双频天线结构及天线系统的制作方法

1.本发明属于天线技术领域，更具体地说，是涉及一种双频天线结构及天线系统。


背景技术：

2.双频天线如双频wifi天线产生双频的原因是具有两个天线枝节，虽然两个天线枝节这种结构形式能够实现双频特性，但是会不可避免地增加天线的体积，在终端天线等天线尺寸受限的情况下，体积较大的天线不能适用于结构紧凑的设备的中，不利于天线的高度集成。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种双频天线结构，以解决现有技术中存在的双频天线体积较大的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种双频天线结构，包括质板、金属地、第一天线枝节和第二天线枝节，所述介质板具有正面和背面，所述金属地和所述第一天线枝节设于所述介质板的正面，且所述金属地和所述第一天线枝节之间具有馈电点，所述第二天线枝节设于所述介质板的背面，所述介质板具有电连接所述第一天线枝节和所述第二天线枝节的金属过孔，所述第一天线枝节和所述第二天线枝节于所述介质板的正面的投影具有重叠区域。
5.在一个实施例中，所述重叠区域的数量为三个，分别为第一重叠区域、第二重叠区域和第三重叠区域；所述第一天线枝节包括第一金属段和第二金属段，所述第二天线枝节包括第三金属段和第四金属段，所述第一金属段的第一端为所述馈电点，所述第一金属段的第二端和所述第三金属段的第一端之间具有所述第一重叠区域，所述第二金属段的第一端和所述第三金属段的第二段具有所述第二重叠区域，所述第二金属段的第二端和所述第四金属段的第一端具有所述第三重叠区域。
6.在一个实施例中，所述第一天线枝节及所述第二天线枝节的宽度均为0.5mm。
7.在一个实施例中，所述第三金属段呈l形，所述第三金属段与所述第一金属段重叠的一段的长度为4mm，所述第三金属段与所述第二金属段重叠的一段的长度为10mm。
8.在一个实施例中，所述第一重叠区域的长度为1mm，所述第二重叠区域的长度为3mm，所述第三重叠区域的长度为3mm。
9.在一个实施例中，所述第一金属段的长度为4mm，所述第二金属段的长度为10mm，所述第四金属段的长度为10mm。
10.在一个实施例中，所述双频天线结构的两个频点分别为2.4ghz和5.8ghz。
11.在一个实施例中，所述第二重叠区域为电流极小点。
12.在一个实施例中，所述金属过孔设于所述第一重叠区域。
13.本发明还提供一种天线系统，包括上述的双频天线结构。
14.本发明提供的双频天线结构及天线系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发
明双频天线结构包括介质板、金属地、第一天线枝节和第二天线枝节，金属地和所述第一天线枝节设于介质板的正面，且金属地和第一天线枝节之间具有馈电点，第二天线枝节设于介质板的背面。介质板上具有电连接第一天线枝节和第二天线枝节的金属过孔，通过金属过孔进行电感加载效应。
15.单个金属枝节的天线称为单极子天线，单极子天线具有四分之一波长谐振点频率和四分之三波长谐振点频率，例如在2.4ghz产生四分之一波长谐振时，会在7.2ghz产生四分之三波长谐振点频率，但当这两个频点与天线所需的两个频点不符时，如所需频点为2.4ghz和5.8ghz，现有技术会增加一个天线枝节满足另一个频点，本方案在第一金属枝节和第二金属枝节在介质板的正面的投影设置重叠区域，通过调节重叠区域的尺寸来调整介质板正反面的第一天线枝节和第二天线枝节的等效电容值，利用等效电容加载效果灵活调节谐振频点的位置，从而使另外一个频点也满足所需的频点值。无需增加天线枝节，保持天线的体积不变的条件下，还能调节天线的频点。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例提供的双频天线结构的正面结构示意图；图2为本发明实施例提供的双频天线结构的背面结构示意图；图3为本发明实施例提供的双频天线结构的透视图；图4为本发明实施例提供的双频天线结构电流分布图；图5为本发明实施例提供的双频天线结构及现有技术的单极子天线的s11仿真曲线。
18.其中，图中各附图标记：1-介质板；10-金属过孔；11-第一重叠区域；12-第二重叠区域；13-第三重叠区域；2-金属地；3-第一天线枝节；31-第一金属段；32-第二金属段；4-第二天线枝节；41-第三金属段；42-第四金属段；5-馈电点。
具体实施方式
19.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
21.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
23.现对本发明实施例提供的双频天线结构进行说明。
24.请参阅图1至图3，在双频天线结构的其中一个实施例中，双频天线结构包括介质板1、金属地2、第一天线枝节3和第二天线枝节4。介质板1具有正面和反面，金属地2和第一天线枝节3设于所述介质板1的正面，且金属地2和第一天线枝节3之间具有馈电点5，从该馈电点5向该双频天线结构馈电。第二天线设置设于介质板1的背面，介质板1具有电连接第一天线枝节3和第二天线枝节4的金属过孔10，通过金属过孔10进行电感加载效应。第一金属枝节和第二金属枝节在介质板1的正面的投影具有重叠区域，通过调节重叠区域的尺寸来调整介质板1正反面的第一天线枝节3和第二天线枝节4的等效电容值，利用等效电容加载效果灵活调节谐振频点的位置。
