一種微帶天線及其濾除干擾信號的方法、移動(dòng)終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微帶天線，包括介質(zhì)基板、單極子輻射貼片和微帶饋線，其中，所述單極子輻射貼片印刷在所述介質(zhì)基板的一側(cè)表面上，所述單極子輻射貼片上開有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與所述介質(zhì)基板上相對于所述單極子輻射貼片的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，用于濾除干擾信號；所述微帶饋線與所述單極子輻射貼片連接，用于微帶天線饋電；本發(fā)明同時(shí)還公開了一種微帶天線濾除干擾信號的方法和移動(dòng)終端，采用本發(fā)明方案能夠滿足天線的多頻、超寬帶需求，有效地解決了相鄰頻段其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)射時(shí)帶來的天線之間干擾問題，同時(shí)減少了天線的面積。
【專利說明】一種微帶天線及其濾除干擾信號的方法、移動(dòng)終端

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種微帶天線及其濾除干擾信號的方法、移動(dòng)終端。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技術(shù)發(fā)展，移動(dòng)終端越來越趨向于小型化、低成本、超薄時(shí)尚的外觀，同時(shí)也越來越需要同時(shí)兼容多個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)，要求高性能。這就要求移動(dòng)終端的天線，不僅體積要小，而且要有寬頻帶，并且還不受其他頻段的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)干擾，因此設(shè)計(jì)一款既可以滿足結(jié)構(gòu)要求，客戶要求，也可以滿足天線性能指標(biāo)要求的天線成為業(yè)界目前面臨的難題。
[0003]平面天線以其具有重量輕、體積小、剖面低、易于集成、成本低、易于制作等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足移動(dòng)終端設(shè)備對天線體積的要求，但是現(xiàn)在天線的需要同時(shí)兼容多個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)，并且不受其他頻段的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)干擾，這就需要運(yùn)用一些措施改善相鄰頻段的干擾。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要提供一種微帶天線及其濾除干擾信號的方法、移動(dòng)終端，能夠滿足多頻、超寬帶的需求，有效解決了相鄰頻段其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)射時(shí)帶來的天線之間干擾問題，同時(shí)減少了天線的面積。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明提供了一種微帶天線,該微帶天線包括:介質(zhì)基板、單極子福射貼片和微帶饋線，其中，
[0007]所述單極子輻射貼片印刷在所述介質(zhì)基板的一側(cè)表面上；
[0008]所述單極子輻射貼片上開有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與所述介質(zhì)基板上相對于所述單極子輻射貼片的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，用于濾除干擾信號；
[0009]所述微帶饋線與所述單極子福射貼片連接,用于微帶天線饋電。
[0010]上述方案中，所述介質(zhì)基板包括至少一層介質(zhì)，所述金屬環(huán)帶附著在所述介質(zhì)基板的第一層介質(zhì)表面。
[0011]上述方案中，所述環(huán)形槽與所述金屬環(huán)帶各自的電長度等于不同頻率的信號的半波長，分別具有不同的諧振頻率；
[0012]所述金屬環(huán)帶與所述環(huán)形槽之間耦合出第三個(gè)諧振頻率。
[0013]上述方案中，所述單極子輻射貼片的形狀為矩形、圓形、多邊形或圓環(huán)形。
[0014]上述方案中，所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶為圓形或方形。
[0015]本發(fā)明還提供了一種微帶天線濾除干擾信號的方法，該方法包括:
[0016]所述單極子輻射貼片上開有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與所述介質(zhì)基板上相對于所述單極子輻射貼片的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，通過所述互補(bǔ)裂環(huán)諧振器濾除干擾信號。
[0017]上述方案中，該方法還包括:所述互補(bǔ)裂環(huán)諧振器濾除三個(gè)頻段的干擾信號，根據(jù)所述三個(gè)干擾信號的頻段，確定所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶的長度和間距。
[0018]本發(fā)明又提供了一種移動(dòng)終端，所述移動(dòng)終端中包括上面所述的任意一種微帶天線。
