天线及通信设备的制作方法

本实用新型涉及微波天线技术领域，具体而言，涉及一种天线及通信设备。

背景技术：

随着无线通信技术的高速发展，人们对于无线通信提出了更高的要求，作为新兴的短距离无线通信技术，UWB(Ultra Wide Band，超宽带)无线通信技术以其传输速率高、功耗小、安全性好、抗多径能力强以及成本低廉等特点，逐渐成为当前无线通信技术发展的一个趋势。

就目前而言，UWB无线通信技术通常采用领结型天线用于进行定位，采用平面螺旋天线用于进行通信。但领结型天线的天线方向图中心凹陷的现象十分严重，领结型天线通信功能较差，而因为平面螺旋天线的特殊分布情况，平面螺旋天线的定位功能较差，使得现有的UWB无线通信技术无法仅仅通过领结型天线或平面螺旋天线同时进行质量良好的定位和通信，影响用户体验。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本实用新型实施例的目的在于提供一种结合领结型天线和平面螺旋天线的优点的可用于同时进行质量良好的定位和通信的天线和通信设备，其能够在保证良好的带宽的同时，减小天线的尺寸，提高天线的增益，保证良好的天线通信性能，保证用户体验。

就天线而言，本实用新型较佳的实施例提供一种天线。所述天线应用于UWB无线通信技术。所述天线包括介质基板、第一天线贴片及第二天线贴片，所述第一天线贴片与所述第二天线贴片设置在所述介质基板上，其中：

所述第一天线贴片包括第一扇形领结型天线贴片和第一平面螺旋天线贴片，所述第二天线贴片包括第二扇形领结型天线贴片和第二平面螺旋天线贴片，所述第一扇形领结型天线贴片所在圆的圆心与所述第二扇形领结型天线贴片所在圆的圆心重合，所述第一扇形领结型天线贴片与所述第二扇形领结型天线贴片以所述圆心对称设置，所述第一扇形领结型天线贴片靠近所述圆心的一侧与所述第二扇形领结型天线贴片靠近所述圆心的一侧相对设置，所述第一扇形领结型天线贴片远离所述圆心的一侧与所述第一平面螺旋天线贴片的起始端连接，所述第二扇形领结型天线贴片远离所述圆心的一侧与所述第二平面螺旋天线贴片的起始端连接；

所述天线还包括同轴馈线，所述同轴馈线分别与所述第一天线贴片、所述第二天线贴片连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述介质基板上设置有馈线通孔，所述馈线通孔位于所述介质基板上的第一扇形领结型天线贴片和第二扇形领结型天线贴片的对称中心位置处，所述同轴馈线通过所述馈线通孔分别与所述第一天线贴片、所述第二天线贴片连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述同轴馈线分别与所述第一天线贴片中的第一扇形领结型天线贴片和所述第二天线贴片中的第二扇形领结型天线贴片连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述同轴馈线包括外皮及内芯，所述内芯与所述第一扇形领结型天线贴片靠近所述圆心的一侧连接，所述外皮与所述第二扇形领结型天线贴片靠近所述圆心的一侧连接，以所述第一扇形领结型天线贴片靠近所述圆心的一侧与所述第二扇形领结型天线贴片靠近所述圆心的一侧作为所述天线的馈电端。

在本实用新型较佳的实施例中，上述介质基板上还设置有固定通孔，通过与所述固定通孔相匹配的螺钉或螺栓将所述天线固定在所述介质基板上。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一天线贴片与第二天线贴片通过印制、雕刻或覆盖的方式设置在所述介质基板上，以形成所述天线。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一扇形领结型天线贴片远离所述圆心的一侧在所述第一扇形领结型天线贴片所在圆的圆弧方向上与所述第一平面螺旋天线贴片连接，所述第二扇形领结型天线贴片远离所述圆心的一侧在所述第二扇形领结型天线贴片所在圆的圆弧方向上与所述第二平面螺旋天线贴片连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一平面螺旋天线贴片与所述第二平面螺旋天线贴片以所述圆心对称设置在所述介质基板上。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一平面螺旋天线贴片与所述第二平面螺旋天线贴片均为平面阿基米德螺旋天线。

