一种天线装置的制作方法

本实用新型属于无线通信领域，涉及一种天线装置。

背景技术：

当前在无线通信领域，WiFi应用越来越频繁，基本覆盖于城市的大街小巷，这就必然需要一款性能优良且易于制造的天线来支持这一行业的发展。可以在WiFi2.4GHz和5.2GHz的频段工作的天线能够实现更广范围的覆盖性能。

倒F天线是单极子天线的一种变形结构，可以将形成其看成由1/4波长的单极子天线再到倒F天线的过程。由于在将单极子天线弯曲的过程中会增加天线的容性特征，为此需要增加短路部分来提高天线的感性部分，以保持天线的谐振特性，由此形成了倒F结构的天线。传统的倒F天线虽然具有较高的增益，但是带宽相对较窄，对于倒F天线的应用范围有很大的限制。因此，若需要利用倒F天线高增益的优点，则必须对其进行改进以拓宽其带宽。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种天线装置，以在保留传统倒F天线高增益的优点的同时，能够有效地拓宽带宽。

为了达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种天线装置，包括第一倒F天线，以及附加带宽结构；第一倒F天线包括第一开路部分、馈电部分和短路部分；所述附加带宽结构直接连接馈电部分或者通过第一开路部分与所述馈电部分间接连接，以在第一倒F天线的基础上拓宽所述天线装置的带宽。

所述附加带宽结构包括第二开路部分，与第一倒F天线共用所述馈电部分和所述短路部分，形成双倒F天线。

第一开路部分包括第一开路臂(601)和从第一开路臂(601)折弯形成的第二开路臂(602)；第二开路部分包括第三开路臂(501)和从第三开路臂(501)折弯形成的第四开路臂(502)。

优选地，第一开路臂(601)和第二开路臂(602)在折弯处成直角；第三开路臂(501)和第四开路臂(502)在折弯处成直角。

优选地，第一开路臂(601)和第三开路臂(501)平行，第二开路臂(602)和第四开路臂(502)平行。

第一开路臂(601)长于第三开路臂(501)，第二开路臂(602)长于第四开路臂(502)；第一开路臂(601)和第二开路臂(602)相比于第三开路臂(501)和第四开路臂(502)来说更靠近所述天线装置的外侧；所述天线装置还包括连接部分，所述连接部分包括连接臂(7)，第二开路臂(602)中不折弯的一端与第四开路臂(502)中不折弯的一端通过所述连接臂(7)连接；所述馈电部分包括馈点(2)，所述馈点(2)为第二开路臂(602)与所述连接臂(7)的连接点。

优选地，短路部分包括第一短路臂(3)；第一短路臂(3)平行于第一开路臂(601)和第三开路臂(501)，一端连接第四开路臂(502)与所述连接臂(7)的连接点，朝着背对所述馈点(2)的方向延伸。

优选地，所述短路部分还包括第二短路臂(4)，第二短路臂(4)垂直于第一短路臂(3)，第二短路臂(4)上设有两个短路过孔。

所述天线装置还包括PCB基板，包括第一倒F天线和所述附加带宽结构的天线本体连接在所述PCB基板上。

包括第一倒F天线和所述附加带宽结构的天线本体位于同一平面内。

不同于上述附加带宽结构为上述第二开路结构，所述附加带宽结构还可以为U型结构和/或折叠的细矩形结构。

所述附加带宽结构不仅包括上述第二开路结构，还包括U型结构和/或折叠的细矩形结构。

所述天线装置还包括位于所述PCB基板上的铜箔层。所述PCB基板的厚度为1.6毫米，所述铜箔层的厚度为0.035毫米，天线的阻抗为50欧姆。

天线使用的材料是FR-4。

由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型与传统倒F天线相比频带覆盖面较广，可以根据设备的要求频段来优化天线，不仅如此天线还可以达到一个相对较高的增益。此天线在传统倒F天线的基础上还可以进一步拓宽频带实现更广的应用范围。除此之外，天线所用的介质基板的价格较低，天线本体为平面结构，制作成本相对较低。

