折叠偶极子天线、无线通信模块及其构建方法技术

本发明专利技术提供了一种折叠偶极子天线、一种无线通信模块及其构建方法。该折叠偶极子天线包括：第一导体段；第一馈电导体，一端与第一导体段相连接，另一端与射频处理电路的射频信号接收/发送端相连接；与第一导体段长度相等的第二导体段；第二馈电导体，一端与第二导体段相连接，另一端与所述射频处理电路的另一射频信号接收/发送端或接地端相连接；第三导体段；连接所述第一导体和所述第三导体段的第一连接段；以及连接所述第二导体和所述第三导体段的第二连接段，其中所述第一连接段和所述第二连接段具有相同的长度。其中，第一导体段和第二导体段被第一馈电导体和第二馈电导体分隔，第三导体段串联在第一导体段和第二导体段之间并平行于第一导体段与第二导体段组成的复合结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天线领域，且具体地，涉及一种折叠偶极子天线、一种无线通信模块及其构建方法。
技术介绍
互联网家电要求家电连接到因特网，从而实现家电间以及家电与云端和人的互联。家电连接到互联网分为有线和无线两种。其中无线的连接方式因为避免了错综复杂的布线而被广泛使用。无线通信模块理想情况下可以安装在家电的任意位置，但是考虑到天线的信号不能被封闭的金属腔体遮挡，通常有三种安装方式：1.天线与无线通信模块做在同一片印刷电路板上安装在家电的内部。家电外壳的靠近无线通信模块的部分没有金属。但是考虑到家电整体的结构稳固，不可能移除太多金属，因此，天线的信号不会很好。2.无线通信模块安装在家电的内部，天线安装在壳体的外表面(或者壳体的内表面，此时也须移除壳体上的部分金属)。天线与模块之间通过射频电缆连接。很显然，射频电缆会增加成本和无线信号损耗。3.无线通信模块与天线做成一个整体，安装在家电的壳体外表面，再通过便宜的连接器和线束连接到家电内部的主板。上述方式(3)具有可以后装、升级方便和信号不受遮挡等优点。下面详细讨论方式(3)的无线通信模块的内置天线。由于家电的种类和品牌繁多，因而许多家电的尺寸和形状大不相同，模块的安装位置也有不同的要求，因此，天线的设计具有很大的挑战性：例如，现有技术存在使用手机等移动终端设备中广泛使用的倒F、平面倒F、单极子、偶极子天线来作为互联网家电中所使用的天线的技术方案。但是由于这些天线本身是非平衡天线，工作时在天线附近的金属上产生较大的电流，因而其性能受家电的金属外壳的影响很大。举例
来说，同样的一个倒F天线(IFA)，安装在冰箱的顶部和侧面，该天线的性能会有很大变化。甚至安装在冰箱顶部的中央和角落，该天线的性能也有很大变化。因此，需要一种能够使得无线传输的性能受其在家电(例如，冰箱)上的安装位置影响较小的天线和无线通信模块。
技术实现思路
由此，本专利技术提供了能够使得无线传输的性能受其在家电上的安装位置影响较小的天线和无线通信模块以及构建该天线和无线通信模块的方法。根据本专利技术的一个方案，提供了一种折叠偶极子天线，包括：第一导体段；第一馈电导体，一端与第一导体段相连接，另一端与射频处理电路的射频信号接收/发送端相连接；与第一导体段长度相等的第二导体段；第二馈电导体，一端与第二导体段相连接，另一端与所述射频处理电路的另一射频信号接收/发送端或接地端相连接；第三导体段；连接所述第一导体和所述第三导体段的第一连接段；以及连接所述第二导体和所述第三导体段的第二连接段，其中所述第一连接段和所述第二连接段具有相同的长度。其中，第一导体段和第二导体段被第一馈电导体和第二馈电导体分隔，第三导体段串联在第一导体段和第二导体段之间并平行于第一导体段与第二导体段组成的复合结构。