所述第一谐振杆和第二谐振杆呈条形，并与所述振子的纵轴线 平行设置，所述第一谐振杆和第二谐振杆的中点连线的中点接近所述振子的几何中心。 

进一步地，所述第一谐振杆和第二谐振杆与所述第一辐射部的横向距离为1～3毫米，所述第一谐振杆和第二谐振杆与所述第二辐射部的横向距离为5～7毫米。 

进一步地，所述第一谐振杆和第二谐振杆的纵向长度值相等并对应第二频率的四分之一波长。 

进一步地，所述接地部的纵轴线与所述振子的纵轴线在同一平面。 

进一步地，所述接地部与所述介质基板的第一边相对的边为第一边线，所述第一辐射部和第二辐射部相耦接的边为第二边线，所述第一边线在垂直所述第一表面的投影与所述第二边线重合。 

进一步地，所述接地部包括呈矩形的连接部、第一直角弯臂和第二直角弯臂； 

所述第一直角弯臂和所述第二直角弯臂均包括相互垂直的第一边和第二边，所述连接部的一端与所述介质基板的第一边接触，所述连接部的另一端分别与所述第一直角弯臂的第一边、所述第二直角弯臂的第一边相耦接，所述第一直角弯臂的第二边、所述第二直角弯臂的第二边相对所述连接部对称并相互平行。 

进一步地，所述第一直角弯臂和第二直角弯臂的展开长度值相等，且对应第一频段的四分之一波长。 

上述双频单馈天线通过振子靠近金属底板的一端就可以为工作在频段和工作做第二频段的谐振杆实现馈电，其该双频单馈天线是布设在同一介质基板，结构简单，为生产带来了便利，提高了生产效率，同时提高了无线覆盖性能。 

此外，还提供了一种双频MiMo天线，其包括金属底板和立置于所述金属底板的介质基板，所述介质基板上设有上述的双频单馈天线，所述介质基板为至少两块，多个设有所述双频单馈天线的介质基板垂直设在所述金属底板上， 多个所述介质基板与所述金属底板连接的边为连接边，所有的所述连接边的延长线的相交点在同一点，且相邻的所述连接边的延长线的夹角角度相等。 

上述双频MiMo天线通过将设置有上述的双频单馈天线的基板均匀并呈圆形围设在底板上，不需要另外的底板作为同极化天线间的间隔，也降低了底板对天线辐射能量的影响，提高了MiMo天线的性能，另外振子靠近金属底板的一端就可以为工作在第一频率的振子和工作做第二频率的谐振杆实现馈电，其该双频单馈天线是布设在同一介质基板，结构简单，为生产带来了便利，提高了生产效率。 

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的双频单馈天线第一表面结构示意图； 

图2为本实用新型实施例提供的双频单馈天线第二表面结构示意图； 

图3为本实用新型实施例提供的双频单馈天线的2.4GHz电压驻波比仿真图； 

图4为本实用新型实施例提供的双频单馈天线的2.45GHz方向图； 

图5为本实用新型实施例提供的双频单馈天线的5.8GHz电压驻波比仿真图； 

图6为本实用新型实施例提供的双频单馈天线的5.8GHz方向图； 

图7为本实用新型实施例提供的双频MiMo天线结构示意图； 

图8为本实用新型实施例提供的双频MiMo天线的2.4GHz电压驻波比仿真图； 

图9为本实用新型实施例提供的双频MiMo天线的5.8GHz电压驻波比仿真图； 

图10为本实用新型实施例提供的双频MiMo天线2.45GHz方向图； 

图11为本实用新型实施例提供的双频MiMo天线5.8GHz方向图。 

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具带实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

图1和图2分别示出了一优选实施例提供的设有双频单馈天线的介质基板的第一表面结构示意图和第二表面的示意图。以下，将以双频单馈天线的第一频段的频率为2.4GHz-2.5GHz，第二频段的频率为5.725GHz-5.85GHz为例说明具体实施例。 

双频单馈天线设置于介质基板10，介质基板10立置于金属底板20，介质基板10包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。双频单馈天线包括振子110、谐振杆120、接地部130。 

参考图1，振子110呈“T”形，并设置于介质基板10的第一表面，振子110的纵向一端靠近介质基板10的第一边12用于馈电，且介质基板10的第一边12固定于金属底板20，振子110的纵向一端即图1示出的振子110的底部用于与外部电路连接，作为本实用新型提供的双频单馈天线的馈电点。而更具体地，设置有双频单馈天线的介质基板10立置在金属底板20后，振子110呈“T”形的底部一端与金属底板20相对并且是以一缝隙相隔。符合天线的设计与原理，使得天线的馈电点与地相隔，可以调节天线的阻抗匹配，使天线的驻波更好，提高天线的辐射性能。 