就通信设备而言，本实用新型较佳的实施例提供一种通信设备。所述通信设备应用于UWB无线通信技术。所述通信设备包括上述的天线。

相对于现有技术而言，本实用新型较佳的实施例提供的天线及通信设备具有以下有益效果：所述天线及通信设备通过以重合的圆心对称设置在所述介质基板上的远离所述圆心的一侧分别与所述第一平面螺旋天线贴片的起始端和所述第二平面螺旋天线贴片的起始端连接的第一扇形领结型天线贴片和第二扇形领结型天线贴片，以及与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片连接的同轴馈线，使得所述天线同时具备领结型天线和平面螺旋天线的优点，能够在保证良好的带宽的同时，减小天线的尺寸，提高天线的增益，保证良好的天线通信性能，可同时进行质量良好的定位和通信，保证用户体验。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型较佳的实施例提供的天线的一种结构示意图。

图2为图1所示的天线在第一视角下的结构示意图。

图3为图1所示的天线的一种仿真回波损耗曲线图。

图4为图1所示的天线的一种仿真3D方向图。

图5为图1所示的天线的一种仿真辐射方向图。

图标：100-天线；110-第一天线贴片；120-第二天线贴片；130-介质基板；140-同轴馈线；111-第一扇形领结型天线贴片；112-第一平面螺旋天线贴片；121-第二扇形领结型天线贴片；122-第二平面螺旋天线贴片；131-馈线通孔；132-固定通孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如何提供一种结合领结型天线和平面螺旋天线各自的优点的可用于同时进行质量良好的定位和通信的小尺寸、高增益、高带宽的天线和通信设备，对本领域技术人员而言，是急需解决的技术问题。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，是本实用新型较佳的实施例提供的天线100的一种结构示意图。所述天线100应用于UWB无线通信技术。在本实用新型实施例中，所述天线100包括：第一天线贴片110、第二天线贴片120及介质基板130。所述第一天线贴片110与所述第二天线贴片120相对地设置在所述介质基板130上，以形成所述天线100。

在本实用新型实施例中，所述第一天线贴片110包括：第一扇形领结型天线贴片111及第一平面螺旋天线贴片112。所述第一扇形领结型天线贴片111和所述第一平面螺旋天线贴片112分别为所述第一天线贴片110的重要组成部分，所述第一扇形领结型天线贴片111与所述第一平面螺旋天线贴片112相互连接，以构成所述第一天线贴片110。

在本实用新型实施例中，所述第二天线贴片120包括：第二扇形领结型天线贴片121及第二平面螺旋天线贴片122。所述第二扇形领结型天线贴片121和所述第二平面螺旋天线贴片122分别为所述第二天线贴片120的重要组成部分，所述第二扇形领结型天线贴片121与所述第二平面螺旋天线贴片122相互连接，以构成所述第二天线贴片120。

请参照图2，是图1所示的天线100在第一视角下的机构示意图。在本实用新型实施例中，所述第一扇形领结型天线贴片111与所述第二扇形领结型天线贴片121相互对称地设置在所述介质基板130上。具体地，所述第一扇形领结型天线贴片111在平行于所述介质基板130的平面上的横截面形状为一扇形去掉以所述扇形的圆心角为顶角的等腰三角形后剩下的图形，其中，所述等腰三角形的两条相等的边为组成所述顶角的两条边，所述两条边的边长小于所述扇形的半径。与所述第一扇形领结型天线贴片111类似，所述第二扇形领结型天线贴片121在平行于所述介质基板130的平面上的横截面形状也为一扇形去掉以所述扇形的圆心角为顶角的等腰三角形后剩下的图形。

在本实施例中，所述第一扇形领结型天线贴片111在平行于所述介质基板130的平面上的横截面所在圆的圆心与所述第二扇形领结型天线贴片121在平行于所述介质基板130的平面上的横截面所在圆的圆心相互重合。所述第一扇形领结型天线贴片111与所述第二扇形领结型天线贴片121以所述圆心为对称中心地对称设置在所述介质基板130上，所述第一扇形领结型天线贴片111上靠近所述圆心的一侧与所述第二扇形领结型天线贴片121上靠近所述圆心的一侧是相对设置的。

