本實(shí)用新型屬于無線通信領(lǐng)域，涉及一種天線裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前在無線通信領(lǐng)域，WiFi應(yīng)用越來越頻繁，基本覆蓋于城市的大街小巷，這就必然需要一款性能優(yōu)良且易于制造的天線來支持這一行業(yè)的發(fā)展。可以在WiFi2.4GHz和5.2GHz的頻段工作的天線能夠?qū)崿F(xiàn)更廣范圍的覆蓋性能。

倒F天線是單極子天線的一種變形結(jié)構(gòu)，可以將形成其看成由1/4波長(zhǎng)的單極子天線再到倒F天線的過程。由于在將單極子天線彎曲的過程中會(huì)增加天線的容性特征，為此需要增加短路部分來提高天線的感性部分，以保持天線的諧振特性，由此形成了倒F結(jié)構(gòu)的天線。傳統(tǒng)的倒F天線雖然具有較高的增益，但是帶寬相對(duì)較窄，對(duì)于倒F天線的應(yīng)用范圍有很大的限制。因此，若需要利用倒F天線高增益的優(yōu)點(diǎn)，則必須對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)以拓寬其帶寬。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種天線裝置，以在保留傳統(tǒng)倒F天線高增益的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，能夠有效地拓寬帶寬。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是：

一種天線裝置，包括第一倒F天線，以及附加帶寬結(jié)構(gòu)；第一倒F天線包括第一開路部分、饋電部分和短路部分；所述附加帶寬結(jié)構(gòu)直接連接饋電部分或者通過第一開路部分與所述饋電部分間接連接，以在第一倒F天線的基礎(chǔ)上拓寬所述天線裝置的帶寬。

所述附加帶寬結(jié)構(gòu)包括第二開路部分，與第一倒F天線共用所述饋電部分和所述短路部分，形成雙倒F天線。

第一開路部分包括第一開路臂(601)和從第一開路臂(601)折彎形成的第二開路臂(602)；第二開路部分包括第三開路臂(501)和從第三開路臂(501)折彎形成的第四開路臂(502)。

優(yōu)選地，第一開路臂(601)和第二開路臂(602)在折彎處成直角；第三開路臂(501)和第四開路臂(502)在折彎處成直角。

優(yōu)選地，第一開路臂(601)和第三開路臂(501)平行，第二開路臂(602)和第四開路臂(502)平行。

第一開路臂(601)長(zhǎng)于第三開路臂(501)，第二開路臂(602)長(zhǎng)于第四開路臂(502)；第一開路臂(601)和第二開路臂(602)相比于第三開路臂(501)和第四開路臂(502)來說更靠近所述天線裝置的外側(cè)；所述天線裝置還包括連接部分，所述連接部分包括連接臂(7)，第二開路臂(602)中不折彎的一端與第四開路臂(502)中不折彎的一端通過所述連接臂(7)連接；所述饋電部分包括饋點(diǎn)(2)，所述饋點(diǎn)(2)為第二開路臂(602)與所述連接臂(7)的連接點(diǎn)。

優(yōu)選地，短路部分包括第一短路臂(3)；第一短路臂(3)平行于第一開路臂(601)和第三開路臂(501)，一端連接第四開路臂(502)與所述連接臂(7)的連接點(diǎn)，朝著背對(duì)所述饋點(diǎn)(2)的方向延伸。

優(yōu)選地，所述短路部分還包括第二短路臂(4)，第二短路臂(4)垂直于第一短路臂(3)，第二短路臂(4)上設(shè)有兩個(gè)短路過孔。

所述天線裝置還包括PCB基板，包括第一倒F天線和所述附加帶寬結(jié)構(gòu)的天線本體連接在所述PCB基板上。

包括第一倒F天線和所述附加帶寬結(jié)構(gòu)的天線本體位于同一平面內(nèi)。

不同于上述附加帶寬結(jié)構(gòu)為上述第二開路結(jié)構(gòu)，所述附加帶寬結(jié)構(gòu)還可以為U型結(jié)構(gòu)和/或折疊的細(xì)矩形結(jié)構(gòu)。

所述附加帶寬結(jié)構(gòu)不僅包括上述第二開路結(jié)構(gòu)，還包括U型結(jié)構(gòu)和/或折疊的細(xì)矩形結(jié)構(gòu)。

所述天線裝置還包括位于所述PCB基板上的銅箔層。所述PCB基板的厚度為1.6毫米，所述銅箔層的厚度為0.035毫米，天線的阻抗為50歐姆。

天線使用的材料是FR-4。

由于采用上述方案，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型與傳統(tǒng)倒F天線相比頻帶覆蓋面較廣，可以根據(jù)設(shè)備的要求頻段來優(yōu)化天線，不僅如此天線還可以達(dá)到一個(gè)相對(duì)較高的增益。此天線在傳統(tǒng)倒F天線的基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步拓寬頻帶實(shí)現(xiàn)更廣的應(yīng)用范圍。除此之外，天線所用的介質(zhì)基板的價(jià)格較低，天線本體為平面結(jié)構(gòu)，制作成本相對(duì)較低。