[0019]本發(fā)明提供的一種微帶天線及其濾除干擾信號的方法、移動(dòng)終端，所述微帶天線包括介質(zhì)基板、單極子輻射貼片和微帶饋線，其中，所述單極子輻射貼片印刷在所述介質(zhì)基板的一側(cè)表面上，所述單極子輻射貼片上開有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與所述介質(zhì)基板上相對于所述單極子輻射貼片的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，用于濾除干擾信號；所述微帶饋線與所述單極子輻射貼片連接，用于微帶天線饋電；如此，通過互補(bǔ)裂環(huán)諧振器能夠產(chǎn)生三個(gè)諧振頻率，即能夠滿足多頻、超寬帶的需求，又能濾除干擾信號頻率，并且有效降低了天線的尺寸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中微帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中微帶天線的單極子輻射貼片所在表面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中微帶天線的金屬環(huán)帶所在表面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中一種移動(dòng)終端的微帶天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中微帶天線濾除干擾信號的方法的流程示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中采用微帶天線的回波損耗曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明實(shí)施例中，移動(dòng)終端配置包括介質(zhì)基板、單極子輻射貼片和微帶饋線的微帶天線，其中，所述單極子輻射貼片印刷在所述介質(zhì)基板的一側(cè)表面上，所述單極子輻射貼片上開有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與所述介質(zhì)基板上相對于所述單極子輻射貼片的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，用于濾除干擾信號；所述微帶饋線與所述單極子輻射貼片連接，用于微帶天線饋電。
[0027]下面通過附圖及具體實(shí)施例對技術(shù)方案的實(shí)施做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的微帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該微帶天線包括:單極子福射貼片1、介質(zhì)基板3、微帶饋線4 ;其中，
[0029]所述單極子輻射貼片I印刷在所述介質(zhì)基板3的一側(cè)表面上；
[0030]所述單極子輻射貼片I上開有環(huán)形槽2，所述環(huán)形槽2與所述介質(zhì)基板3上相對于所述單極子輻射貼片I的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶5形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，用于濾除干擾信號；
[0031]所述微帶饋線4與所述單極子福射貼片I連接，用于微帶天線饋電。
[0032]所述介質(zhì)基板3包括至少一層介質(zhì)，所述金屬環(huán)帶5 —般附著在所述介質(zhì)基板3的第一層介質(zhì)表面；
[0033]該微帶天線還包括接地板6,所述接地板6與所述金屬環(huán)帶5在介質(zhì)基板3的同一側(cè)表面；
[0034]所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5分別為開環(huán)諧振器(SRRs)的一部分和互補(bǔ)開環(huán)諧振器(CSRRs)的一部分；當(dāng)SRRs工作在諧振頻率上時(shí)，所述環(huán)形槽2在微波磁場的作用下會(huì)感應(yīng)出環(huán)電流，好比是一個(gè)磁矩，加強(qiáng)或抵抗原來的磁場，在諧振頻率處出現(xiàn)負(fù)的磁導(dǎo)率，從而在諧振頻率附近有一個(gè)帶阻效應(yīng)；當(dāng)CSRRs工作在諧振頻率附近時(shí)，所述金屬環(huán)帶5等效為一個(gè)電偶極子，在諧振頻率附近具有負(fù)的介電常數(shù)，具有帶阻效應(yīng)；
[0035]所述單極子輻射貼片I的形狀可以為任意形狀，如矩形、圓形、多邊形或圓環(huán)形等；所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5可以為圓形或方形。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例中，微帶天線的單極子輻射貼片I所在表面如圖2所示，所述微帶天線包括:單極子輻射貼片1、介質(zhì)基板3、微帶饋線4，其中，所述單極子輻射貼片I上開有環(huán)形槽2 ;各部分之間的關(guān)系在圖1中已給出，此處不再做說明。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例中，微帶天線的金屬環(huán)帶5所在表面如圖3所示，所述微帶天線的介質(zhì)基板3上相對于所述單極子輻射貼片I的另一側(cè)表面附著有金屬環(huán)帶5和接地板6，其中，
[0038]所述金屬環(huán)帶5位于介質(zhì)基板3的第一層介質(zhì)表面；
[0039]所述金屬環(huán)帶5與圖2中所述環(huán)形槽2耦合形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，通過調(diào)節(jié)所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5的長度，改變所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5的電長度，當(dāng)所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5各自的電長度等于不同頻率的信號的半波長時(shí)，各自產(chǎn)生諧振，即所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5具有不同的諧振頻率；通過調(diào)節(jié)所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5之間的距離，可以耦合出第三個(gè)諧振頻率，根據(jù)耦合的強(qiáng)度，調(diào)節(jié)諧振頻段的帶寬、帶外抑制能力；這樣，通過調(diào)整微帶天線阻帶的阻抗帶寬，能夠使微帶天線濾除三個(gè)頻段的干擾信號，工作在至少四個(gè)頻段，從而解決了相鄰頻段干擾的問題。
[0040]一般地，微帶天線的接地板6為一個(gè)平面，這里，可以將接地板6截去一部分形成缺陷地。