根据本专利技术的另一方案，提供了一种无线通信模块，包括：外壳；射频处理电路，内置于外壳内；以及上述的天线，内置于外壳内并与射频处理电路连接。根据本专利技术的另一方案，提供了一种构建折叠偶极子天线的方法，包括：设置第一导体段；设置第一馈电导体，第一馈电导体一端与第一导体段相连接，另一端与射频处理电路的射频信号接收/发送端相连接；设置第二馈电导体，第二馈电导体一端与第二导体段相连接，另一端与所述射频处理电路的另一射频信号接收/发送端或接地端相连接；设置第三导体段；设置连接所述第一导体和所述第三导体段的第一连接段；以及设置连接所述第二导体和所述第三导体段的第二连接段，其中所述第
一连接段和所述第二连接段具有相同的长度，其中，第一导体段和第二导体段被第一馈电导体和第二馈电导体分隔，第三导体段串联在第一导体段和第二导体段之间并平行于第一导体段与第二导体段组成的复合结构。根据本专利技术的另一方案，提供了一种构建无线通信模块的方法，包括：设置外壳；将射频处理电路内置于外壳内；以及在外壳内设置根据上述构建折叠偶极子天线的方法构建的天线，该天线与射频处理电路连接。通过本专利技术的上述方案，可提供使得无线传输的性能受其在家电上的安装位置影响较小的天线和无线通信模块。附图说明通过下面结合附图对专利技术进行的详细描述，将使本专利技术的上述特征和优点更加明显，其中：图1是示出将内置IFA天线的无线通信模块安装在家电的金属外壳上的示意图；图2示出了将IFA天线放置在不同尺寸的金属板的中央时IFA天线的回波损耗；图3是示出将IFA天线放置在尺寸为300mmX300mmX300mm的金属外壳的顶部角落的示意图；图4示出了将IFA天线放置在尺寸为300mmX300mmX300mm的金属外壳的不同位置处时IFA天线的回波损耗；图5示出了将IFA天线放置在尺寸为300mmX300mmX300mm的金属外壳的顶部中央时的辐射方向图；图6示出了将IFA天线放置在尺寸为300mmX300mmX300mm的金属外壳的顶部角落时的辐射方向图；图7示出了安装在家电的金属外壳上的内置了圆弧形折叠偶极子天线的无线模块的示意图；图8示出了图7中所示的圆弧形折叠偶极子天线的示意性结构；图9示出了将图8所示的圆弧形折叠偶极子天线放置在不同尺寸的
金属板的中央时的回波损耗；图10示出了将图8所示的圆弧形折叠偶极子天线放置在尺寸为300mmX300mmX300mm的金属外壳的顶部不同位置时的回波损耗；图11示出了将图8所示的圆弧形折叠偶极子天线放置在尺寸为300mmX300mmX300mm的金属外壳的顶部中央时的辐射方向图；图12示出了将图8所示的圆弧形折叠偶极子天线放置在尺寸为300mmX300mmX300mm的金属外壳的顶部角落时的辐射方向图；图13示出了圆弧形折叠偶极子天线的另一示意性结构；图14示出了半工字形折叠偶极子天线的一个示意性结构；图15示出了半工字形折叠偶极子天线的另一示意性结构；图16示出了构建折叠偶极子天线的方法；以及图17示出了构建无线通信模块的方法。具体实施方式下面，参考附图详细说明本专利技术的优选实施方式。在附图中，虽然示于不同的附图中，但相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件。为了清楚和简明，包含在这里的已知的功能和结构的详细描述将被省略，以避免使本专利技术的主题不清楚。在现有技术中，本领域所惯常采用的内置IFA天线的性能受到天线(及其所处无线通信模块)在家电上的安装位置以及安装处家电的金属板大小的极大影响。图1至图6对此进行了详细示出。需要注意的是，虽然为了描述的简洁，本说明书将主要针对2.45GHz的工作频率进行阐述，然而本专利技术的天线和无线通信模块不限于2.45GHz的工作频率，而是可应用于任何工作频率的天线和无线通信模块图1是示出了将内置IFA天线的无线通信模块安装在家电(例如冰箱)的金属外壳上的示意图。