附圖說明

圖1(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的回波損耗圖；

圖3(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為2.4GHz時(shí)在xoz面上(phi＝0°，theta＝all)的增益圖；

圖3(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為2.4GHz時(shí)在yoz面上(phi＝90°，theta＝all)的增益圖；

圖3(c)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為2.4GHz時(shí)在xoy面上(phi＝all，theta＝90°)的增益圖；

圖4(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為5.2GHz時(shí)在xoz面上(phi＝0°，theta＝all)的增益圖；

圖4(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為5.2GHz時(shí)在yoz面上(phi＝90°，theta＝all)的增益圖；

圖4(c)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為5.2GHz時(shí)在xoy面上(phi＝all，theta＝90°)的增益圖。

附圖中：1、PCB基板；2、饋點(diǎn)；3、第一短路臂；4、第二短路臂；401、短路過孔；402、短路過孔；501、第三開路臂；502、第四開路臂；601、第一開路臂；602、第二開路臂；7、連接臂；8、地平面。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

為了克服傳統(tǒng)倒F天線帶寬較窄的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型在倒F天線的基礎(chǔ)上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)復(fù)用，提出了一種新型的天線裝置。

該天線裝置包括第一倒F天線，以及附加帶寬結(jié)構(gòu)。第一倒F天線包括第一開路部分、饋電部分和短路部分。附加帶寬結(jié)構(gòu)直接連接饋電部分或者通過第一開路部分與饋電部分間接連接，以在第一倒F天線的基礎(chǔ)上拓寬該天線裝置的帶寬。

本實(shí)施例中，該附加帶寬結(jié)構(gòu)包括第二開路部分，其與第一倒F天線共用饋電部分和短路部分，形成雙倒F天線。

第一開路部分與短路部分和饋電部分構(gòu)成第一個(gè)倒F天線；第二開路部分與短路部分和饋電部分構(gòu)成第二個(gè)倒F天線。圖1(a)所示為本實(shí)施例中該天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

第一開路部分包括第一開路臂601和從第一開路臂601折彎形成的第二開路臂602。第二開路部分包括第三開路臂501和從第三開路臂501折彎形成的第四開路臂502。

第一開路臂601和第二開路臂602在折彎處成直角；第三開路臂501和第四開路臂502在折彎處成直角。第一開路臂601和第三開路臂501平行，第二開路臂602和第四開路臂502平行。第一開路臂601長(zhǎng)于第三開路臂501，第二開路臂602長(zhǎng)于第四開路臂502；第一開路臂601和第二開路臂602相比于第三開路臂501和第四開路臂502來說更靠近該天線裝置的外側(cè)。

該天線裝置還包括連接部分。該連接部分包括連接臂7，第二開路臂602中不折彎的一端與第四開路臂502中不折彎的一端通過連接臂7連接。

饋電部分包括饋點(diǎn)2，該饋點(diǎn)2為第二開路臂602與連接臂7的連接點(diǎn)。

短路部分包括第一短路臂3；第一短路臂3平行于第一開路臂601和第三開路臂501，一端連接第四開路臂502與連接臂7的連接點(diǎn)，朝著背對(duì)饋點(diǎn)2的方向延伸。

短路部分還包括第二短路臂4，第二短路臂4垂直于第一短路臂3，第二短路臂4上設(shè)有兩個(gè)短路過孔401和402。

該天線裝置還包括PCB基板1，包括第一倒F天線和附加帶寬結(jié)構(gòu)的天線本體連接在該P(yáng)CB基板1上。

該天線裝置還包括位于PCB基板1以及PCB基板1上面的銅箔層。PCB基板1的厚度為1.6毫米，銅箔層的厚度為0.035毫米，天線的阻抗為50歐姆。天線使用的材料是FR-4。

除此之外，上述附加帶寬結(jié)構(gòu)也可以為U型結(jié)構(gòu)和/或折疊的矩形結(jié)構(gòu)(尤其是折疊的細(xì)矩形結(jié)構(gòu))。或者，為了進(jìn)一步增強(qiáng)性能，該天線裝置也可以是在上述實(shí)施例中雙倒F天線的基礎(chǔ)上，再加上U型結(jié)構(gòu)和/或折疊的矩形結(jié)構(gòu)(尤其是折疊的細(xì)矩形結(jié)構(gòu))；即附加帶寬結(jié)構(gòu)既包括上述實(shí)施例中的第二開路部分，還包括U型結(jié)構(gòu)和/或折疊的矩形結(jié)構(gòu)(尤其是折疊的細(xì)矩形結(jié)構(gòu))。

