缝隙天线及其工作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种缝隙天线，特别是涉及一种位于无线通讯设备的金属外壳上的平面缝隙天线。
【背景技术】
[0002]手机、平板电脑、笔记本电脑等无线通讯设备都包含有用于进行无线通信的天线，普通消费者所用的大多数无线通讯设备都采用内置天线，例如平面倒F天线(FIPA，PlanarInverted-F Antenna)、单极天线等。为了确保正常通信，这些无线通讯设备不能采用全金属外壳，至少在天线区域要采用诸如塑料、碳纤维等非金属材料。
[0003]为了使无线通讯设备采用全金属外壳，目前已有在无线通讯设备的金属外壳上采用缝隙天线(slot antenna)以取代内置天线的技术。缝隙天线是指在导体面上开缝形成的天线，也称为开槽天线。例如申请公布号为CN101976765A、申请公布日为2011年2月16日的中国发明专利申请；申请公布号为CN102025022A、申请公布日为2011年4月20日的中国发明专利申请；申请公布号为CN102624947A、申请公布日为2012年8月1日的中国发明专利申请；申请公布号为CN103531911A、申请公布日为2014年1月22日的中国发明专利申请；等等。这些缝隙天线或者要求缝隙长度为电磁波的二分之一波长，或者采用非均匀宽度的缝隙以减少缝隙长度。
[0004]如今的无线通讯标准往往包含多个频段，例如无线局域网(wifi)标准就包含了
2.4GHz和5GHz双频段。如何满足双频段的无线通讯需求、同时尽量减少缝隙天线的长度以便应用于小体积的无线通讯设备，就成为一个值得研究的课题。
【发明内容】
[0005]本申请所要解决的技术问题是提供一种形成于金属平面的缝隙天线，仅以一个缝隙就可以覆盖两个频段，并且具有占用面积非常小的特点。为此，本申请还要提供所述缝隙天线的工作方法。
[0006]为解决上述技术问题，本申请缝隙天线是在一块金属平板上形成一个由中间段、左段一、左段二、右段一、右段二所组成的缝隙，且金属平板除缝隙以外的面积 > 缝隙的面积；在中间段的相对两侧分别设置馈电点和馈地点；所述中间段被馈电点或馈地点划分为中间段左和中间段右两部分；中间段的两端分别是左端点、右端点；左段一和左段二共同连接左端点；右段一和右段二共同连接右端点；
[0007]左段一的长度+左段二的长度+中间段左的长度=右段一的长度+右段二的长度+中间段右的长度=第一频段内任一频率点的四分之一波长；左段一与左段二与中间段左的总和、右段一与右段二与中间段右的总和分别构成了用于发射或接收第一频段的无线通讯信号的第一偶极子天线的馈线、地线或相反；
[0008]中间段左的长度+左段一的长度=左段二的长度=第二频段内任一频率点的四分之一波长；此时中间段左与左段一的总和、左段二分别构成了用于发射或接收第二频段的无线通讯信号的第二偶极子天线的馈线、地线或相反；或者，中间段右的长度+右段一的长度=右段二的长度=第二频段内任一频率点的四分之一波长；此时中间段右与右段一的总和、右段二分别构成了用于发射或接收第二频段的无线通讯信号的第二偶极子天线的馈线、地线或相反。
[0009]本申请缝隙天线的工作方法在任一时刻或者仅用于发射或接收第一频段的无线通讯信号、或者仅用于发射或接收第二频段的无线通讯信号、或者同时用于发射或接收第一和第二频段的无线通讯信号；
[0010]用于发射或接收第一频段的无线通讯信号时，采用第一偶极子天线；缝隙天线的左段一与左段二与中间段左的总和、右段一与右段二与中间段右的总和分别构成了的第一偶极子天线的馈线、地线或相反；
[0011]用于发射或接收第二频段的无线通讯信号时，采用第二偶极子天线；缝隙天线的中间段左与左段一的总和、左段二分别构成了第二偶极子天线的馈线、地线或相反；或者，中间段右与右段一的总和、右段二分别构成了第二偶极子天线的馈线、地线或相反。
[0012]与现有的缝隙天线相比，本申请具有如下优点:
[0013]其一，现有的缝隙天线为了覆盖双频段，需要采用两个缝隙。本申请则只采用单一缝隙、单一馈电点和单一馈地点实现了覆盖双频段。这不仅节省了缝隙天线的占用面积，而且降低了其制造成本。
[0014]其二，现有的缝隙天线大多将馈电点、馈地点设置在缝隙末端，以至于缝隙长度要满足二分之一波长要求。本申请则将馈电点、馈地点设置在缝隙的中间位置，使其两侧分别构成偶极子天线的馈线、地线从而只需要满足四分之一波长要求。该特点结合单个缝隙的频段复用，进一步节省了缝隙天线的占用面积.
【附图说明】
[0015]图1是本申请的缝隙天线的结构示意图；
[0016]图2是本申请的缝隙天线的一个实施例的结构示意图。
[0017]图中附图标记说明:
[0018]10为中间段；11为中间段左；12为中间段右；20为左端点；21为左段一 ；22为左段二 ；30为右端点；31为右段一 ；32为右段二 ；F为馈电点；G为馈地点。
【具体实施方式】
[0019]请参阅图1，本申请的缝隙天线是在一块金属平板上形成一个由中间段10、左段一21、左段二 22、右段一 31、右段二 32所组成的缝隙，并且金属平板除缝隙以外的面积>缝隙的面积。在该缝隙的中间段10的长边相对两侧分别设置馈电点F和馈地点G。所述中间段10、左段一 21、左段二 22、右段一 31、右段二 32可以是为相同宽度的矩形条，也可以是不同宽度、或宽度不定的矩形条、或任意形状的长条。中间段10被馈电点F(或馈地点G)划分为两部分，分别是中间段左11和中间段右12。中间段10的两端分别是左端点20、右端点30。左段一 21和左段二 22共同连接左端点20。右段一 31和右段二 32共同连接右端点30。
[0020]为了使本申请的缝隙天线能够应用于第一频段，使左段一 21与左段二 22与中间段左11的长度总和为第一频段内某个频率点fl(优选为第一频段的中心频点)的四分之一波长，使右段一 31与右段二 32与中间段右12的长度总和也为第一频段内的频率点fl的四分之一波长。此时，左段一 21与左段二 22与中间段左11的总和、右段一 31与右段二32与中间段右12的总和分别构成了第一偶极子天线的馈线、地线(或相反)，从而用到缝隙天线的全部以发射或接收第一频段的无线通讯信号。当第一频段为2.4GHz时，其中心频点的四分之一波长为60mm。
[0021]上段内容可以表示为公式一:左段一 21的长度+左段二 22的长度+中间段左11的长度=右段一 31的长度+右段二 32的长度+中间段右12的长度=第一频段内某个频率点fl (优选为第一频段的中心频点)的四分之一波长。通常，当中间段左11的长度<十分之一的第一频段内所述频率点fl的四分之一波长，其长度可以忽略不计。当中间段右12的长度<十分之一的第一频段内所述频率点fl的四分之一波长，其长度可以忽略不计。
[0022]为了使本申请的缝隙天线能够应用于第二频段，使中间段左11与左段一 21长度总和为第二频段内某个频率点f2(优选为