一种高性能LTE天线及安装有该天线的POS机的制作方法

本实用新型涉及通讯天线技术领域，尤其涉及一种高性能lte天线及安装有该天线的pos机。

背景技术：

pos(pointofsales)全称为销售点情报管理系统，是一种配有条码或ocr码技术终端阅读器，有现金或易货额度出纳功能。

随着无线通讯网络技术的发展，pos机上也开始应用lte技术，且现如今，pos机也朝着手机的id设计方向发展，机器做得越来越薄，留给天线的空间也越来越小，导致天线的调试面积受限，性能也会大打折扣，而天线不得不设计成顶针+fpcb(flexibleprintedcircuitboard，柔性印刷线路板)的形式，但又由于pos机内部的工作部件太多，如扫描头，磁头，rfid模组等，机器内部有太多的信号串扰，如主板上的晶振，会产生低频脉冲信号(如26mhz晶振)，在多次倍频后会对天线所在的工作频段形成强干扰信号，导致lte天线的接收灵敏度很差；其中，接收灵敏度指天线在当前位置处能接收到的最小且有效(有误码率biterrorratio要求，如gsm网络的误码率不能大于2.44％，超过后会导致信号失真或通话掉线)的信号强度值。

而用常规的fpcb+同轴线形式的天线，将天线放置在pos机的纸仓位置，对灵敏度有所提升，但天线面积需求很大，约需要850mm²，且成本也随之上升；此外，天线大多为偶极子形式，焊点位置基本上都只能设置在纸仓最前端中央，这就需要机器id设计初期就必须预留好天线焊点的位置，后壳与纸仓壳体之间距离要隔开约2mm以上，以避免天线设计时由于焊点高度(约2mm)过高而不能装配在纸仓上，这也就导致机器id设计不能做到更薄，或者因为机器id限制而无法将天线调试在纸仓上。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种灵敏度较高且面积需求较小的高性能lte天线；本实用新型的另一个目的在于提供一种安装有上述天线的pos机，以纸仓侧面及前端作为天线区域，可以提升pos机的灵敏度，且焊点位置设计在纸仓侧面，不需要特别要求pos机为天线焊点预留空间而导致机器厚度加厚。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种高性能lte天线，其特征在于，包括基板、频段辐射单元、寄生辐射单元、同轴馈电线，其中：频段辐射单元设置有第一馈电点，寄生辐射单元上设置有第二馈电点，第一馈电点与第二馈电点通过同轴馈电线连接；频段辐射单元与寄生辐射单元之间形成有容性腔槽。

进一步的，频段辐射单元包括依次连接的第一辐射片、第二辐射片、以及第三辐射片，其中：第二辐射片搭接在第一辐射片与第三辐射片的上方，频段辐射单元在第二辐射片处隆起。

进一步的，第一辐射片远离第二辐射片的端部向下延伸形成辐射延伸端，辐射延伸端上布置有第一馈电点。

进一步的，寄生辐射单元包括第四辐射片以及第五辐射片，其中：第五辐射片上布置有第二馈电点；第五辐射片与第四辐射片左侧面连接，且第五辐射片与第四辐射片连接后形成用于容纳辐射延伸端的折形结构；第四辐射片侧面贴近第一辐射片下侧面；第五辐射片与辐射延伸端之间形成第一间隙，辐射延伸端与第四辐射片之间形成第二间隙，第四辐射片与第一辐射片之间形成第三间隙，第一间隙、第二间隙、第三间隙依次连通形成折形容性腔槽。

进一步的，频段辐射单元在第一频段产生基模的同时产生第二频段高次模，其中：第一频段部分为实现阻抗匹配以同轴馈电线编织层为参考地，第二频段部分为实现阻抗匹配通过与寄生单元耦合来优化；第一频段频带为824-960mhz，第二频段频带为1710-2690mhz。

进一步的，基板的介电常数为3.1，介质损耗为2.8x10^(-3)。

进一步的，基板的长度为60-65mm，宽度为25-30mm，厚度为0.03-0.06mm。

进一步的，频段辐射单元和/或寄生辐射单元为铜箔线路。

进一步的，频段辐射单元和/或寄生辐射单元上敷设有黑色油墨。

本实用新型的一种高性能lte天线，具有以下有益效果：

1、本实用新型的高性能lte天线，阻抗匹配性能好，频段频带较宽，信号抗干扰能力强，信号稳定性好、灵敏度高。

2、本实用新型的高性能lte天线，结构简单，易于大批量生产制造，且成品率较高。

本实用新型还提供了一种pos机，其特征在于，安装有上述任意一种的高性能lte天线。

本实用新型的pos机，具有以下有益效果：

1、本实用新型的pos机，以纸仓侧面及前端作为天线区域，可以提升pos机的灵敏度，且焊点位置设计在纸仓侧面，不需要特别要求pos机为天线焊点预留空间而导致机器厚度加厚。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它附图。

图1为本实用新型的高性能lte天线的整体结构示意图(一)；

图2为本实用新型的高性能lte天线的整体结构示意图(二)；

图3为本实用新型的高性能lte天线的回波损耗图；

图4为本实用新型的高性能lte天线的史密斯圆图；

图5为本实用新型的高性能lte天线的电压驻波比图；

图中：1-基板、2-频段辐射单元、21-第一辐射片、211-辐射延伸端、22-第二辐射片、23-第三辐射片、3-寄生辐射单元、31-第四辐射片、32-第五辐射片、4-同轴馈电线、5-容性腔槽、6-第一馈电点、7-第二馈电点；