进一步地，在一个实施例中，振子110包括第一辐射部112和第二辐射部114，第一辐射部112和第二辐射部114呈矩形并纵向同轴相耦接，第一辐射部112的横向宽度大于第二辐射部114的横向宽度。第二辐射部114未与第一辐射部112耦接的一端作为上述的馈电点，即第二辐射部114远离第一辐射部112的一端靠近介质基板10的第一边12。第二辐射部114馈电至第一辐射部112，实现天线在第一辐射频率的定向辐射设计，提高了天线在第一辐射频率的辐射性能。 

进一步地，第一辐射部112的纵向长度与第二辐射部114的纵向长度相等，振子110的纵向长度值对应第一频率的二分之一波长，振子110为单极子。 

振子110作为第一频率的辐射天线体，可以提供2.4GHz-2.5GHz范围的无线信号。图3展示的是振子110可以和外部电路形成良好的匹配，外部电路的能量可以最有效的传输到天线上。图4展示的是本发明天线向周围空间辐射的能量方向图，受环境影响，天线方向性会受一定程度影响，但整体比较全向。 

参考图1，谐振杆120设置于第一表面，谐振杆120包括第一谐振杆122和第二谐振杆124，第一谐振杆122和第二谐振杆124分别设置于振子110的横向两侧并相对振子110的纵轴线对称。进一步地，第一谐振杆122和第二谐振杆124呈条形，并与振子110的纵轴线平行设置，第一谐振杆122和第二谐振杆124的中点连线的中点接近振子110的几何中心，优选地，第一谐振杆122和第二谐振杆124的中点连线的中点和振子110的几何中心重合。第一谐振杆122和第二谐振杆124，从而使两个谐振杆的谐振频率的辐射方向性一致。 

具体地，第一谐振杆122和第二谐振杆124与第一辐射部112的横向距离为1～3毫米，优选为2毫米；第一谐振杆122和第二谐振杆124与第二辐射部114的横向距离为5～7毫米，优选为4毫米。可以达到阻抗匹配的目的，使天线回波损耗更小，提高天线的辐射性能。 

更具体地，第一谐振杆122和第二谐振杆124的纵向长度值相等并对应第二频率的四分之一波长。谐振杆120作为第二频率的辐射天线体，可以提供5.725GHz-5.85GHz范围的无线信号。图5展示的是振子110可以和外部电路形成良好的匹配，外部电路的能量可以最有效的传输到天线上。图6展示的是本发明天线向周围空间辐射的能量方向图，受环境影响，天线方向性会受一定程度影响，但整体比较全向。 

参见图2，接地部130呈“m”形，接地部130设置于介质基板10的第二表面，接地部130纵向的一端与介质基板10的第一边12接触，本实施例中，即图2示出的“m”形接地部130的底部为纵向的一端，可使得接地部130与 金属底板20实现电连接。在其中一个实施例中，接地部130的纵轴线与振子110的纵轴线在同一平面，特别地，该平面垂直于介质基板10。 

进一步地，接地部130与介质基板10的第一边12相对的边为第一边线，第一辐射部112和第二辐射部114相耦接的边为第二边线，第一边线在垂直第一表面的投影与第二边线重合。本实施例中，即图2示出的“m”形接地部130中远离金属底板20的一边和图1示出的第一辐射部112中靠近金属底板20的一边在同一平面，以使得阻抗匹配得更好，提高天线的辐射性能。 

更进一步地，接地部130包括呈矩形的连接部131、第一直角弯臂132和第二直角弯臂133。具体地，第一直角弯臂132和第二直角弯臂133的展开长度值相等且对应第一频段的四分之一波长。 

第一直角弯臂132和第二直角弯臂133均包括相互垂直的第一边和第二边，连接部131的一端与介质基板10的第一边12接触，即上述的图2示出的“m”形接地部130的底部可与金属基板电连接；连接部131的另一端分别与第一直角弯臂132的第一边、第二直角弯臂133的第一边相耦接，本实施例中，第一直角弯臂132的第二边、第二直角弯臂133的第二边相对连接部131对称并相互平行，回波损耗更小，以使得阻抗匹配得更好，提高天线的辐射性能。 

上述双频单馈天线通过振子110靠近金属底板30的一端就可以为工作在频段和工作做第二频段的谐振杆120实现馈电，其该双频单馈天线是布设在同一介质基板10，结构简单，为生产带来了便利，提高了生产效率，同时提高了无线覆盖性能。 

如图7所示，为一实施例中的双频MiMo天线，本实用型新提供的双频MiMo天线包括金属底板30和立置于金属底板30的介质基板10，介质基板10上设有上述双频单馈天线，介质基板10为至少两块，多个设有双频单馈天线的介质基板10垂直设在金属底板30上，更具体是介质基板10呈圆形围在金属底板30上，多个介质基板10与金属底板30连接的边为连接边，所有的连接边的延长线的相交点在同一点，即圆形的圆心O，且相邻的连接边的延长线的夹角 角度相等。 

