4G外置天线结构的制作方法

本实用新型涉及通讯领域，尤其涉及一种4G外置天线结构。

背景技术：

4G通讯技术具有网速快、通话质量好等跨越式的优点，可使物联网成为现实，因此目前采用4G技术的设备越来越多。而天线在整个通讯中起到了非常重要的作用，天线性能的好坏无疑决定了产品的外观及通讯速度。

目前国际主流4G频段为820-960MHz、1700-2700MHz，覆盖的频段范围非常宽，若要满足全频段良好的性能，对天线的小型化设计提出了非常大的挑战，目前流通的4G天线，普遍存在尺寸大，覆盖频段窄的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种4G外置天线结构，尺寸小，可覆盖整个4G频段，性能好，且外观美观。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种4G外置天线结构，包括PCB板、第一天线辐射体、第二天线辐射体、第三天线辐射体和第四天线辐射体，所述第一天线辐射体包括第一分支和第二分支，所述第三天线辐射体包括第三分支和第四分支；

所述第一天线辐射体的第一分支沿PCB板的长度方向呈凸字型设置在所述PCB板的第一面的一端，所述凸字型的凸出部分内设有第一槽位，所述第一天线辐射体的第二分支沿PCB板的长度方向设置在所述第一槽位内；

所述第二天线辐射体沿PCB板的长度方向呈π型设置在所述PCB板的第一面的另一端，且π的开口向外设置；

所述第三天线辐射体的第三分支呈口字型设置在所述PCB板的第二面的一端，所述第三天线辐射体的第四分支沿PCB板的长度方向设置在所述口字型内，且与所述第三分支的一边连接；

所述第四天线辐射体沿PCB板的宽度方向呈E型设置在所述PCB板的第二面的另一端。

进一步地，所述第一天线辐射体和第三天线辐射体相对设置，且对应设有至少一个的金属孔。

进一步地，还包括馈电点，所述馈电点设置在所述PCB板的第一面。

进一步地，所述凸字型的底部设有第二槽位，所述馈电点设置在所述第二槽位内。

进一步地，还包括连接器，所述连接器与所述馈电点连接。

进一步地，所述连接器为射频连接器。

进一步地，还包括外壳，所述外壳包覆所述PCB板和连接器，并对应设置有连接器出口。

进一步地，所述外壳包括上盖和下盖，所述上盖和下盖设有倒扣结构。

进一步地，所述外壳采用塑胶材料。

进一步地，所述PCB板的长度为50.5-52.5mm，宽度为7.3-8.3mm，厚度为0.4-0.8mm。

本实用新型的有益效果在于：通过在PCB板的两面上进行走线，可大大减小尺寸，实现小型化设计；通过在PCB板上形成特殊的走线方式，可覆盖整个4G频段，且性能良好，实现宽频带设计。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例一的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例一的天线的回波损耗示意图；

图4(a)为频率为890MHz时H平面的天线方向示意图；

图4(b)为频率为890MHz时E1平面的天线方向示意图；

图4(c)为频率为890MHz时E2平面的天线方向示意图；

图5(a)为频率为1710MHz时H平面的天线方向示意图；

图5(b)为频率为1710MHz时E1平面的天线方向示意图；

图5(c)为频率为1710MHz时E2平面的天线方向示意图；

图6(a)为频率为2300MHz时H平面的天线方向示意图；

图6(b)为频率为2300MHz时E1平面的天线方向示意图；

图6(c)为频率为2300MHz时E2平面的天线方向示意图；

图7(a)为频率为2700MHz时H平面的天线方向示意图；

图7(b)为频率为2700MHz时E1平面的天线方向示意图；

图7(c)为频率为2700MHz时E2平面的天线方向示意图。

标号说明：

1、PCB板；2、第一天线辐射体；3、第二天线辐射体；4、第三天线辐射体；5、第四天线辐射体；6、金属孔；7、馈电点；8、连接器；9、外壳；

11、第一面；12、第二面；

21、第一分支；22、第二分支；23、第一槽位；24、第二槽位；

41、第三分支；42、第四分支；

91、上盖；92、下盖。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本实用新型最关键的构思在于：在PCB板的两面上进行走线且形成特殊的走线方式，实现小型化宽频带设计。

请参阅图1，一种4G外置天线结构，包括PCB板、第一天线辐射体、第二天线辐射体、第三天线辐射体和第四天线辐射体，所述第一天线辐射体包括第一分支和第二分支，所述第三天线辐射体包括第三分支和第四分支；

所述第一天线辐射体的第一分支沿PCB板的长度方向呈凸字型设置在所述PCB板的第一面的一端，所述凸字型的凸出部分内设有第一槽位，所述第一天线辐射体的第二分支沿PCB板的长度方向设置在所述第一槽位内；

所述第二天线辐射体沿PCB板的长度方向呈π型设置在所述PCB板的第一面的另一端，且π的开口向外设置；

所述第三天线辐射体的第三分支呈口字型设置在所述PCB板的第二面的一端，所述第三天线辐射体的第四分支沿PCB板的长度方向设置在所述口字型内，且与所述第三分支的一边连接；

所述第四天线辐射体沿PCB板的宽度方向呈E型设置在所述PCB板的第二面的另一端。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：可大大减小尺寸，实现小型化设计；同时，可覆盖整个4G频段，且性能良好，实现宽频带设计。

