一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线的制作方法

文档序号:10728247
一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线,其由介质板(1)、四个辐射元(2、3、5、6)、四条馈线(2A、3A、5A、6A)、电感(4、7)构成。其中,辐射元(2、3)与馈线(2A、3A)采用覆铜工艺制作在介质板(1)的上面板(11);辐射元(5、6)与馈线(5A、6A)采用覆铜工艺制作在介质板(1)的下面板(12),且辐射元与馈线的覆铜厚度为0.018~0.035mm。本发明天线采用在同一介质板上设计两个不同工作频率的环形单元,并在其中一环形单元上加载电感,有效地增加了辐射元之间的隔离度,且抑制了天线的互耦合。
【专利说明】
-种具有輔合抑制窄带的环形贴片天线
技术领域
[0001] 本发明设及一种贴片天线,更特别地说,是指一种具有禪合抑制窄带的环形贴片 天线。
【背景技术】
[0002] 随着手机、移动电脑等设备的发展,运些设备中也需要集成更多的天线。天线的尺 寸越来越小,同时天线之间的距离也变得越来越近。因此,天线近场禪合变成一个限制天线 系统系能的非常重要的因素。从频带上看,天线禪合可W分成带外禪合和带内禪合,其中带 外禪合的研究很少。近年来,无线模型整合到手提设备的趋势增长很快,天线系统间的互禪 合问题重新获得关注。在有限地平面中,多元化和多输入输出系统内工作的天线间的带内 禪合情形已被广泛的研究。另外,在各行各业的天线设计中可W发现,当天线的工作频率并 不重叠时,天线间同样会有很强的带外互禪。

【发明内容】

[0003] 为了抑制有限介质板上的窄带天线间的带外禪合,本发明设计了一种具有禪合抑 制窄带的环形贴片天线。该天线的两个环形单元为带外禪合。该环形贴片天线由介质板 (1)、四个福射元(2、3、5、6)、四条馈线(24、34、54、64)、4电感(4)和8电感(7)构成;其中,福 射元(2、3)与馈线(2A、3A)采用覆铜工艺制作在介质板(1)的上面板(11);福射元(5、6)与馈 线巧A、6A)采用覆铜工艺制作在介质板(1)的下面板(12),且所述福射元(2、3、5、6)、所述馈 线(24、34、54、64)的覆铜厚度为0.018~0.035111111;
[0004] AA福射元(2)与AB福射元(5)形成小环形单元;
[0005] BA福射元(3)与BB福射元(6)形成大环形单元;
[0006] AA福射元(2)由第一枝节(21)、第二枝节(22)和第S枝节(23)构成,第S枝节(23) 与AA馈线(2A)结合,所述第一枝节(21)的末端设有电信号导通点;
[0007] AB福射元(5)由第五枝节巧1)、第六枝节巧2)和第屯枝节巧3)构成,第屯枝节(53) 与BA馈线(5A)结合,所述第五枝节(51)的末端设有电信号导通点;
[000引BA福射元3由第九枝节(31)、第十枝节(32)和第十一枝节(33)构成,第十一枝节 (33)与AB馈线(3A)结合,所述第九枝节(31)的末端设有电信号导通点;第十枝节(32)上设 有A间隙(321),该A间隙(321)处连接有A电感(4);
[0009] BB福射元(6)由第十S枝节(61)、第十四枝节(62)和第十五枝节(63)构成,第十五 枝节(63)与BB馈线(6A)结合,所述第十S枝节(61)的末端设有电信号导通点;第十S枝节 (61)上设有B间隙(621),该B间隙(621)处连接有B电感(7)。
[0010] 本发明环形贴片天线的优点在于:
[0011] ①本发明采用在同一介质板上设计两个不同工作频率的环形单元,并在其中一环 形单元上加载电感,有效地增加了福射元之间的隔离度,且抑制了天线的互禪合。
[0012] ②本发明设计的环形贴片天线制作简单,可通过调整天线尺寸来改变天线的工作 频率,应用更广泛。
[0013] ③本发明采用在大环形单元上加载电感,能够解决天线紧密布局时的近场禪合问 题。其S12值较传统天线在工作频率260MHz时降低了18地。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明设计的具有禪合抑制窄带的环形贴片天线的结构图。
[0015] 图IA是本发明设计的具有禪合抑制窄带的环形贴片天线的另一视角结构图。
[0016] 图2是未装配介质板的环形贴片天线的正视图。
[0017] 图2A是未装配介质板的环形贴片天线的另一视角结构图。
[0018] 图3A是采用覆铜工艺制作在介质板的上面板的福射元与馈线的尺寸定义图。
[0019] 图3B是采用覆铜工艺制作在介质板的下面板的福射元与馈线的尺寸定义图。
[0020] 图4A是实施例1的Sll参数图。
[0021] 图4B是实施例1的S12参数图。