[0041]上述的微帶天線中，所述微帶饋線4呈感性，而所述接地板6和單極子輻射貼片I之間呈容性，可以通過調(diào)節(jié)接地板6到單極子輻射貼片I的間距，使得電容值和電感值大小相等，相互抵消，微帶天線呈純阻性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)微帶天線的阻抗匹配，這樣，可以實(shí)現(xiàn)微帶天線的超寬帶。
[0042]此外，所述微帶天線除了可以采用微帶饋線的方式進(jìn)行饋電外，還可以采用耦合饋電或探針饋電的方式進(jìn)行饋電。
[0043]基于上述微帶天線，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種移動(dòng)終端，包括圖1所示的微帶天線，如圖4所示，該微帶天線設(shè)置在靠近移動(dòng)終端7的USB接口位置的PCB電路板上，其中，
[0044]該微帶天線包括:單極子福射貼片1、介質(zhì)基板3、微帶饋線4 ;其中，
[0045]所述單極子輻射貼片I印刷在所述介質(zhì)基板3的一側(cè)表面上；
[0046]所述單極子輻射貼片I上開有環(huán)形槽2，所述環(huán)形槽2與所述介質(zhì)基板3上相對于所述單極子輻射貼片I的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶5形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，用于濾除干擾信號；這里，所述金屬環(huán)帶5位于所述環(huán)形槽2的異面，并沒有顯示在圖4中，具體可以參見圖1 ;
[0047]所述微帶饋線4與所述單極子福射貼片I連接，用于微帶天線饋電。
[0048]所述介質(zhì)基板3包括至少一層介質(zhì)，所述金屬環(huán)帶5 —般附著在所述介質(zhì)基板3的第一層介質(zhì)表面；
[0049]該微帶天線還包括接地板6,所述接地板6與所述金屬環(huán)帶5在介質(zhì)基板3的同一側(cè)表面；
[0050]所述單極子輻射貼片I的形狀可以為任意形狀，如矩形、圓形、多邊形或圓環(huán)形等；所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5可以為圓形或方形。
[0051]所述金屬環(huán)帶5與圖2中所述環(huán)形槽2耦合形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，通過調(diào)節(jié)所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5的長度，改變所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5的電長度，當(dāng)所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5各自的電長度等于不同頻率的信號的半波長時(shí)，各自產(chǎn)生諧振，即所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5具有不同的諧振頻率；通過調(diào)節(jié)所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5之間的距離，可以耦合出第三個(gè)諧振頻率，根據(jù)耦合的強(qiáng)度，調(diào)節(jié)諧振頻段的帶寬、帶外抑制能力；這樣，通過調(diào)整微帶天線阻帶的阻抗帶寬，能夠使微帶天線濾除三個(gè)頻段的干擾信號，工作在至少四個(gè)頻段，從而解決了相鄰頻段干擾的問題。
[0052]一般地，微帶天線的接地板6為一個(gè)平面，這里，可以將接地板6截去一部分形成缺陷地。
[0053]上述的微帶天線中，所述微帶饋線4呈感性，而所述接地板6和單極子輻射貼片I之間呈容性，可以通過調(diào)節(jié)接地板6到單極子輻射貼片I的間距，使得電容值和電感值大小相等，相互抵消，微帶天線呈純阻性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)微帶天線的阻抗匹配，這樣，可以實(shí)現(xiàn)微帶天線的超寬帶。
[0054]此外，所述微帶天線除了可以采用微帶饋線的方式進(jìn)行饋電外，還可以采用耦合饋電或探針饋電的方式進(jìn)行饋電。
[0055]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中微帶天線濾除干擾信號的方法的流程示意圖，如圖5所示，該方法包括以下幾個(gè)步驟:
[0056]步驟501:微帶天線的單極子輻射貼片上開有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與微帶天線的介質(zhì)基板上相對于所述單極子輻射貼片的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器；
[0057]具體的，在微帶天線的單極子輻射貼片上開出環(huán)形槽，并在介質(zhì)基板上相對于所述單極子輻射貼片的另一側(cè)表面附著金屬環(huán)帶，所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶構(gòu)成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器；所述互補(bǔ)裂環(huán)諧振器濾除三個(gè)頻段的干擾信號，根據(jù)所述三個(gè)干擾信號的頻段，確定所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶的長度和間距；
[0058]本步驟中，所述根據(jù)所述三個(gè)干擾信號的頻段，確定所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶的長度和間距，可以為:根據(jù)所述三個(gè)干擾信號頻段中的兩個(gè)干擾信號頻段中心頻率的半波長，分別確定出所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶各自的長度，之后根據(jù)剩下的一個(gè)干擾信號頻段中心頻率的半波長，調(diào)節(jié)所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶的間距。
[0059]步驟502:微帶天線通過所述互補(bǔ)裂環(huán)諧振器濾除干擾信號；
