一种双频段立体倒f天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及了一种天线结构，特别设及了一种双频段立体倒F天线。
【背景技术】
[0002] 天线是无线通信领域中最重要的部件之一，主要的功能是接收/发射电磁波。随 着社会的发展，科技的进步，天线作为通信系统中关键的器件，性能的优劣将直接影响到整 个系统性能的好坏。天线作为系统的前端，故对其结构、尺寸、布局方式和极化特性等提出 了更为严格的要求。我们可W发现，对于MIMO系统天线的小型化高指标已成为天线设计工 程师亟待解决的问题之一。
[0003] 目前，现有技术中设计的天线的尺寸都偏大，由于移动终端对设备的要求是体积 小、重量轻和耗电小，因此现有的较大尺寸的天线不适合应用于小型的移动终端或者多单 元的MIMO系统。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述【背景技术】提出的技术问题，本发明旨在提供一种双频段立体倒F天 线，通过把倒F天线折叠成=维立体结构，再敷设在长方体基板表面，实现了天线的小型 化、高增益W及良好的福射特性。 阳〇化]为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
[0006] 一种双频段立体倒F天线，该天线敷设在一个长方体基板的五个面上，运五个面 分别为长方体基板的顶面和四个侧面，将四个侧面按逆时针方向依次定义为第一~第四侧 面，天线包括一个L形天线段、一个反Z形天线段W及第一~第九矩形天线段，所述第一矩 形天线段敷设在第一侧面上，所述第二、第=、第四矩形天线段敷设在第二侧面上，第=矩 形天线段的两端分别与第二、第四矩形天线段相连，第二矩形天线段的宽度与第一矩形天 线段的宽度相等且第二矩形天线段与第一矩形天线段相连，所述第五、第六矩形天线段W 及反Z形天线段敷设在第=侧面上，第五矩形天线段与第四矩形天线段相连，第六矩形天 线段水平方向上的两端分别与第五矩形天线段和反Z形天线段，所述L形天线段敷设在第 四侧面上，L形天线段的宽度与反Z形天线段的宽度相等且L形天线段与反Z形天线段相 连，所述第屯、第八、第九矩形天线段分别沿长方体基板顶面上依次相邻的=条边敷设，且 第八矩形天线段的两端分别与第屯、第九矩形天线段相连，所述第六矩形天线段竖直方向 上的两端分别与第屯矩形天线段和天线的馈电端相连，所述第四矩形天线段作为天线的接 地端，第=、第五、第六、第屯、第八、第九矩形天线段的宽度相等。
[0007] 基于上述技术方案的优选方案，所述长方体基板的长、宽、高依次为10mm、10mm、 5mm。
[0008] 基于上述技术方案的优选方案，所述第一矩形天线段的宽度为4mm。
[0009] 基于上述技术方案的优选方案，所述第=矩形天线段的宽度为2mm。
[0010] 基于上述技术方案的优选方案，所述L形天线段的宽度为1mm。
[0011] 基于上述技术方案的优选方案，所述长方体基板的材质为FR4。
[0012] 采用上述技术方案带来的有益效果：
[0013] 本发明提出的天线结构是W倒F天线为基础的一种空间立体结构，该天线单元 的尺寸很小，只有IOmmXIOmmXSmm的体积，可W利用的通信频段为1. 88GHZ-1. 92GHz和 2. 25GHZ-2. 55GHz，运种结构在缩小天线平面面积的同时，也提高了天线的带宽和福射性 能。本发明提出的天线可W实现手持终端中MIMO天线的4单元系统，同时也为在手持移动 终端运种小设备中实现6单元和8单元的MIMO天线系统提供了可能。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明的立体结构示意图；
[0015] 图2是本发明的展开示意图；
[0016] 图3是本发明仿真得到的回波损耗参数曲线图；
[0017] 图4是本发明低频带中频率为1. 9GHz时的XOZ面（phi =Odeg)和yoz面（phi =90deg)方向图；
[00化]图5是本发明高频带中频率为2. 4GHz时的XOZ面（phi =Odeg)和yoz面（phi =90deg)方向图。
[0019] 标号说明：1~9:第一~第九矩形天线段；Ll :L形天线段；Zl :反Z形天线段。
【具体实施方式】
[0020] W下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0021] 一种双频段立体倒F天线，如图1所示，天线敷设在一个长方体基板的五个面上， 运五个面分别为长方体基板的顶面和四个侧面，将四个侧面按逆时针方向依次定义为第 一~第四侧面，天线包括一个L形天线段11、一个反Z形天线段Zl W及第一~第九矩形天 线段1~9,所述第一矩形天线段1敷设在第一侧面上，所述第二、第=、第四矩形天线段2、 3、 4敷设在第二侧面上，第=矩形天线段3的两端分别与第二、第四矩形天线段2、4相连， 第二矩形天线段2的宽度与第一矩形天线段1的宽度相等且第二矩形天线段2与第一矩形 天线段1相连，所述第五、第六矩形天线段5、6 W及反Z形天线段Zl敷设在第=侧面上，第 五矩形天线段5与第四矩形天线段4相连，第六矩形天线段6水平方向上的两端分别与第 五矩形天线段5和反Z形天线段Z1，所述L形天线段Ll敷设在第四侧面上，L形天线段Ll 的宽度与反Z形天线段Zl的宽度相等且L形天线段Ll与反Z形天线段Zl相连，所述第 屯、第八、第九矩形天线段7、8、9分别沿长方体基板顶面上依次相邻的=条边敷设，且第八 矩形天线段8的两端分别与第屯、第九矩形天线段7、9相连，所述第六矩形天线段6竖直方 向上的两端分别与第屯矩形天线段7和天线的馈电端相连，所述第四矩形天线段4作为天 线的接地端，第=、第五、第六、第屯、第八、第九矩形天线段3、5、6、7、8、9的宽度相等。
