天線及終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種天線及終端，該天線包括：天線輻射貼片、介質(zhì)基板和天線地，其中，介質(zhì)基板位于天線輻射貼片與天線地之間，在天線地上附著有一個用于進行濾波的裂口諧振環(huán)SRR，通過本發(fā)明，解決了相關技術中，終端的天線存在占據(jù)空間大，成本高的問題，進而達到了不僅減小天線的面積，而且節(jié)省成本的效果。
【專利說明】天線及終端

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領域，具體而言，涉及一種天線及終端。

【背景技術】
[0002]隨著無線通信技術的不斷發(fā)展、通信業(yè)務的增加，對無線通信設備，尤其是無線通信終端設備有了更高的要求。天線作為任何無線通信系統(tǒng)前端收發(fā)信號的部件，對通信質(zhì)量起著至關重要的作用，也往往是制約無線通信系統(tǒng)實現(xiàn)擴大通信業(yè)務量的主要障礙。設計出滿足日益增加的通信業(yè)務、通信制式的寬頻帶、大容量、多功能的天線已成為當今天線研究領域中一個很重要的課題。
[0003]目前多數(shù)移動終端設計中均采用多天線方案，如主天線、分集天線、全球定位系統(tǒng)(Global Posit1n System,簡稱為GPS)天線和WIFI天線,很多情況下都是在這些天線的幾種甚至全部同時工作，所以各個天線之間的互擾是不言而喻的。可以預見，隨著技術進步和用戶需求升級，對手機射頻功能的要求將進一步增加，單個終端配置多天線的趨勢將會更加明顯，多天線之間的互擾形勢會愈來愈嚴峻。
[0004]隨著通信終端的多頻段化和多功能化，天線所面臨的干擾越來越復雜化和強烈化，如LTEBand40和WIFI頻段之間的互擾、LTE Band6與PGSM之間的互擾等。對于一個用于無線通信系統(tǒng)的天線而言，抗干擾性能的好壞將直接對終端的無線性能及空中下載(Over - the 一 Air，簡稱為OTA)指標(如TRP和TIS)造成影響。因此，研制出具有優(yōu)秀的頻率選擇性及抗干擾性能的終端天線是迫切需要的。
[0005]傳統(tǒng)的終端產(chǎn)品的天線一般都是做在支架上，需要較大的空間，影響了整個產(chǎn)品的小型化，并需要在天線的接收前端增加一個抑制帶外干擾信號的濾波器。
[0006]因此，在相關技術中，終端的天線存在占據(jù)空間大，成本高的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種天線及終端，以至少解決相關技術中，終端的天線存在占據(jù)空間大，成本高的問題。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種天線，包括:天線輻射貼片、介質(zhì)基板和天線地，其中，所述介質(zhì)基板位于所述天線輻射貼片與所述天線地之間，在所述天線地上附著有一個用于進行濾波的裂口諧振環(huán)SRR。
[0009]優(yōu)選地，所述SRR的環(huán)數(shù)為至少兩個。
[0010]優(yōu)選地，所述SRR中的至少兩個環(huán)為共用直徑的同心半圓環(huán)，其中所述同心半圓環(huán)以凹槽的形式附著于所述天線地上。
[0011]優(yōu)選地，所述SRR依據(jù)以下至少之一確定濾除的頻段:所述SRR共用直徑的大小、所述SRR凹槽的寬度、所述SRR的裂口寬度、所述介質(zhì)基板的介質(zhì)的層數(shù)。
[0012]優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板的介質(zhì)層數(shù)為至少兩層。
[0013]優(yōu)選地，通過微帶線對所述天線輻射貼片和所述天線地分別進行饋電，或者對所述天線福射貼片和所述天線地稱合饋電。
[0014]優(yōu)選地，在對所述天線輻射貼片進行饋電的饋電口與所述天線輻射貼片之間采用雙階梯型的匹配過渡結構，其中，該匹配過渡結構用于調(diào)整所述天線的阻抗匹配。
[0015]優(yōu)選地，所述天線集成于印制電路板PCB上。
[0016]優(yōu)選地,所述天線應用于以下至少之一:射頻天線、WiFi天線、藍牙天線、全球定位系統(tǒng)GPS天線。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種終端，包括上述任一項所述的天線。
[0018]通過本發(fā)明，采用天線包括:天線輻射貼片、介質(zhì)基板和天線地，其中，所述介質(zhì)基板位于所述天線輻射貼片與所述天線地之間，在所述天線地上附著有一個用于進行濾波的裂口諧振環(huán)SRR，解決了相關技術中，終端的天線存在占據(jù)空間大，成本高的問題，進而達到了不僅減小天線的面積，而且節(jié)省成本的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的結構示意圖；
