一种宽带天线的制作方法

本发明涉及无线通信
技术领域：
，特别是涉及一种用于移动终端的宽带天线。
背景技术：
：现有技术中，实现天线宽频带的方法主要有：采用特殊材料的介质基片、附加阻抗匹配网络、天线加载、优化算法、采用多层介质基片以及共面寄生贴片等。但上述方法常存在如下问题：设计复杂不易实现，且改善幅度小。例如，采用特殊材料的介质基片，生产成本较高，而得到的最大带宽往往仅约谐振频率的10％；附加阻抗匹配网络，结构复杂不易实现，而得到的最大带宽往往仅约谐振频率的30％。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种宽带天线，通过在圆盘贴片上开槽和使用短路探针，能够调节天线的谐振特性和阻抗匹配，形成双谐振从而展宽带宽，且结构简单易实现。为了实现上述的目的，本发明提供一种宽带天线，用于一移动终端，包括接地组件、圆盘贴片、至少一个短路探针和信号馈入组件；其中，所述圆盘贴片上具有开槽，所述圆盘贴片通过所述至少一个短路探针与所述接地组件连接，所述圆盘贴片通过所述信号馈入组件与所述移动终端连接，所述信号馈入组件与所述接地组件连接。优选的，所述开槽为圆环槽，所述圆环槽将所述圆盘贴片分割为相互独立的第一圆盘贴片和圆环贴片，所述第一圆盘贴片通过所述信号馈入组件与所述移动终端连接，所述圆环贴片通过所述至少一个短路探针与所述接地组件连接。优选的，所述开槽为U型槽。优选的，所述圆盘贴片的中心点通过所述信号馈入组件与所述移动终端连接。优选的，所述信号馈入组件是一个同轴线，外层与所述接地组件连接，中间是介质层，内层是馈电铜芯，一端与所述圆盘贴片连接，另一端与所述移动终端连接。优选的，所述圆盘贴片的材料采用单面覆铜的印刷电路板。优选的，所述圆环槽的缝隙宽度为1mm，所述第一圆盘贴片的直径为8mm，所述圆环贴片的内径为10mm且外径为20mm。通过本发明的上述技术方案，本发明的有益效果在于：本发明的宽带天线，通过在圆盘贴片上开槽和使用短路探针，能够调节天线的谐振特性和阻抗匹配，形成双谐振从而展宽带宽，即相对带宽可达到63.2％，且实现天线在水平面内有较大的增益。同时，本发明的宽带天线可采用低剖面结构，实现小型化，可以在路由器、车载、电视等移动终端的Wi-Fi和高频天线上使用。附图说明图1表示本发明一实施例的宽带天线的正面示意图。图2表示本发明一实施例的宽带天线的剖面示意图。图3表示本发明一实施例的宽带天线的S11参数曲线图。图4表示本发明一实施例的宽带天线的VSWR图。图5表示本发明一实施例的宽带天线的归一化方向图。图6表示本发明一实施例的宽带天线在角度60°上的增益图。图7表示图1中的宽带天线在具有不同半径R的短路探针的情况下的S11参数曲线图。图8表示图1中的宽带天线在具有不同直径Dcenter的第一圆盘贴片的情况下的S11参数曲线图。图9表示图1中的宽带天线在具有不同外径Douter的圆环贴片的情况下的S11参数曲线图。图10表示图1中的宽带天线在具有不同的开槽宽度SLOT_W的情况下的 S11参数曲线图。图11表示本发明另一实施例的宽带天线的正面示意图。图12表示本发明另一实施例的宽带天线的剖面示意图。图13表示本发明另一实施例的宽带天线的S11参数曲线图。图14表示普通矩形贴片天线示意图及其等效电路图。图15表示加U型槽的矩形贴片天线示意图及其等效电路图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。