[0022] 图4C是实施例1的S22参数图。
[0023] 图5A是实施例1的E面方向图。
[0024] 图5B是实施例1的H面方向图。
[0025] 图6是实施例1的加载不同电感值的S12参数图。 「nn^Al

【具体实施方式】
[0027] 下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0028] 参见图1、图1A、图2、图2A所示,本发明设计了一种具有禪合抑制窄带的环形贴片 天线,其由介质板UAA福射元2、AB福射元5、BA福射元3、BB福射元6、AA馈线2A、AB馈线5A、BA 馈线3A、BB馈线6A、A电感4和B电感7构成。其中,AA福射元2、AA馈线2A、BA福射元3和BA馈线 3A采用覆铜工艺制作在介质板1的上面板11;48福射元5、48馈线54、88福射元6和88馈线6八 采用覆铜工艺制作在介质板1的下面板12,且四个福射元(2、3、5、6)与四条馈线(2A、3A、5A、 6A)的覆铜厚度为0.018~0.035mm。
[0029] 在本发明中,A电感4和B电感7选用日本村田公司生产的LQW18AN_00系列的电感, 电感值为2.化H~12化H。
[0030] 参见图2所示,本发明设计的环形贴片天线的馈电方式采用己伦馈电。
[0031] 参见图1、图2所示,介质板I的长记为ai、介质板I的宽记为bi、介质板I的厚度一般 为0.5~1. SmniDAA福射元2与BA福射元3相距的距离记为曰2-3,AB福射元5与BB福射元6相距的 距罔记为曰5-6 ,且日2-3二日5-6。
[0032] AA福射元2
[0033] 参见图2A所示,AA福射元2采用覆铜工艺制作成一体。用虚线对AA福射元2进行枝 节划分。AA福射元袖第一枝节21、第二枝节22和第立枝节23构成,第立枝节23与AA馈线2A 结合,所述第一枝节21的末端设有电信号导通点。
[0034] 参见图3A所示,第一枝节21的长记为曰21、第一枝节21的宽记为b2i。
[0035] 参见图3A所示,第二枝节22的长记为曰22、第二枝节22的宽记为b22。
[0036] 参见图3A所示,第S枝节23的长记为曰23、第;枝节23的宽记为b23。
[0037] 参见图3A所示,AA馈线2A的长记为B24、AA馈线2A的宽记为b24。
[003引 AB福射元5
[0039] 参见图2A所示,AB福射元5采用覆铜工艺制作成一体。对AB福射元5的枝节划分可 W参考AA福射元2上的虚线。AB福射元5由第五枝节51、第六枝节52和第屯枝节53构成,第屯 枝节53与BA馈线5A结合,所述第五枝节51的末端设有电信号导通点。
[0040] 参见图3B所示,第五枝节51的长记为a日1、第五枝节51的宽记为bsi。
[0041 ] 参见图3B所示,第六枝节52的长记为as2、第六枝节52的宽记为bs2。
[00创参见图3B所示,第屯枝节53的长记为a日3、第屯枝节53的宽记为bs3。
[0043] 参见图3B所示,BA馈线5A的上底边与下底边之间的距离记为a日4、BA馈线5A的上底 边宽记为b日化、BA馈线5A的下底边宽记为b日4下。
[0044] 在本发明中,AA福射元2与AB福射元5组成小环形单元,如图2、图2A所示。
[0045] BA福射元3
[0046] 参见图2A所示,BA福射元3采用覆铜工艺制作。对BA福射元3的枝节划分可W参考 AA福射元2上的虚线。BA福射元3由第九枝节31、第十枝节32和第十一枝节33构成,第十一枝 节33与AB馈线3A结合,所述第九枝节31的末端设有电信号导通点。
[0047] 为了抑制天线间的互禪合问题,本发明还采用了对所述第十枝节32进行切割,使 得第十枝节32上存在有A间隙321,并在A间隙321处连接有A电感4。所述A间隙321处无覆铜 层。
[004引参见图3A所示,第九枝节31的长记为日31、第九枝节31的宽记为b3i。
[0049]参见图3A所示,第十枝节32的长记为曰32、第十枝节32的宽记为b32。第十枝节32上 的A间隙321的长记为化。
[(K)加]参见图3A所示,第十一枝节33的长记为曰33、第十一枝节33的宽记为b33。
[005。 参见图3A所示,AB馈线3A的长记为B34、AB馈线3A的宽记为b34。
[0化2] BB福射元6
[0053] 参见图2A所示,BB福射元6采用覆铜工艺制作。对BB福射元6的枝节划分可W参考 AA福射元2上的虚线。BB福射元6由第十S枝节61、第十四枝节62和第十五枝节63构成,第十 五枝节63与BB馈线6A结合,所述第十S枝节61的末端设有电信号导通点。
[0054] 为了抑制天线间的互禪合问题,本发明还采用了对所述第十=枝节61进行切割, 使得第十=枝节61上存在有B间隙621,并在B间隙621处连接有B电感7。所述B间隙621处无 覆铜层。