图7示出的是3块介质基板10设置在金属底板30上，3块介质基板10的连接边的延长线的夹角角度均为120度。 

图8和图9分别展示的是双频MiMo天线可以和外部电路形成良好的匹配，外部电路的能量可以最有效的传输到天线上。图10和图11展示的是本发明双频MiMo天线向周围空间辐射的能量方向图，受环境影响，天线方向性会受一定程度影响，但整体比较全向。 

上述双频MiMo天线通过将设置有上述的双频单馈天线的基板均匀并呈圆形围设在底板上，不需要另外的底板作为同极化天线间的间隔，也降低了底板对天线辐射能量的影响，提高了MiMo天线的性能，另外振子110靠近金属底板30的一端就可以为工作在第一频率的振子110和工作在第二频率的谐振杆120实现馈电，其该双频单馈天线是布设在同一介质基板10，结构简单，为生产带来了便利，提高了生产效率。 

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

Claims (11)

1.一种双频单馈天线，设置于介质基板，所述介质基板立置于金属底板上，所述介质基板包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其特征在于，所述双频单馈天线包括： 

振子，呈“T”形，设置于所述第一表面，所述振子的纵向一端靠近所述介质基板的第一边用于馈电，且所述介质基板的第一边固定于所述金属底板； 

谐振杆，设置于所述第一表面，所述谐振杆包括第一谐振杆和第二谐振杆，第一谐振杆和第二谐振杆分别设置于所述振子的横向两侧并相对所述振子的纵轴线对称； 

接地部，呈“m”形，设置于所述第二表面，所述接地部纵向的一端与所述介质基板的第一边接触。 

2.如权利要求1所述的双频单馈天线，其特征在于，所述振子包括第一辐射部和第二辐射部，所述第一辐射部和第二辐射部呈矩形并纵向同轴相耦接，所述第一辐射部的横向宽度大于第二辐射部的横向宽度，所述第二辐射部未与所述第一辐射部耦接的一端靠近所述介质基板的第一边。 

3.如权利要求2所述的双频单馈天线，其特征在于，所述第一辐射部的纵向长度与所述第二辐射部的纵向长度相等，所述振子的纵向长度值对应第一频率的二分之一波长。 

4.如权利要求1、2或3所述的双频单馈天线，其特征在于，所述第一谐振杆和第二谐振杆呈条形，并与所述振子的纵轴线平行设置，所述第一谐振杆和第二谐振杆的中点连线的中点接近所述振子的几何中心。 

5.如权利要求2或3所述的双频单馈天线，其特征在于，所述第一谐振杆和第二谐振杆与所述第一辐射部的横向距离为1～3毫米，所述第一谐振杆和第二谐振杆与所述第二辐射部的横向距离为5～7毫米。 

6.如权利要求1或2所述的双频单馈天线，其特征在于，所述第一谐振杆和第二谐振杆的纵向长度值相等并对应第二频率的四分之一波长。 

7.如权利要求1所述的双频单馈天线，其特征在于，所述接地部的纵轴线与所述振子的纵轴线在同一平面。 

8.如权利要求2所述的双频单馈天线，其特征在于，所述接地部与所述介质基板的第一边相对的边为第一边线，所述第一辐射部和第二辐射部相耦接的边为第二边线，所述第一边线在垂直所述第一表面的投影与所述第二边线重合。 

9.如权利要求1、7或8所述的双频单馈天线，其特征在于，所述接地部包括呈矩形的连接部、第一直角弯臂和第二直角弯臂； 

所述第一直角弯臂和所述第二直角弯臂均包括相互垂直的第一边和第二边，所述连接部的一端与所述介质基板的第一边接触，所述连接部的另一端分别与所述第一直角弯臂的第一边、所述第二直角弯臂的第一边相耦接，所述第一直角弯臂的第二边、所述第二直角弯臂的第二边相对所述连接部对称并相互平行。 

10.如权利要求9所述的双频单馈天线，其特征在于，所述第一直角弯臂和第二直角弯臂的展开长度值相等，且对应第一频段的四分之一波长。 

11.一种双频MiMo天线，包括金属底板和立置于所述金属底板的介质基板，其特征在于，所述介质基板上设有权利要求1至10任一项所述的双频单馈天线，所述介质基板为至少两块，多个设有所述双频单馈天线的介质基板垂直设在所述金属底板上，多个所述介质基板与所述金属底板连接的边为连接边，所有的所述连接边的延长线的相交点在同一点，且相邻的所述连接边的延长线的夹角角度相等。 

Images