[0021]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的終端的結構框圖；
[0022]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的終端天線俯視圖；
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的仰視圖；
[0024]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例天線的側視圖；
[0025]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的3D透視圖；
[0026]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的抗干擾天線的駐波系數(shù)示意圖。

【具體實施方式】
[0027]下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0028]在本實施例中提供了一種天線，圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的結構示意圖，如圖1所示，該天線10包括:天線輻射貼片12、介質(zhì)基板14和天線地16，其中，介質(zhì)基板14位于天線輻射貼片12與天線地16之間，在天線地上附著有一個用于進行濾波的裂口諧振環(huán) SRR。
[0029]通過上述設計，將帶有濾波特性的SRR結構加在了天線地結構上，通過SRR結構的駐波諧振效應，對天線的頻帶進行有效濾波，相對于相關技術中的天線需要在天線的前端增加一個抑制帶外干擾信號的濾波，不僅需要較大的空間，而且成本較大，采用將帶有濾波特性的SRR結構加在了天線地結構上，解決了相關技術中的上述問題，減小了天線的占用空間，有效降低了成本，而且還有效地提高了用戶體驗。
[0030]需要說明的是，天線的SRR結構的環(huán)數(shù)可以為一個也可以為多個，例如，可以為兩個，三個，四個，依據(jù)天線需要濾波的頻段進行相應的調(diào)整。其中，該SRR中的至少兩個環(huán)為共用直徑的同心半圓環(huán)，其中同心半圓環(huán)以凹槽的形式附著于天線地上。并且，該SRR可以依據(jù)以下至少之一確定濾除的頻段:SRR共用直徑的大小、SRR凹槽的寬度、SRR的裂口寬度、介質(zhì)基板的介質(zhì)的層數(shù)。
[0031]介質(zhì)基板的介質(zhì)層數(shù)可以為一層也可以為多層，例如，可以為至少兩層，并且介質(zhì)的材料可以為單層材料，也可以為多層材料，還可以是漸變型的，或者混合型的。
[0032]對天線進行饋電可以采用多種方式，例如，可以直接通過微帶線對天線輻射貼片和天線地分別進行饋電，也可以對天線輻射貼片和天線地耦合饋電。
[0033]為了靈活調(diào)整阻抗匹配，在對天線輻射貼片進行饋電的饋電口與天線輻射貼片之間可以采用雙階梯型的匹配過渡結構，通過該匹配過渡結構調(diào)整天線的阻抗匹配。
[0034]優(yōu)選地,可以將天線集成于印制電路板(Printed Circuit Board,簡稱為PCB)上。該天線依據(jù)終端的需要可以以多種類型的方式應用，例如，可以以以下至少的類型方式進行應用:射頻天線、WiFi天線、藍牙天線、全球定位系統(tǒng)GPS天線。
[0035]在本實施例中，還提供了一種終端，圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的終端的結構框圖，如圖2所示,該終端20包括上述任一項的天線22。
[0036]通過上述實施例及優(yōu)選實施方式提供的基于諧振環(huán)(Spilt Resonator Ring,簡稱為SRR)的DGS (Defected Ground Structure)結構的PCB天線，除了具有抗干擾和帶外抑制效果，還能夠有效實現(xiàn)天線小型化，同時提高了天線的增益。
[0037]針對相關技術中所存在的上述問題，在本實施例中提供了一種新型小型化終端天線，不僅可以滿足多頻天線的需求、滿足超薄外觀的需要，還能夠省去濾波器，達到了降成本的目的，此外，對于不同的應用范圍，還能推廣為多用途天線(例如，射頻天線、WIFI天線以及GPS天線)。