在本实用新型实施例中，所述第一扇形领结型天线贴片111通过所述第一扇形领结型天线贴片111远离所述圆心的一侧与所述第一平面螺旋天线贴片112的起始端连接，所述第一扇形领结型天线贴片111远离所述圆心的一侧为所述第一扇形领结型天线贴片111在平行于所述介质基板130的平面上的横截面为圆弧的一侧。在本实施例中，所述第一扇形领结型天线贴片111远离所述圆心的一侧在所述第一扇形领结型天线贴片111所在圆的圆弧方向上与所述第一平面螺旋天线贴片112连接。

具体地，所述第一扇形领结型天线贴片111远离所述圆心的一侧可以在顺时针或逆时针的圆弧方向上通过所述第一扇形领结型天线贴片111上和所述第一平面螺旋天线贴片112相对的一侧与所述第一平面螺旋天线贴片112连接；所述第一扇形领结型天线贴片111远离所述圆心的一侧在圆弧方向上可以与所述第一平面螺旋天线贴片112靠近所述圆心的一侧相切，所述第一扇形领结型天线贴片111可通过在圆弧方向上相切的第一扇形领结型天线贴片111远离所述圆心的一侧和所述第一平面螺旋天线贴片112靠近所述圆心的一侧，与所述第一平面螺旋天线贴片112连接，以形成所述第一天线贴片110。

在本实用新型实施例中，所述第二扇形领结型天线贴片121通过所述第二扇形领结型天线贴片121远离所述圆心的一侧与所述第二平面螺旋天线贴片122的起始端连接，所述第二扇形领结型天线贴片121远离所述圆心的一侧为所述第二扇形领结型天线贴片121在平行于所述介质基板130的平面上的横截面为圆弧的一侧。在本实施例中，所述第二扇形领结型天线贴片121远离所述圆心的一侧在所述第二扇形领结型天线贴片121所在圆的圆弧方向上与所述第二平面螺旋天线贴片122连接。

具体地，所述第二扇形领结型天线贴片121远离所述圆心的一侧可以在顺时针或逆时针的圆弧方向上通过所述第二扇形领结型天线贴片121上和所述第二平面螺旋天线贴片122相对的一侧与所述第二平面螺旋天线贴片122连接；所述第二扇形领结型天线贴片121远离所述圆心的一侧在圆弧方向上可以与所述第二平面螺旋天线贴片122靠近所述圆心的一侧相切，所述第二扇形领结型天线贴片121可通过在圆弧方向上相切的第二扇形领结型天线贴片121远离所述圆心的一侧和所述第二平面螺旋天线贴片122靠近所述圆心的一侧，与所述第二平面螺旋天线贴片122连接，以形成所述第二天线贴片120。

在本实用新型实施例中，与相互之间中心对称设置的所述第一扇形领结型天线贴片111和所述第二扇形领结型天线贴片121类似，所述第一平面螺旋天线贴片112与所述第二平面螺旋天线贴片122相互之间中心对称设置，所述第一平面螺旋天线贴片112与所述第二平面螺旋天线贴片122的对称中心为所述第一扇形领结型天线贴片111和所述第二扇形领结型天线贴片121相互重合的所述圆心。

在本实施例中，所述第一平面螺旋天线贴片112和所述第二平面螺旋天线贴片122可以是，但不限于，平面阿基米德螺旋天线，平面等角螺旋天线等。优选地，所述第一平面螺旋天线贴片112和所述第二平面螺旋天线贴片122均为平面阿基米德螺旋天线。

请再次参照图1，在本实用新型实施例中，所述天线100还包括同轴馈线140，所述同轴馈线140分别与所述第一天线贴片110、所述第二天线贴片120连接，通过所述同轴馈线140可以使用所述天线100，以使所述天线100应用于更广的领域。

在本实施例中，所述介质基板130上设置有馈线通孔131，所述馈线通孔131位于所述介质基板130上的所述第一扇形领结型天线贴片111和所述第二扇形领结型天线贴片121的对称中心位置处，即所述圆心的位置处。所述同轴馈线140通过所述馈线通孔131分别与所述第一天线贴片110、第二天线贴片120连接。

在本实施例中，所述同轴馈线140分别与所述第一天线贴片110中的第一扇形领结型天线贴片111和所述第二天线贴片120中的第二扇形领结型天线贴片121连接。具体地，所述同轴馈线140包括外皮及内芯，所述内芯与所述第一扇形领结型天线贴片111靠近所述圆心的一侧连接，所述外皮与所述第二扇形领结型天线贴片121靠近所述圆心的一侧连接，以所述第二扇形领结型天线贴片121靠近所述圆心的一侧与所述第二扇形领结型天线贴片121靠近所述圆心的一侧作为所述天线100的馈电端。