25.更具体地，单个金属枝节的天线称为单极子天线，单极子天线具有四分之一波长谐振点频率和四分之三波长谐振点频率，例如在2.4ghz产生四分之一波长谐振时，会在7.2ghz产生四分之三波长谐振点频率，但当这两个频点与天线所需的两个频点不符时，如所需频点为2.4ghz和5.8ghz，现有技术会增加一个天线枝节满足另一个频点，本方案在第一金属枝节和第二金属枝节在介质板1的正面的投影设置重叠区域，通过调节重叠区域的尺寸来调整介质板1正反面的第一天线枝节3和第二天线枝节4的等效电容值，利用等效电容加载效果灵活调节谐振频点的位置，从而使另外一个频点也满足所需的频点值。无需增加天线枝节，保持天线的体积不变的条件下，还能调节天线的频点。
26.可选地，介质板1的介电常数在2-8之间。
27.请参阅图3，在双频天线结构的其中一个实施例中，重叠区域的数量为三个，以满足频点调整的需求。重叠区域的数量也可为一个、两个、四个等，具体数量此处不作限定。重叠区域的数量为三个时，分别为第一重叠区域11、第二重叠区域12和第三重叠区域13。相应地，第一天线枝节3包括第一金属段31和第二金属段32，第二天线枝节4包括第三金属段41和第四金属段42。第一金属段31的第一端为馈电点5，第一金属段31的第二端和第三金属段41的第一端之间具有第一重叠区域11，第二金属段32的第一端和第三金属段41的第二段具有第二重叠区域12，第二金属段32的第二端和第四金属段42的第一端具有第三重叠区域13。这样，使得该双频天线结构具有三个重叠区域，以满足谐振需求。当重叠区域的长度以及位置改变时，两个谐振频点的大小也会相应改变。
28.更进一步地，请参阅图3，第三金属段41呈l形，使该双频天线结构为单极子天线。第三金属段41的其中一端与第一金属段31重叠，第三金属段41的另外一端与第二金属段32重叠。
29.请参阅图4，图4为上述实施例中的双频天线结构在5.8ghz馈电时的电流分布图。箭头方向即为电流的方向。由此可见，红圈处的电流反向相消，此处的电流最小，在此处设置重叠区域即电容加载效果十分明显，所以在图3中的该处设置了重叠区域，以增强调谐效果。
30.请参阅图1至图3，在双频天线结构的其中一个实施例中，第一天线枝节3和第二天
线枝节4的宽度均为0.5mm。第三金属段41呈l形时，第三金属段41与第一金属段31重叠的一段的长度为4mm，第三金属段41与第二金属段32重叠的一段的长度为10mm。第一重叠区域11的长度为1mm，第二重叠区域12的长度为3mm，第三重叠区域13的长度为3mm。第一金属段31的长度为4mm，第二金属段32的长度为10mm，第四金属段42的长度为10mm，使得该实施例中的双频天线结构的其中一个频点为2.4ghz时，另外一个频点通过上述重叠区域的设置，可调整至5.8ghz。这样，通过电容加载的作用，调节天线的频点，无需额外设置金属枝节，保证天线的体积不变即可实现所需的双频点。更具体地，双频天线结构的两个频点分别为2.4ghz和5.8ghz时，满足wifi频段。
31.当然，第一天线枝节3和第二天线枝节4也可以为其他宽度及长度，可以根据所需频点设置第一天线枝节3和第二天线枝节4的尺寸，其尺寸此处不作限定。
32.请参阅图3，在双频天线结构的其中一个实施例中，金属过孔10设于第一重叠区域11。第一重叠区域11、第二重叠区域12、第三重叠区域13距离馈电点5的距离越来越远，金属过孔10设于第一重叠区域11，可使第二重叠区域12和第三重叠区域13均形成电容负载。
33.请参阅图5，图5为图3中的双频天线结构及普通单极子天线的s11反射系数仿真曲线图。具体地，图3中介质板1的介电常数为6，具体尺寸如下：第一天线枝节3和第二天线枝节4的宽度均为0.5mm。第三金属段41呈l形，第三金属段41与第一金属段31重叠的一段的长度为4mm，第三金属段41与第二金属段32重叠的一段的长度为10mm。第一重叠区域11的长度为1mm，第二重叠区域12的长度为3mm，第三重叠区域13的长度为3mm。第一金属段31的长度为4mm，第二金属段32的长度为10mm，第四金属段42的长度为10mm。普通单极子天线设于介质板1的一侧，介质板1的介电常数也为6，普通单极子天线的竖直段和水平段的宽度均为0.5mm，竖直段的长度为7mm，水平段的长度为24mm。图5中，横坐标为谐振频率，纵坐标为s11反射系数，虚线为本实施例中的s11仿真曲线，实现为普通单极子天线的s11仿真曲线。由图5中本实施例的s11仿真曲线可知，本实施例的双频天线结构具有图中的1和2两个频点，分别为2.6ghz和5.8ghz，满足双频wifi频点需求。由图5中，普通单极子天线s11曲线可知，该天线具有3和4两个频点，分别为2.5ghz和7.6ghz，即四分之一波长模式谐振点频率和四分之三波长模式谐振点频率。
34.本发明还提供一种天线系统，天线系统包括上述任一实施例中的双频天线结构。
35.上述实施例的天线系统，采用了上述任一实施例中的双频天线结构，双频天线结构在第一金属枝节和第二金属枝节在介质板1的正面的投影设置重叠区域，通过调节重叠区域的尺寸来调整介质板1正反面的第一天线枝节3和第二天线枝节4的等效电容值，利用等效电容加载效果灵活调节谐振频点的位置，从而使另外一个频点也满足所需的频点值。无需增加天线枝节，保持天线的体积不变的条件下，还能调节天线的频点。
36.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。