参见图1、图2所示，本发明实施例提供一种宽带天线，用于一移动终端，包括接地组件1、圆盘贴片2、至少一个短路探针3和信号馈入组件4；其中，所述接地组件1用于接地，所述圆盘贴片2上具有开槽5，所述圆盘贴片2通过所述至少一个短路探针3与所述接地组件1连接，所述圆盘贴片2通过所述信号馈入组件4与所述移动终端连接，所述信号馈入组件4与所述接地组件1连接。具体的，所述圆盘贴片2用于发射射频信号，所述信号馈入组件4用于将信号馈入辐射部分。具体的，在图1中，所述开槽5为圆环槽51，所述短路探针3的数量为4个。由于所述圆环槽51的存在，将所述圆盘贴片2分割为相互独立的第一圆盘贴片21和圆环贴片22，所述圆盘贴片2和所述第一圆盘贴片21为同心圆结构，且所述第一圆盘贴片21通过所述信号馈入组件4与所述移动终端连接，所述圆环贴片22通过所述4个短路探针3与所述接地组件1连接。其中，所述圆盘贴片2或所述第一圆盘贴片21的中心点通过所述信号馈入组件4与所述移动终端连接，而所述圆环贴片22的外径边缘通过所述4个短路探针3分别与所述接地组件1连接，以调节谐振特性。所述圆盘贴片的材料采用单面覆铜的印刷电路板。具体的，所述信号馈入组件4例如是一个同轴线，外层与所述接地组件1连接，中间是介质层，内层是馈电铜芯，一端与所述圆盘贴片2连接，另一端与所述移动终端连接。需要指出的是，本发明并不限定所述短路探针的个数，除了图1中的4个，也可以为2个或3个，可依实际需求决定。并且，本发明也不限定所述开槽的形状，除了图1中的圆环槽，也可以是椭圆形、方形、U型等等，可依需求进行选择。本发明实施例的宽带天线，通过在圆盘贴片上开槽和使用短路探针，能够调节天线的谐振特性和阻抗匹配，形成双谐振从而展宽带宽，且结构简单易实现。下面，通过一具体实施例对本发明作进一步的详细描述，天线结构可参见图1、图2所示。在本发明具体实施例中，所述宽带天线是在低剖面体的基础上制作的，所述低剖面体是直径为DGND，高度为H的圆柱形，且去掉其顶部圆形表面的空腔，采用单面覆铜的印刷电路板。其中，所述低剖面体的直径DGND为100mm，高度H为8mm，第一圆盘贴片21的直径Dcenter为8mm，圆环贴片22的内径Dinner为10mm，外径Douter为20mm，圆环槽51的缝隙宽度SLOT_W为1mm，详见表1。HDcenterDinnerSLOT_WDouterDGND8mm8mm10mm1mm20mm100mm表1所述第一圆盘贴片21的中心点通过信号馈入组件4与一移动终端连接，所述圆环贴片22的外径边缘通过4个短路探针3分别与接地组件1连接，所述短路探针3的半径为R，高度为H(8mm)。而所述圆盘贴片和接地板也采用单面覆铜的印刷电路板，且为了尽量减小其对天线性能的影响，优选的相对介电常数为2.6的介质。为了确定本发明具体实施例的宽带天线的性能，利用HFSS仿真软件(三维电磁仿真软件)进行仿真，得到的仿真结果参见图3-图6。具体的，从图3的S11参数曲线图可以得知：所述宽带天线的中心频率Freq为2.5GHz，在回波损耗S11<﹣10db时，所述宽带天线的阻抗频带为1.92～3.5GHz，相对带宽达到了63.2％，改善幅度大。从图4的VSWR(电压驻波比)图可以得知：在1.62～3.64GHz频带内，所述宽带天线满足VSWR<2.0，即所述宽带天线满足基本天线的要求。从图5的归一化方向图和图6的在角度60°上的增益图可以得知：工作频带内方向图没有发生畸变且在60°的角度上有较大的辐射能量，增益大于-1dB。由上述内容可知：本发明的宽带天线能够有效的展宽带宽，即相对带宽可达到63.2％，和实现天线在水平面内有较大的增益。