附图说明

图1(a)为本实用新型实施例中天线装置的结构示意图；

图1(b)为本实用新型实施例中天线装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中天线装置的回波损耗图；

图3(a)为本实用新型实施例中天线装置的频率为2.4GHz时在xoz面上(phi＝0°，theta＝all)的增益图；

图3(b)为本实用新型实施例中天线装置的频率为2.4GHz时在yoz面上(phi＝90°，theta＝all)的增益图；

图3(c)为本实用新型实施例中天线装置的频率为2.4GHz时在xoy面上(phi＝all，theta＝90°)的增益图；

图4(a)为本实用新型实施例中天线装置的频率为5.2GHz时在xoz面上(phi＝0°，theta＝all)的增益图；

图4(b)为本实用新型实施例中天线装置的频率为5.2GHz时在yoz面上(phi＝90°，theta＝all)的增益图；

图4(c)为本实用新型实施例中天线装置的频率为5.2GHz时在xoy面上(phi＝all，theta＝90°)的增益图。

附图中：1、PCB基板；2、馈点；3、第一短路臂；4、第二短路臂；401、短路过孔；402、短路过孔；501、第三开路臂；502、第四开路臂；601、第一开路臂；602、第二开路臂；7、连接臂；8、地平面。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。

为了克服传统倒F天线带宽较窄的缺点，本实用新型在倒F天线的基础上进行了结构复用，提出了一种新型的天线装置。

该天线装置包括第一倒F天线，以及附加带宽结构。第一倒F天线包括第一开路部分、馈电部分和短路部分。附加带宽结构直接连接馈电部分或者通过第一开路部分与馈电部分间接连接，以在第一倒F天线的基础上拓宽该天线装置的带宽。

本实施例中，该附加带宽结构包括第二开路部分，其与第一倒F天线共用馈电部分和短路部分，形成双倒F天线。

第一开路部分与短路部分和馈电部分构成第一个倒F天线；第二开路部分与短路部分和馈电部分构成第二个倒F天线。图1(a)所示为本实施例中该天线装置的结构示意图。

第一开路部分包括第一开路臂601和从第一开路臂601折弯形成的第二开路臂602。第二开路部分包括第三开路臂501和从第三开路臂501折弯形成的第四开路臂502。

第一开路臂601和第二开路臂602在折弯处成直角；第三开路臂501和第四开路臂502在折弯处成直角。第一开路臂601和第三开路臂501平行，第二开路臂602和第四开路臂502平行。第一开路臂601长于第三开路臂501，第二开路臂602长于第四开路臂502；第一开路臂601和第二开路臂602相比于第三开路臂501和第四开路臂502来说更靠近该天线装置的外侧。

该天线装置还包括连接部分。该连接部分包括连接臂7，第二开路臂602中不折弯的一端与第四开路臂502中不折弯的一端通过连接臂7连接。

馈电部分包括馈点2，该馈点2为第二开路臂602与连接臂7的连接点。

短路部分包括第一短路臂3；第一短路臂3平行于第一开路臂601和第三开路臂501，一端连接第四开路臂502与连接臂7的连接点，朝着背对馈点2的方向延伸。

短路部分还包括第二短路臂4，第二短路臂4垂直于第一短路臂3，第二短路臂4上设有两个短路过孔401和402。

该天线装置还包括PCB基板1，包括第一倒F天线和附加带宽结构的天线本体连接在该PCB基板1上。

该天线装置还包括位于PCB基板1以及PCB基板1上面的铜箔层。PCB基板1的厚度为1.6毫米，铜箔层的厚度为0.035毫米，天线的阻抗为50欧姆。天线使用的材料是FR-4。

除此之外，上述附加带宽结构也可以为U型结构和/或折叠的矩形结构(尤其是折叠的细矩形结构)。或者，为了进一步增强性能，该天线装置也可以是在上述实施例中双倒F天线的基础上，再加上U型结构和/或折叠的矩形结构(尤其是折叠的细矩形结构)；即附加带宽结构既包括上述实施例中的第二开路部分，还包括U型结构和/或折叠的矩形结构(尤其是折叠的细矩形结构)。