[0060]具體地，微帶天線通過所述互補(bǔ)裂環(huán)諧振器在所述三個(gè)干擾信號的頻段上產(chǎn)生諧振，能夠?yàn)V除三個(gè)頻段的干擾信號，工作在至少四個(gè)頻段，從而解決了相鄰頻段干擾的問題。
[0061]實(shí)施例一
[0062]本發(fā)明實(shí)施例一為采用所述微帶天線的無線終端產(chǎn)品，要求滿足W2100 (下行:2110-2170MHz)，LTE band40 (2300-2400MHz), WLAN2.4GHz (2484_2496MHz)和 LTE band7(2500-2690MHz)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。其中，W2100 和 LTE band40 之間，LTE band40 和 WLAN之間，WLAN和LTE band7之間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容易產(chǎn)生干擾；
[0063]當(dāng)微帶天線工作在W2100、LTE band40、WLAN2.4GHz、LTE band7四個(gè)不同的頻段時(shí)，需要濾除它們之間的干擾，這樣，通過調(diào)節(jié)如圖1所示的微帶天線的環(huán)形槽2和金屬環(huán)帶5的長度和間距，其中，所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5各自的長度分別等于16mm和14mm,所述環(huán)形槽2和所述金屬環(huán)帶5之間的距離為6.5mm,能夠使得微帶天線工作在要求的頻段。
[0064]圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中采用所述微帶天線的回波損耗曲線圖，如圖6所示，其中，橫坐標(biāo)為微帶天線的信號頻率(單位為GHz);縱坐標(biāo)為微帶天線對應(yīng)信號的回波損耗(單位為dB)，可以看出，微帶天線工作在W2100、LTEband40、WLAN2.4GHz、LTE band7頻段，濾除了它們之間的干擾。
[0065]實(shí)施例一中所述微帶天線與傳統(tǒng)微帶天線相比，尺寸減少了 30%。當(dāng)傳統(tǒng)的微帶天線實(shí)現(xiàn)多頻段時(shí)，需要在單極子輻射貼片上附加兩個(gè)枝節(jié)，這樣就會(huì)導(dǎo)致微帶天線尺寸加大。具體地，根據(jù)λ/2實(shí)現(xiàn)一個(gè)諧振頻率，可以計(jì)算得到要實(shí)現(xiàn)微帶天線工作在2.2-2.3GHz頻段至少需要32mm，其中，當(dāng)附加枝節(jié)彎折后，在長度上也會(huì)增加5mm。所以，相對于圖1中尺寸為20mm*15mm的微帶天線來說，傳統(tǒng)微帶天線實(shí)現(xiàn)同樣的頻段尺寸相對增加了 30%。
[0066]實(shí)施例一中，所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶之間的間距是可以調(diào)節(jié)的，距離范圍在所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶的半徑最大到最小的范圍。
[0067]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微帶天線，其特征在于，該微帶天線包括:介質(zhì)基板、單極子福射貼片和微帶饋線，其中， 所述單極子輻射貼片印刷在所述介質(zhì)基板的一側(cè)表面上； 所述單極子輻射貼片上開有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與所述介質(zhì)基板上相對于所述單極子輻射貼片的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，用于濾除干擾信號； 所述微帶饋線與所述單極子輻射貼片連接，用于微帶天線饋電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶天線，其特征在于，所述介質(zhì)基板包括至少一層介質(zhì)，所述金屬環(huán)帶附著在所述介質(zhì)基板的第一層介質(zhì)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶天線，其特征在于，所述環(huán)形槽與所述金屬環(huán)帶各自的電長度等于不同頻率的信號的半波長，分別具有不同的諧振頻率； 所述金屬環(huán)帶與所述環(huán)形槽之間耦合出第三個(gè)諧振頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶天線，其特征在于，所述單極子輻射貼片的形狀為矩形、圓形、多邊形或圓環(huán)形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶天線，其特征在于，所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶為圓形或方形。
6.一種微帶天線濾除干擾信號的方法，其特征在于，該方法包括: 所述單極子輻射貼片上開有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與所述介質(zhì)基板上相對于所述單極子輻射貼片的另一側(cè)表面附著的金屬環(huán)帶形成互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，通過所述互補(bǔ)裂環(huán)諧振器濾除干擾信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法還包括:所述互補(bǔ)裂環(huán)諧振器濾除三個(gè)頻段的干擾信號，根據(jù)所述三個(gè)干擾信號的頻段，確定所述環(huán)形槽和所述金屬環(huán)帶的長度和間距。
8.一種移動(dòng)終端，其特征在于，所述移動(dòng)終端包括權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的微帶天線。
【文檔編號】H01Q13/08GK104466399SQ201310433345
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】蔡凌云, 劉洋 申請人:中興通訊股份有限公司