[00日日]参见图3B所示,第十兰枝节61的长记为361、第十兰枝节61的宽记为b6i。
[0056]参见图3B所示,第十四枝节62的长记为362、第十四枝节62的宽记为b62。第十四枝 节62上的B间隙621的长记为a下。
[(K)日7] 参见图3B所示,第十五枝节63的长记为363、第十五枝节63的宽记为b63。
[(K)日引参见图3B所示,BB馈线6A的上底边与下底边之间的距离记为as4、BB馈线6A的上底 边宽记为b6化、BB馈线6A的下底边宽记为b64下。
[0059] 在本发明中,BA嬌射元3与BB嬌射元6组成大环形单元,如图2、图2A所示。
[0060] 嬌射元与馈线的尺寸约束:
[0061] 在本发明中,考虑到天线实际应用场景,W波长A为50mm~5000mm作为天线约束尺 寸设计:
[0062] ai二(0.8~1.5)A、bi二(0.6~1.0)火;
[0063] 过2-3 二 a 日-6 二(0.03 ~0? 1)A;
[0064] a2i = b22 = a23 = a3i = b32 = a33 = a5i = b52 = a53 = a6i = b62 = a63 = (0.005~0.01)A;
[0065] b2i二b日I二(0.1075~0.1575)A
[0066] t)23二b日3二(0 ? 1 ~0 ? 15)A;
[0067] 过22二B32二a自2二B62二(0.03~0.06)火;
[006引 a24二过34二a自4二过64二(0.25~0.5)A;
[0069] t)24 二 b34 二 b 自化二 be 化二 0.0075A;
[0070] b3i二bei二(0 ? 2~0.3)火;
[0071 ] b33二b63二(0 ? 2~0.3)火;
[0072] a上二 a下二 0 ? 〇〇5火;
[0073] b自巧二b64:下二0.03A。
[0074] 实施例1
[0075] 嬌射元和馈线的覆铜厚度为0.035mm。设计的实施例1环形贴片天线的具体尺寸如 下:
[0076] ai 二 110cm、bi 二 120cm;
[0077 ] 过2-3 二 a 日-6 二 4cm;
[007引 321 二 t)22 二 323 二过31 二 b32 二 333 二 a自 1 二 b自2 二 a自3 二过61 二 b62 二 363 二 Icm;
[0079 ] t)2i 二 b自 1 二 24cm;
[0080] t)23 二 b自 3 二 22 ? 5cm;
[0081 ] 过22 二 B32 二 a自2 二 B62 二 6cm;
[0082] 过24 二 B34二 a自4 二 B64 二 50cm;
[0083] b24 = bs4=b日化=b64上=1.5cm;
[0084] b3i 二 bei 二 49cm;
[008日]b33 二 b63 二 47 ? 5cm;
[0086] a上二 a下二 icm;
[0087] b 自巧二 b64:下二 6cm O
[0088] 在本发明中,大环形单元的工作频率为260MHz,小环形单元的工作频率为135MHz, 由于工作频率不同,大环形单元与小环形单元为带外禪合。
[0089] 对实施例1采用S参数进行性能评价:图中虚线表示传统天线,实线表示本发明设 计的实施例1天线。
[0090] 参见图4A所示,Sll参数表示大环形单元(即BA福射元3与BB福射元6组成)的工作 性能,在电感加载前后其在工作频率135MHz处的性能基本不变。
[0091] 参见图4B所示,本发明使用S12评价电感加载前后大环形单元与小环形单元(即AA 福射元2与AB福射元5组成)之间的隔离度,如图4B所示,在工作频率260MHz处的禪合度传统 天线为一17地。而实施例1天线降低到一35地,下降了 18地。
[0092] 参见图4C所示,S22参数表示小环形单元的工作性能,在电感加载前后其在工作频 率260MHz处的性能基本不变。
[0093] 对实施例1采用方向图进行电感加载前后性能评价:图中虚线表示传统天线,实线 表示本发明设计的实施例1天线。从图5A、图5B的E、H面方向图中可W看出,工作频率为 135MHz时,天线福射性能不受影响。
[0094] 本发明实施例1天线在工作频率为260M化时的S12值随电感加载值的变化曲线如 图6所示,在电感值为88nH处禪合明显地被抑制了,且S12为最优。
【主权项】