在本实施例中，所述介质基板130上还设置有固定通孔132，通过与所述固定通孔132相匹配的螺钉或螺栓等固定结构，可将所述天线100固定在所述介质基板130上，同时也可以将所述天线100固定在使用所述天线100的用电设备上，稳定所述天线100，防止所述天线100从使用所述天线100的用电设备上脱落。

在本实用新型实施例中，所述第一天线贴片110与所述第二天线贴片120可通过印制、雕刻或覆盖等方式设置在所述介质基板130上，以形成所述天线100。

在本实用新型实施例中，所述天线100的尺寸可以根据需求进行调整，以满足不同设备的定位和/或通信需求。具体地，可通过调整相互之间对称设置的所述第一扇形领结型天线贴片111和第二扇形领结型天线贴片121的大小和/或相互之间对称设置的第一平面螺旋天线贴片112和第二平面螺旋天线贴片122的参数，对所述天线100的尺寸进行调整。

就调整所述第一扇形领结型天线贴片111和第二扇形领结型天线贴片121的大小而言，可以通过调整所述第一扇形领结型天线贴片111和第二扇形领结型天线贴片121在平行于所述介质基板130的平面上的横截面所对应的圆心角的度数来调整所述天线100的尺寸；可以通过调整所述第一扇形领结型天线贴片111和第二扇形领结型天线贴片121在平行于所述介质基板130的平面上的横截面所对应的半径长度来调整所述天线100的尺寸；也可以结合上述的两种方法来调整所述第一扇形领结型天线贴片111和第二扇形领结型天线贴片121的大小，进而调整所述天线100的尺寸。

就调整所述第一平面螺旋天线贴片112和第二平面螺旋天线贴片122的参数而言，与调整所述第一扇形领结型天线贴片111和第二扇形领结型天线贴片121的大小的方法类似，可以单独地调整螺旋参数、螺旋半径或螺旋天线的模式；也可以综合调整调整螺旋参数、螺旋半径或螺旋天线的模式的方法对所述第一平面螺旋天线贴片112和第二平面螺旋天线贴片122的参数进行调整，进而调整所述天线100的尺寸。

请参照图3，为本实用新型较佳的实施例提供的如图1所示的天线100的一种仿真回波损耗曲线图，其中，横坐标代表频率变量，单位为GHz，纵坐标代表幅度变量，单位为dB。在本实施例中，所述天线100的工作频率可以是2.53～6.00GHz，回波损耗参照在通带内小于-10dB。在2.8～6GHz范围内回波损耗小于-15dB。

请结合参照图4和图5，分别为本实用新型较佳的实施例提供的如图1所示的天线100的一种仿真3D方向图及仿真辐射方向图。由图可知，本实用新型提供的天线100可以改善现有技术中领结型天线的天线方向图中心凹陷的现象，拥有较高的天线增益，保证良好的天线通信性能。

可以理解的是，图3、图4及图5表现出的天线100的工作参数仅为本实用新型提供的天线100的一种状态和配置，所述天线100还可包括比图3、图4及图5表现出的天线100的工作参数所对应的状态更多的状态和配置。

本实用新型较佳的实施例还提供一种通信设备。所述通信设备应用于UWB无线通信技术。所述通信设备包括上述的天线100。所述通信设备通过所述天线100实现与其他的通信设备进行质量良好的通信，并可以实现对所述通信设备的定位功能，保证用户体验。

综上所述，本实用新型提供的天线及通信设备。所述天线及通信设备通过以重合的圆心对称设置在所述介质基板上的远离所述圆心的一侧分别与所述第一平面螺旋天线贴片的起始端和所述第二平面螺旋天线贴片的起始端连接的第一扇形领结型天线贴片和第二扇形领结型天线贴片，以及与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片连接的同轴馈线，使得所述天线同时具备领结型天线和平面螺旋天线的优点，能够在保证良好的带宽的同时，减小天线的尺寸，提高天线的增益，保证良好的天线通信性能，可同时进行质量良好的定位和通信，保证用户体验。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。