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1、图2所示，本实用新型实施例的一种高性能lte天线，包括基板1、频段辐射单元2、寄生辐射单元3、同轴馈电线4，其中：频段辐射单元2设置有第一馈电点6，寄生辐射单元3上设置有第二馈电点7，第一馈电点6与第二馈电点7通过同轴馈电线4连接；频段辐射单元2与寄生辐射单元3之间形成有容性腔槽5。

具体的，频段辐射单元2包括依次连接的第一辐射片21、第二辐射片22、以及第三辐射片23，其中：第二辐射片22搭接在第一辐射片21与第三辐射片23的上方，从而频段辐射单元2在第二辐射片22处隆起。第一辐射片21远离第二辐射片22的端部向下延伸形成辐射延伸端211，辐射延伸端211上布置有第一馈电点6。寄生辐射单元3包括第四辐射片31以及第五辐射片32，其中：第五辐射片32上布置有第二馈电点7；第五辐射片32与第四辐射片31左侧面连接，且第五辐射片32与第四辐射片31连接后形成用于容纳辐射延伸端211的折形结构；第四辐射片31侧面贴近第一辐射片21下侧面；第五辐射片32与辐射延伸端211之间形成第一间隙，辐射延伸端211与第四辐射片31之间形成第二间隙，第四辐射片31与第一辐射片21之间形成第三间隙，第一间隙、第二间隙、第三间隙依次连通形成折形容性腔槽5。频段辐射单元2在第一频段产生基模的同时产生第二频段高次模，其中：第一频段部分为实现阻抗匹配以同轴馈电线4编织层为参考地，第二频段部分为实现阻抗匹配通过与寄生单元耦合来优化；第一频段频带为824-960mhz，第二频段频带为1710-2690mhz。

本实用新型的高性能lte天线，阻抗匹配性能好，频段频带较宽，信号抗干扰能力强，信号稳定性好、灵敏度高；并且，结构简单，易于大批量生产制造，成品率较高。

进一步的，基板1的介电常数为3.1，介质损耗为2.8×10^(-3)。

进一步的，基板1的长度为60-65mm，宽度为25-30mm，厚度为0.03-0.06mm；基板1为不规则基板，由图1可见，基板形状为高性能lte天线上端(即除去下端同轴馈电线所剩余的部分)的不规则外轮廓。

本实用新型的高性能lte天线的一种优选的实施方式，基板1的长度a为62.3mm，宽度b为28mm；同轴馈电线4的长度c为150mm；第二辐射片22的长度d为32.8mm；第四辐射片31的长度e为15.8mm，宽度f为12mm；容性腔槽5的宽度g为0.4mm。

具体的，同轴馈电线4长度为150mm，为第一频段(824-960mhz)的半波长长度，从同轴馈电线4芯线焊点处到频段辐射单元2末端处的长度约为第一频段(824-960mhz)的0.25倍波长，工作在基模模式。频段辐射单元2处在第一频段(824-960mhz)产生基模的同时，也会产生第二频段/高频段(1710-2690mhz)的高次模，谐振点在1500mhz、2200mhz、和2900mhz附近，低频部分因为有同轴馈电线4的编织层作为参考地，可以达到很好的阻抗匹配。但高频部分也需要有相应的参考地来达到接近50欧姆阻抗匹配，这就需要增加寄生辐射单元3来优化高频的阻抗匹配，寄生辐射单元3通过容性腔槽5与频段辐射单元2耦合,且通过调整容性腔槽5的缝隙宽度来达到优化高频段的阻抗匹配的效果。

进一步的，段辐射单元和/或寄生辐射单元3为铜箔线路。

进一步的，频段辐射单元2和/或寄生辐射单元3上敷设有黑色油墨。

本实用新型的高性能lte天线主要包含基材、背胶、铜箔、以及黑色油墨，为天线领域较常规材料，取材容易。本实用新型的高性能lte天线尤其适用于pos机，天线装置为不规则形状，焊点位置位于fpc边缘，方便贴合在pos机的纸仓侧面，而天线主体贴合于纸仓前端，以适配实际的装机环境。

本实用新型的高性能lte天线进行性能测试，如图3所示，为天线装置的回波损耗图，可见该天线在低频段824-960mhz和1710-2690mhz两个频段内基本都可达到-6db；如图4所示，为天线装置的史密斯圆图，如图5所示，为天线的电压驻波比图，可见天线阻抗匹配较好。

本实用新型实施例的一种pos机，安装有上述任一实施例的高性能lte天线。

具体的，pos机的纸仓侧面及前端部分作为高性能lte天线的天线区域，可以提升pos机的接收灵敏度，继而灵敏度有了很大的改善；且焊点位置位于纸仓侧面，不需要特别要求pos机为天线焊点预留空间而导致机器厚度加厚，继而机器id设计可以做到更薄。

本实用新型的高性能lte天线含两段工作频段，分别为824-960mhz、1710-2690mhz，可覆盖国内lte使用频段。此外，天线采用同轴线+fpcb形式，pos机灵敏度有了很大改善，另外天线位置位于pos机纸仓侧面，机器id设计可以做到更薄。

应当指出的是，本实用新型的辐射片的上、下、左、右为图1所示平面的上、下、左、右，只是为了描述的方便，而不应当理解为对本实用新型实质内容的限制。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。