1. 一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线,其特征在于:该环形贴片天线由介质板 (1)、四个辐射元(2、3、5、6)、四条馈线(24、34、54、6六)^电感(4)和8电感(7)构成;其中,辐 射元(2、3)与馈线(2A、3A)采用覆铜工艺制作在介质板(1)的上面板(11);辐射元(5、6)与馈 线(5A、6A)采用覆铜工艺制作在介质板(1)的下面板(12),且所述辐射元(2、3、5、6)、所述馈 线(24、34、54、64)的覆铜厚度为0.018~0.035臟; AA辐射元(2)与AB辐射元(5)形成小环形单元; BA辐射元(3)与BB辐射元(6)形成大环形单元; AA辐射元(2)由第一枝节(21)、第二枝节(22)和第三枝节(23)构成,第三枝节(23)与AA 馈线(2A)结合,所述第一枝节(21)的末端设有电信号导通点; AB辐射元(5)由第五枝节(51)、第六枝节(52)和第七枝节(53)构成,第七枝节(53)与BA 馈线(5A)结合,所述第五枝节(51)的末端设有电信号导通点; BA福射元3由第九枝节(31)、第十枝节(32)和第^ 枝节(33)构成,第^ 枝节(33)与 AB馈线(3A)结合,所述第九枝节(31)的末端设有电信号导通点;第十枝节(32)上设有A间隙 (321),该A间隙(321)处连接有A电感(4); BB福射元(6)由第十三枝节(61)、第十四枝节(62)和第十五枝节(63)构成,第十五枝节 (63)与BB馈线(6A)结合,所述第十三枝节(61)的末端设有电信号导通点;第十三枝节(61) 上设有B间隙(621),该B间隙(621)处连接有B电感(7)。2. 根据权利要求1所述的一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线,其特征在于:所述环 形贴片天线以波长λ为50mm~5000mm作为天线尺寸约束。3. 根据权利要求2所述的一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线,其特征在于所述环 形贴片天线的构形为: ai=(0.8 ~1.5)A、bi=(0.6 ~1·0)λ; a2-3 = a5-6= (0.03 ~0 · 1)λ; £121 - b22 - £123 - £131 - b32 - £133 - £151 -1)52 - £153 - £161 - h62 - £163 - (0 · 005/? · 01 )λ ; b2i = b5i=(0.1075 ~0· 1575)λ b23 = b53= (0· 1 ~0· 15)λ; ?22 - £132 - £152 - £162 - (0 · · 06) λ; £124 - £134 - £154 - £164 - ( 0.25(? · 5 )λ ; b24 = b34 = b54上=b64上=0 · 0075λ; b3i = b6i=(0.2~0.3)A; b33 = b63=(0.2~0.3)A; 已上=已下=0.005入; bs4下-b64下-0 · 03入 〇4. 根据权利要求2所述的一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线,其特征在于所述环 形贴片天线的构形为: ai = 110cm、bi= 120cm; £12-3 - £15-6 - 4cm; £121 - b22 - £123 - £131 - b32 - £133 - £151 -1)52 - £153 - £161 - b62 - £163 - 1CIT1; b2i = b5i = 24cm; b23 = b53 = 22.5cm; 3.22 一 B32 一 B52 一 B62 一 6CIT1 ; a24=a34 = a54=a64 = 50 cm ; b24=b34 = bs4上=b64上=1 · 5cm; b3i = b6i = 49cm; b33 - b63 - 47.5cm ; 3. K-&下-1cm; bs4下一b64下一6cm〇5. 根据权利要求1所述的一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线,其特征在于:大环形 单元的工作频率为260MHz,小环形单元的工作频率为135MHz,由于工作频率不同,大环形单 元与小环形单元为带外親合。6. 根据权利要求1所述的一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线,其特征在于:所述A 电感(4)和B电感(7)的电感值选取为2.2nH~120nH。7. 根据权利要求1所述的一种具有耦合抑制窄带的环形贴片天线,其特征在于:环形贴 片天线的馈电方式采用巴伦馈电。
【文档编号】H01Q1/36GK106099339SQ201610479331
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】吴琦, 苏巍, 苏东林
【申请人】北京航空航天大学
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