圖1(b)所示為該天線裝置從背對(duì)圖1(a)中所示的一面的另一面所示的示意圖，從圖1(b)中可以看到該天線裝置的地平面8。

由此，在本實(shí)施例的該天線裝置(雙倒F天線裝置)中，能夠形成第一輻射部分、第二輻射部分、第三輻射部分和第四輻射部分。其中，第一輻射部分由第一開路臂601和第二開路臂602構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上可以看成單極子天線；第二輻射部分由第一開路臂601、第二開路臂602、第三開路臂501和第四開路臂502構(gòu)成，從天線結(jié)構(gòu)上也可以看成是單極子天線；第三輻射部分為該天線裝置中的第一個(gè)倒F天線，由PCB基板1、饋點(diǎn)2、第一短路臂3、第二短路臂4、第一開路臂601、第二開路臂602和連接臂7構(gòu)成；第四輻射部分則為該天線裝置中的第二個(gè)倒F天線，由PCB基板1、饋點(diǎn)2、第一短路臂3、第二短路臂4、第三開路臂501、第四開路臂502和連接臂7構(gòu)成。

本實(shí)施例中，將包括饋電部分、短路部分、開路部分和連接部分的天線本體設(shè)置在同一個(gè)平面內(nèi)。

圖2所示為本實(shí)施例中天線裝置仿真的回波損耗圖，其中橫坐標(biāo)表示的是頻率的范圍，縱坐標(biāo)表示回波損耗，單位為dB。圖3(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為2.4GHz時(shí)在xoz面上(phi＝0°，theta＝all)的增益圖；圖3(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為2.4GHz時(shí)在yoz面上(phi＝90°，theta＝all)的增益圖；圖3(c)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為2.4GHz時(shí)在xoy面上(phi＝all，theta＝90°)的增益圖；圖4(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為5.2GHz時(shí)在xoz面上(phi＝0°，theta＝all)的增益圖；圖4(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為5.2GHz時(shí)在yoz面上(phi＝90°，theta＝all)的增益圖；圖4(c)為本實(shí)用新型實(shí)施例中天線裝置的頻率為5.2GHz時(shí)在xoy面上(phi＝all，theta＝90°)的增益圖。其中，x、y、z的方向如圖1(a)中所示，phi為三維空間中的某一點(diǎn)與x軸的夾角；theta是三維空間的某一點(diǎn)與z軸的夾角。根據(jù)圖2-4(c)可以看出，該天線裝置具有多頻段和高增益的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)傳統(tǒng)倒F天線的經(jīng)驗(yàn)公式可以得知影響倒F天線帶寬的主要是開路臂的長(zhǎng)度，本實(shí)施例中采用兩個(gè)不同長(zhǎng)度的開路部分，每一個(gè)開路部分對(duì)應(yīng)不同的頻帶，從而能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)頻帶疊加，進(jìn)而增加了整個(gè)天線的帶寬。這樣，不僅克服了傳統(tǒng)倒F天線帶寬窄的缺點(diǎn)，而且還能夠利用倒F天線高增益的優(yōu)點(diǎn)。

為了達(dá)到通訊設(shè)備所需要的頻段，可以在HFSS仿真軟件上對(duì)該天線裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。主要影響天線頻段的是開路臂的長(zhǎng)度，因此可以通過主要調(diào)節(jié)天線的開路臂來達(dá)到設(shè)備所需的工作頻段。本實(shí)例中主要根據(jù)WiFi設(shè)備的工作頻段來調(diào)節(jié)天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)以達(dá)到應(yīng)用的目的。

本實(shí)用新型利用結(jié)構(gòu)復(fù)用的原理，既能夠通過調(diào)節(jié)開路臂的長(zhǎng)度進(jìn)行頻帶疊加，拓寬天線的帶寬，在克服傳統(tǒng)倒F天線帶寬窄的缺點(diǎn)的同時(shí)利用其高增益的優(yōu)點(diǎn)，又能夠?qū)⑻炀€本體設(shè)置在同一個(gè)平面內(nèi)，并折彎各個(gè)開路臂部分，減小了整個(gè)天線的占用空間。

本實(shí)用新型與傳統(tǒng)倒F天線相比頻帶覆蓋面較廣，可以根據(jù)設(shè)備的要求頻段來優(yōu)化天線，不僅如此天線還可以達(dá)到一個(gè)相對(duì)較高的增益。此天線在傳統(tǒng)倒F天線的基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步拓寬頻帶實(shí)現(xiàn)更廣的應(yīng)用范圍，不僅能夠應(yīng)用在WIFI設(shè)備，還能夠應(yīng)用在其他通訊設(shè)備上。除此之外，天線所用的介質(zhì)基板的價(jià)格較低，天線本體為平面結(jié)構(gòu)，制作成本相對(duì)較低。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本實(shí)用新型不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示，不脫離本實(shí)用新型范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。