[0038]在本實施例中該基于SRR的DGS結構的新型PCB天線，可以在減小天線的面積的基礎上，以及不用前端濾波器的前提下，有效的濾除接收頻帶的帶外信號，大大地降低了天線的成本。可以采用以下處理:將具有濾波特性的SRR結構加在了天線的地結構上，SRR結構也即裂口諧振環(huán)，可以在指定電長度所對應的頻點產(chǎn)生駐波諧振效應，從而達到濾波的效果，通過改變諧振環(huán)的大小和寬度，可以有效地調(diào)節(jié)濾波阻帶的中心頻點和頻率寬度。從而可以有效地達到抗干擾的效果。
[0039]較優(yōu)地，該PCB天線的SRR結構數(shù)(單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)和四環(huán))，可以根據(jù)天線需要濾除的頻段進行相應的調(diào)整；上下層的金屬貼片輻射單元、地板以及SRR結構可以根據(jù)UE電路板為天線預留空間的大小進行任意變形(如橢圓形、規(guī)則和不規(guī)則多邊形等)和調(diào)整；
[0040]優(yōu)選的，天線區(qū)域的PCB的介質(zhì)材料可以不是雙層介質(zhì)，可以是漸變型介質(zhì)以及混合介質(zhì)；
[0041]優(yōu)選的，天線的饋電方式可以采用饋線與金屬輻射單元直接連接，也可以采用耦合方式進行饋電；
[0042]優(yōu)選的，天線的類型可以根據(jù)UE的需要進行變化，可以用作射頻天線(GSM/WCDMA/CDMA/LTE)也可以作WIFI天線、藍牙天線或者是GPS天線；
[0043]采用以上的結構之后，和傳統(tǒng)的終端天線相比，具有以下的優(yōu)點:
[0044]基于SRR的DGS結構設計的新型小型終端天線在進一步降低天線尺寸的前提下，省去了天線前端的濾波器，可以通過改變SRR的結構個數(shù)(控制阻帶個數(shù))及尺寸(控制阻帶的頻率位置和帶寬)來任意調(diào)整阻帶的頻點、頻寬以及個數(shù)，而小型化節(jié)省了更多的成本和板面預留空間，此外，高增益和高輻射效率也是天線的重要特點。
[0045]下面結合優(yōu)選實施方式對本發(fā)明實施例的天線進行說明。
[0046]在CPE的PCB電路板上靠近USB接口的地方留出一塊凈空區(qū)域用于PCB天線的布局。
[0047]該天線主要是由三個部分組成的:天線輻射貼片、介質(zhì)基板和天線地。其中，天線輻射貼片是由50 Ω微帶饋線、階梯形阻抗匹配結構以及矩形輻射體(開有等間距的矩形槽)組成的；天線地上有SRR的DGS結構，用來產(chǎn)生阻帶。
[0048]由于對于不同用途的UE而言，工作頻段和天線用途(射頻主天線/射頻分集天線/WIFI天線/GPS天線)是不同的，所以，需要抑制的頻段也不同，所以下面就以支持LTEBandl、3、5、7的射頻分集接收天線為例,來描述天線的實施方式。
[0049]在SRR的DGS結構中，圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的終端天線俯視圖，如圖3所示，SRR結構是由三個共用直徑的裂口諧振同心半圓環(huán)組成，SRR槽線蝕刻在了分集天線的地結構上，也即SRR的DGS結構。天線輻射體和地結構之間便為單層(亦可多層)的介質(zhì)結構，天線本身是一個工作在指定頻段的通帶天線，這一通帶包含了 UE所支持的所有的FDD頻段，加入了 SRR的DGS結構之后，就會在這些FDD頻段的各個接收頻段之間形成了具有濾波、隔離以及抗干擾效果的阻帶，阻帶的形成是裂口環(huán)產(chǎn)生駐波諧振的表征。依據(jù)所需天線的工作頻段的不同，阻帶的位置和寬度可以通過控制SRR的半徑、裂口寬度以及槽寬來進行相應的調(diào)整。
[0050]天線的饋電方式可以為微帶饋電，亦可為耦合饋電。微帶饋電即是將微帶線對金屬輻射天線體和下層的地板進行饋電。設計時可以在饋電口與主板電路之間留有一定形式的匹配電路，用來調(diào)整天線的阻抗匹配。為了增強耦合諧振效果，可以將SRR的DGS結構距離地板邊緣以及饋線中心盡可能的近，一方面可以增強SRR槽線表面的諧振電流大小，從而增加了指定頻段的抗干擾效果。金屬貼片的形狀可以根據(jù)天線工作頻段的不同進行調(diào)難
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[0051]利用SRR的DGS結構，設計了一種具有抗干擾功能的雙層微帶天線。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的仰視圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例天線的側視圖，圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的3D透視圖，如圖3、4、5和6所示，上層金屬貼片I (同上述天線輻射貼片12);饋電端口 2 ;下層金屬貼片3 (同上述天線地16);SRR DGS結構4 ;介質(zhì)基板5 (同上述介質(zhì)基板14)，天線是由單層(或多層混合)介質(zhì)組成的，天線是通過下層地板對上層金屬貼片進行饋電的。圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的抗干擾天線的駐波系數(shù)示意圖，如圖7所示，原始天線是一個包含了指定UE的所有接收頻段在內(nèi)的寬頻帶的天線，例如，對于支持LTE BandU