图1(b)所示为该天线装置从背对图1(a)中所示的一面的另一面所示的示意图，从图1(b)中可以看到该天线装置的地平面8。

由此，在本实施例的该天线装置(双倒F天线装置)中，能够形成第一辐射部分、第二辐射部分、第三辐射部分和第四辐射部分。其中，第一辐射部分由第一开路臂601和第二开路臂602构成，结构上可以看成单极子天线；第二辐射部分由第一开路臂601、第二开路臂602、第三开路臂501和第四开路臂502构成，从天线结构上也可以看成是单极子天线；第三辐射部分为该天线装置中的第一个倒F天线，由PCB基板1、馈点2、第一短路臂3、第二短路臂4、第一开路臂601、第二开路臂602和连接臂7构成；第四辐射部分则为该天线装置中的第二个倒F天线，由PCB基板1、馈点2、第一短路臂3、第二短路臂4、第三开路臂501、第四开路臂502和连接臂7构成。

本实施例中，将包括馈电部分、短路部分、开路部分和连接部分的天线本体设置在同一个平面内。

图2所示为本实施例中天线装置仿真的回波损耗图，其中横坐标表示的是频率的范围，纵坐标表示回波损耗，单位为dB。图3(a)为本实用新型实施例中天线装置的频率为2.4GHz时在xoz面上(phi＝0°，theta＝all)的增益图；图3(b)为本实用新型实施例中天线装置的频率为2.4GHz时在yoz面上(phi＝90°，theta＝all)的增益图；图3(c)为本实用新型实施例中天线装置的频率为2.4GHz时在xoy面上(phi＝all，theta＝90°)的增益图；图4(a)为本实用新型实施例中天线装置的频率为5.2GHz时在xoz面上(phi＝0°，theta＝all)的增益图；图4(b)为本实用新型实施例中天线装置的频率为5.2GHz时在yoz面上(phi＝90°，theta＝all)的增益图；图4(c)为本实用新型实施例中天线装置的频率为5.2GHz时在xoy面上(phi＝all，theta＝90°)的增益图。其中，x、y、z的方向如图1(a)中所示，phi为三维空间中的某一点与x轴的夹角；theta是三维空间的某一点与z轴的夹角。根据图2-4(c)可以看出，该天线装置具有多频段和高增益的优点。

根据传统倒F天线的经验公式可以得知影响倒F天线带宽的主要是开路臂的长度，本实施例中采用两个不同长度的开路部分，每一个开路部分对应不同的频带，从而能够在一定程度上实现频带叠加，进而增加了整个天线的带宽。这样，不仅克服了传统倒F天线带宽窄的缺点，而且还能够利用倒F天线高增益的优点。

为了达到通讯设备所需要的频段，可以在HFSS仿真软件上对该天线装置的结构参数进行优化。主要影响天线频段的是开路臂的长度，因此可以通过主要调节天线的开路臂来达到设备所需的工作频段。本实例中主要根据WiFi设备的工作频段来调节天线的结构参数以达到应用的目的。

本实用新型利用结构复用的原理，既能够通过调节开路臂的长度进行频带叠加，拓宽天线的带宽，在克服传统倒F天线带宽窄的缺点的同时利用其高增益的优点，又能够将天线本体设置在同一个平面内，并折弯各个开路臂部分，减小了整个天线的占用空间。

本实用新型与传统倒F天线相比频带覆盖面较广，可以根据设备的要求频段来优化天线，不仅如此天线还可以达到一个相对较高的增益。此天线在传统倒F天线的基础上还可以进一步拓宽频带实现更广的应用范围，不仅能够应用在WIFI设备，还能够应用在其他通讯设备上。除此之外，天线所用的介质基板的价格较低，天线本体为平面结构，制作成本相对较低。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。