进一步地，所述第一天线辐射体和第三天线辐射体相对设置，且对应设有至少一个的金属孔。

由上述描述可知，通过设置金属孔，可导通两面的天线，且相对于单面PCB板，可解决布线交错的难点。

进一步地，还包括馈电点，所述馈电点设置在所述PCB板的第一面。

进一步地，所述凸字型的底部设有第二槽位，所述馈电点设置在所述第二槽位内。

进一步地，还包括连接器，所述连接器与所述馈电点连接。

进一步地，所述连接器为射频连接器。

由上述描述可知，采用通用射频连接器可以适配目前大部分产品的预留接口，使其具有通用性。

进一步地，还包括外壳，所述外壳包覆所述PCB板和连接器，并对应设置有连接器出口。

进一步地，所述外壳包括上盖和下盖，所述上盖和下盖设有倒扣结构。

进一步地，所述外壳采用塑胶材料。

由上述描述可知，外壳的上下盖通过倒扣结构连接，结构简单稳定，且便于生产；外壳采用塑胶材料，可避免天线与外部设备的内部电路短路。

进一步地，所述PCB板的长度为50.5-52.5mm，宽度为7.3-8.3mm，厚度为0.4-0.8mm。

由上述描述可知，可实现整体结构的小型化设计。

实施例一

请参照图1，本实用新型的实施例一为：一种4G外置天线结构，可应用于充电桩、智能电表、智能水表等，包括PCB板1、第一天线辐射体2、第二天线辐射体3、第三天线辐射体4和第四天线辐射体5，所述第一天线辐射体2包括第一分支21和第二分支22，所述第三天线辐射体4包括第三分支41和第四分支42；所述第一天线辐射体2和第二天线辐射体3设置在所述PCB板1的第一面11，所述第三天线辐射体4和第四天线辐射体5设置在所述PCB板1的第二面12。

进一步地，所述第一天线辐射体2的第一分支21沿PCB板1的长度方向呈凸字型设置在所述PCB板1的第一面11的一端，所述凸字型的凸出部分内设有第一槽位23，所述第一天线辐射体2的第二分支22沿PCB板1的长度方向设置在所述第一槽位23内，所述第二分支22不与第一分支21连接；

所述第二天线辐射体3沿PCB板1的长度方向呈π型设置在所述PCB板1的第一面11的另一端，且π的开口向外设置；

所述第三天线辐射体4的第三分支41呈口字型设置在所述PCB板1的第二面12的一端，所述第三天线辐射体4的第四分支42沿PCB板1的长度方向设置在所述口字型内，且与所述第三分支41的一边连接；

所述第四天线辐射体5沿PCB板1的宽度方向呈E型设置在所述PCB板1的第二面12的另一端。

所述第一天线辐射体2和第三天线辐射体4相对设置，且对应设有至少一个的金属孔6。图1为设置8个金属孔6的情况。优选地，所述金属孔6为铜孔。

还包括馈电点7，所述馈电点7设置在所述PCB板1的第一面11。进一步地，所述凸字型的底部设有第二槽位24，所述馈电点7设置在所述第二槽位24内。

请参照图2，还包括连接器8，所述连接器8与所述馈电点7连接，所述连接器8的接口连接外部设备，例如充电桩、智能电水表等，所述天线可作为外部设备的外置天线；优选地，所述连接器8为射频连接器。采用通用射频连接器可以适配目前大部分产品的预留接口，使其具有通用性。

还包括外壳9，所述外壳9包覆所述PCB板1和连接器8，并对应设置有连 接器8出口。所述外壳9包括上盖91和下盖92，所述上盖91和下盖92设有倒扣结构。优选地，所述外壳9采用塑胶材料。外壳9的结构简单稳定，且便于生产；采用塑胶材料，可避免天线与外部设备的内部电路短路。

本实施例的外置天线，可用于电气设备的外置天线，增加电气设备的信号接收功能，或增强其信号接收能力，使用时，通过连接器的预留接口直接插入设于电气设备的相应接口即可。

所述PCB板1的长度为50.5-52.5mm，优选51.5mm；宽度为7.3-8.3mm，优选7.8mm；厚度为0.4-0.8mm，优选0.6mm。

图3为该天线结构的回波损耗图，表1为该天线结构的辐射效率，图4(a)、图4(b)和图4(c)为890MHz时的方向图，图5(a)、图5(b)和图5(c)为1710MHz时的方向图，图6(a)、图6(b)和图6(c)为2300MHz时的方向图，图7(a)、图7(b)和图7(c)为2700MHz时的方向图；可以看出，该天线结构在820-960MHz频段和1700-2700MHz频段的S11均小于-7dB，性能良好且效率良好，具有良好的辐射特性和全向特性。

表1

综上所述，本实用新型提供的一种4G外置天线结构，通过在PCB板的两面上进行走线，可大大减小尺寸，实现小型化设计；通过在PCB板上形成特殊的走线方式，可覆盖整个4G频段，且性能良好，实现宽频带设计；采用通用射频连接器可以适配目前大部分产品的预留接口，使其具有通用性；外壳的上下盖通过倒扣结构连接，结构简单稳定，且便于生产；外壳采用塑胶材料，可避免天线与外部设备的内部电路短路。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。