3、5、7四個頻段的UE而言，原始天線的匹配頻段為869MHz-2690MHz，在各個接收頻段之間的發(fā)射頻段，視為干擾頻段，從圖5可以看到，具有SRR的DGS結構的天線，在869?894MHz、1805?1880MHz、2110?2170MHz和2620?2690MHz這四個頻段天線的阻抗帶寬分別為25MHz、75MHz、60MHz 和 70MHz，阻帶的三個頻段分別為:894 ?1805MHz、1880 ?2110MHz、2170?2620MHz，與其對應的三個阻抗失配帶寬分別為:911MHz、230MHz和450MHz，天線在882MHz、1843MHz、2140MHz 和 2655MHz 的增益分別為 6dB1、6.2dB1、6.3dBi 和 6.2dBi。這種表面濾波的天線結構可以實現(xiàn)高增益的同時還實現(xiàn)了天線的小型化。
[0052]對于支持不同頻段組合的不同的CPE項目而言，可以通過調(diào)節(jié)SRR結構的尺寸(直徑，槽寬以及裂口寬度)、介質(zhì)混合的層數(shù)以及預留天線匹配來改變阻抗失配來調(diào)整天線的阻抗失配頻帶及帶寬。
[0053]值得指出的是，上述新型抗干擾小型化天線不僅適用于CPE項目，還適用于對于一些Wifi，手機，數(shù)據(jù)卡以及無線路由等所有可以應用天線的場所。
[0054]另外，本實施例所提供的抗干擾天線可以推廣為射頻主/分集天線，藍牙天線、WIFI天線和GPS天線，只要是對抗干擾性能有要求的天線場合，都可以用上述天線。
[0055]以上僅為本發(fā)明實施例應用于CPE的一個實施例而已,凡在本方法的精神和原則之內(nèi)，微帶天線的形狀、SRR結構的重數(shù)，混合的層數(shù)等方面所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0056]顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0057]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種天線，其特征在于，包括: 天線輻射貼片、介質(zhì)基板和天線地，其中，所述介質(zhì)基板位于所述天線輻射貼片與所述天線地之間，在所述天線地上附著有一個用于進行濾波的裂口諧振環(huán)SRR。
2.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述SRR的環(huán)數(shù)為至少兩個。
3.根據(jù)權利要求2所述的天線，其特征在于，所述SRR中的至少兩個環(huán)為共用直徑的同心半圓環(huán)，其中所述同心半圓環(huán)以凹槽的形式附著于所述天線地上。
4.根據(jù)權利要求3所述的天線，其特征在于，所述SRR依據(jù)以下至少之一確定濾除的頻段: 所述SRR共用直徑的大小、所述SRR凹槽的寬度、所述SRR的裂口寬度、所述介質(zhì)基板的介質(zhì)的層數(shù)。
5.根據(jù)權利要求1所述的天線，所述介質(zhì)基板的介質(zhì)層數(shù)為至少兩層。
6.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，通過微帶線對所述天線輻射貼片和所述天線地分別進行饋電，或者對所述天線輻射貼片和所述天線地耦合饋電。
7.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，在對所述天線輻射貼片進行饋電的饋電口與所述天線輻射貼片之間采用雙階梯型的匹配過渡結構，其中，該匹配過渡結構用于調(diào)整所述天線的阻抗匹配。
8.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述天線集成于印制電路板PCB上。
9.根據(jù)權利要求1至8所述的天線，其特征在于，所述天線應用于以下至少之一: 射頻天線、WiFi天線、藍牙天線、全球定位系統(tǒng)GPS天線。
10.一種終端，其特征在于，包括權利要求1至9中任一項所述的天線。
【文檔編號】H01Q1/50GK104518278SQ201310447337
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】曹園青 申請人:中興通訊股份有限公司