在图1中，为了清楚地示出无线通信模块内部的结构，并未示出该模块的外壳。在本专利技术说明书的以下描述中，将采用球面坐标来阐述天线信号的空间特性。如图1中所示，符号phi表示球面坐标中的水平面角，以图1中示出X轴正方向为0°；符号theta表示球面坐标中的仰角，以图1中示出的Y轴正方向为0°。图2示出了将IFA天线(及其无线通信模块)放置在不同尺寸的金属板的中央时IFA天线的回波损耗。图3是示出将IFA天线放置在尺寸为300mmX300mmX300mm的金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种折叠偶极子天线，包括：第一导体段；第一馈电导体，一端与所述第一导体段相连接，另一端与射频处理电路的射频信号接收/发送端相连接；与所述第一导体段长度相等的第二导体段；第二馈电导体，一端与所述第二导体段相连接，另一端与所述射频处理电路的另一射频信号接收/发送端或接地端相连接；第三导体段；连接所述第一导体和所述第三导体段的第一连接段；以及连接所述第二导体和所述第三导体段的第二连接段，其中所述第一连接段和所述第二连接段具有相同的长度，其中，所述第一导体段和所述第二导体段被所述第一馈电导体和所述第二馈电导体分隔，所述第三导体段串联在所述第一导体段和所述第二导体段之间并平行于所述第一导体段与所述第二导体段组成的复合结构。

【技术特征摘要】
1.一种折叠偶极子天线，包括：第一导体段；第一馈电导体，一端与所述第一导体段相连接，另一端与射频处理电路的射频信号接收/发送端相连接；与所述第一导体段长度相等的第二导体段；第二馈电导体，一端与所述第二导体段相连接，另一端与所述射频处理电路的另一射频信号接收/发送端或接地端相连接；第三导体段；连接所述第一导体和所述第三导体段的第一连接段；以及连接所述第二导体和所述第三导体段的第二连接段，其中所述第一连接段和所述第二连接段具有相同的长度，其中，所述第一导体段和所述第二导体段被所述第一馈电导体和所述第二馈电导体分隔，所述第三导体段串联在所述第一导体段和所述第二导体段之间并平行于所述第一导体段与所述第二导体段组成的复合结构。2.根据权利要求1所述的折叠偶极子天线，其中，所述复合结构是圆弧形，所述第三导体段是与所述复合结构同心且具有相同扇面角的外圆弧。3.根据权利要求1所述的折叠偶极子天线，其中，所述复合结构是圆弧形，所述第三导体段位于与所述复合结构所在平面平行的平面上。4.根据权利要求1所述的折叠偶极子天线，其中，所述复合结构是半工字型，所述第二(三)导体位于所述复合结构的凹口内，并与所述复合结构形成空心的半工字型。5.根据权利要求1所述的折叠偶极子天线，其中，所述复合结构是半工字型，所述第二(三)导体位于与所述复合结构所在平面平行的平面上。6.根据权利要求2-5中任一项所述的折叠偶极子天线，其中，所述复合结构的宽度、所述第三导体段的宽度、所述复合导体与所
\t述第三导体段之间的距离以及所述复合导体和所述第三导体段各自与接地平面之间的距离被选择为产生与所述射频处理电路的输出阻抗相匹配的天线输入阻抗，以实现阻抗匹配。7.一种无线通信模块，包括：外壳；射频处理电路，内置于所述外壳内；以及根据权利要求1至6中任一项所述的天线，内置于所述外壳内并与所述射频处理电路连接。8.一种构建折叠偶极子天线的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少永，宋玉明，戴丰，
申请(专利权)人：泰科电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31