[0022] 在本实施例中，本发明天线各部分的尺寸如表1所示（单位:mm)。 柳2引表1
[0024]
[0026] 由表I可知，本发明的天线结构尺寸为IOmm(M)XIOmm㈱X5mm做，实现了天线 的小型化，不适合应用于小型的移动终端或者多单元的MIMO系统。
[0027] 如图2所示，本发明中的第一、第二、第=、第四、第五、第六矩形天线段构成天线 的左枝节，第六、第屯、第八、第九矩形天线段构成天线的中间枝节，第六矩形天线段、L形天 线段W及反Z形天线段构成天线的右枝节，其中通过优化左枝节的尺寸来调节天线的低频 特性，并通过优化第一天线段的宽度来实现低频特性的微调，通过优化中间枝节和右枝节 的尺寸来调节天线的高频特性。
[0028] 如图3所示本发明仿真得到的回波损耗参数曲线图，从图中可W看出，频带范围 1. 88GHZ-1. 92GHz和2. 25GHZ-2. 55GHz内，S参数都在-10地W下。在该宽带内，天线具有 良好的阻抗匹配和福射特性。
[0029] 如图4所述本发明低频带中频率为1. 9GHz时的XOZ面（phi = Odeg)和yoz面 (phi = 90deg)方向图，由图可见，无论XOZ面还是yoz面，最大福射方向主要集中在Odeg 和ISOdeg两个方向上。
[0030] 如图5所示本发明高频带中频率为2. 4GHz时的XOZ面（phi =Odeg)和yoz面 (phi = 90deg)方向图，由图可见，XOZ面和yoz面的最大福射方向主要集中在-60deg到 60deg之间，且主瓣和旁瓣大小区分明显。
[0031] W上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能W此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种双频段立体倒F天线，其特征在于：所述天线敷设在一个长方体基板的五个面 上，这五个面分别为长方体基板的顶面和四个侧面，将四个侧面按逆时针方向依次定义为 第一~第四侧面，天线包括一个L形天线段（L1)、一个反Z形天线段（Z1)以及第一~第九 矩形天线段（1~9)，所述第一矩形天线段（1)敷设在第一侧面上，所述第二、第三、第四矩 形天线段（2、3、4)敷设在第二侧面上，第三矩形天线段（3)的两端分别与第二、第四矩形天 线段（2、4)相连，第二矩形天线段（2)的宽度与第一矩形天线段（1)的宽度相等且第二矩 形天线段（2)与第一矩形天线段（1)相连，所述第五、第六矩形天线段（5、6)以及反Z形天 线段（Z1)敷设在第三侧面上，第五矩形天线段（5)与第四矩形天线段（4)相连，第六矩形 天线段（6)水平方向上的两端分别与第五矩形天线段（5)和反Z形天线段（Z1)，所述L形 天线段（L1)敷设在第四侧面上，L形天线段（L1)的宽度与反Z形天线段（Z1)的宽度相等 且L形天线段（L1)与反Z形天线段（Z1)相连，所述第七、第八、第九矩形天线段（7、8、9) 分别沿长方体基板顶面上依次相邻的三条边敷设，且第八矩形天线段（8)的两端分别与第 七、第九矩形天线段（7、9)相连，所述第六矩形天线段（6)竖直方向上的两端分别与第七矩 形天线段（7)和天线的馈电端相连，所述第四矩形天线段（4)作为天线的接地端，第三、第 五、第六、第七、第八、第九矩形天线段（3、5、6、7、8、9)的宽度相等。2. 根据权利要求1所述一种双频段立体倒F天线，其特征在于：所述长方体基板的长、 宽、高依次为10mm、10mm、5mm。3. 根据权利要求2所述一种双频段立体倒F天线，其特征在于：所述第一矩形天线段 的宽度为4mm。4. 根据权利要求3所述一种双频段立体倒F天线，其特征在于：所述第三矩形天线段 的宽度为2mm〇5. 根据权利要求4所述一种双频段立体倒F天线，其特征在于：所述L形天线段的宽 度为lmm〇6. 根据权利要求1所述一种双频段立体倒F天线，其特征在于：所述长方体基板的材 质为FR4。
【专利摘要】本发明公开了一种双频段立体倒F天线，所述天线敷设在一个长方体基板的五个面上，这五个面分别为长方体基板的顶面和四个侧面，将四个侧面按逆时针方向依次定义为第一～第四侧面，天线包括一个L形天线段、一个反Z形天线段以及第一～第九矩形天线段。本发明通过把倒F天线折叠成三维立体结构，再敷设在长方体基板表面，实现了天线的小型化、高增益以及良好的辐射特性。
【IPC分类】H01Q5/20, H01Q5/307, H01Q1/38
【公开号】CN105406187
【申请号】CN201510946044
【发明人】杨凌升, 房建平, 程珞, 史敏燕, 邵露露
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月16日