同时，本发明的宽带天线可采用低剖面结构，实现小型化，可以在路由器、车载、电视等移动终端的Wi-Fi和高频天线上。需要指出的是，表1所示的天线尺寸，只是本发明的一种优选方式，并不能限制本发明。此外，参见图7-图10所示，还给出了图1所示的宽带天线在具有不同半径R的短路探针、不同直径Dcenter的第一圆盘贴片、不同外径Douter的圆环贴片及不同的开槽宽度SLOT_W的情况下的S11参数曲线图。具体的，从图7可以看出，当短路探针的半径R变大时，所述宽带天线的工作频率整体右移，即所述短路探针的半径的变化影响天线的谐振频率；从图8可以看出，当第一圆盘贴片的直径Dcenter变大时，所述宽带天线的低频谐振点和高频谐振点有靠近的趋势，即通过改变Dcenter可调节宽带天线的谐振特性，以形成宽频带；从图9可以看出，圆环贴片的外径Douter的变化主要影响宽带天线的低频谐振点，且随着Douter的增大，宽带天线的低频谐振点的位置变化较大，而对其它两个低频谐振点的影响较小；从图10可以看出，圆环槽的缝隙宽度SLOT_W主要影响的是宽带天线的谐振强度。这样，基于上述的变化情况，在制作本发明的宽带天线时，可进行不同的选择以得到最优的适合应用的宽带天线。参见图11、图12所示，本发明实施例还提供一种宽带天线，包括接地组件1、圆盘贴片2、4个短路探针3和信号馈入组件4；其中，所述圆盘贴片2上具有U型槽52，且所述圆盘贴片2的中心点通过所述信号馈入组件4与所述移动终端连接，所述圆盘贴片2的边缘通过所述4个短路探针3分别与所述接地组件1连接。具体的，与图1所示的宽带天线相比，图11中的宽带天线采用U型槽，所述U型槽用于改变圆盘贴片表面电流流向，以达到展宽带宽的目的。同样的，为了确定图11所示的宽带天线的性能，利用HFSS仿真软件进行仿真，其中，低剖面体的直径DGND为100mm，所述圆盘贴片2的直径Dpatch为20mm，所述U型槽的槽体高度W为9.6mm，槽体长度L为12.4mm，槽壁厚度b为1mm，槽底厚度c为1mm。根据上述仿真，得到的S11参数曲线图如图13所示，从中可以看出：所述宽带天线的中心频率为2.4GHz，在回波损耗S11<﹣10db时，所述宽带天线的阻抗频带为2.08～2.72GHz，相对带宽达到了27％，满足宽带天线的要求。下面，以U型槽为例，介绍开槽能够展宽带宽的原因。参见图14、图15所示，图14表示普通矩形贴片天线示意图及其等效电路图，图15表示加U型槽的矩形贴片天线示意图及其等效电路图。其中，从图14可以看出，普通矩形贴片天线可以等效为一个简单的LC谐振回路，电流I从馈电点Q流出，沿贴片流向辐射边，而等效LC谐振回路中的L和C的值取决于沿贴片流向辐射边的电流的路径长度。在矩形贴片上具有U型槽后，如图15所示，其等效电路会有所改变。具体的，在矩形贴片中间流动的电流，其电流方向和路径几乎没有发生变化，此部分等效的LC谐振回路基本保持不变，即在原来的谐振频率处仍然出现一个谐振点。然而，在偏离矩形贴片中心的地方，由于U型槽的存在，电流会沿着U型槽的边缘流动，使其路径相应增加，反应到等效电路上相当于增加了一部分串联电感，即此部分的等效电路为LC谐振回路增加了串联电感。这样，经过开槽处理的矩形贴片天线，等效电路就由原来的单一谐振回路变为双谐振回路形式，出现两个谐振点。而经过合理的开槽处理，可以将两个谐振点连在一起，形成宽频带。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3