增强型高效3G／4G／LTE天线，设备以及相关的方法技术

发明专利技术的示例提供了几个同时具有高带宽和高效率的天线设计，例如在一个或多个频段操作，例如但不限于在3G，4G和LTE频段下操作。发明专利技术的第一方面涉及增强型天线的形状因数；发明专利技术的第二方面涉及增强型天线生产的容易度；第三方面涉及增强型天线在一个或多个频段上展现的优异性能。

【技术实现步骤摘要】
增强型高效3G / 4G / LTE天线，设备以及相关的方法本专利技术的背景
本专利技术涉及用于无线或者RF(无线射频)通讯系统的天线。具体地，本专利技术涉及可同时提供高带宽和高效率的天线设计。
技术介绍
在接收器，发射机和收发机上在安装可有效传播信号的天线很有必要，也就是向网络中的其他组件发送和/或从其他组件接收需要的信号，以在无线设备之间，例如无线PAN(个人区域网络)、无线LAN(局域网络)、无线WAN(广域网络)、蜂窝网络或者其他任何实质上的无线电网络或系统，提供无线连接和通信。对于此类天线的使用方法，例如但不限于2.4GHz以及5.0GHz频段。提供易于生产又具有高效率的天线是一个挑战。
技术实现思路
专利技术的示例提供了几个同时具有高带宽和高效率的天线设计，例如在一个或多个频带范围内操作，例如但不限于在3G，4G和LTE频带范围内操作。专利技术的第一方面涉及增强型天线的形状因数；专利技术的第二方面涉及增强型天线生产的难易度；第三方面涉及增强型天线在一个或多个带宽上展现的优异性能。 【附图说明】 图1是示例增强型天线的俯视图；例如在740MHz至960MHz和或/ 1700MHz至2700MHz频段间操作。 图2是表现电压驻波比(VSWR)的模拟性能的图表，作为示例增强型PCB板上天线的频率函数。 图3是表现电压驻波比(VSWR)的实测性能的图表，作为示例增强型PCB板上天线的频率函数。 图4是表现仿真的S参数性能(以dB为单位)的图表，作为示例增强型PCB板上天线的频率函数。 图5是表现实测的S参数性能(以dB为单位)的图表，作为示例增强型PCB板上天线的频率函数。 图6是表现效率的被动测量结果的图表，作为示例增强型PCB板上天线在700MHz至1000MHz操作时的频率函数。 图7是表现峰值增益的被动测量结果的图表，作为示例增强型PCB板上天线在700MHz至1000MHz操作时的频率函数 图8是表现示例增强型天线操作在700MHz至1000MHz时XY平面上的被动测试性能的图表。 图9是表现示例增强型天线操作在700MHz至1000MHz时XZ平面上的被动测试性能的图表。 图10是表现示例增强型天线操作在700MHz至1000MHz时YZ平面上的被动测试性能的图表。 图11是表现示例增强型天线操作在850MHz时XY平面上的仿真被动测试性能的图表。 图12是表现示例增强型天线操作在850MHz时XZ平面上的仿真被动测试性能的图表。 图13是表现示例增强型天线操作在850MHz时YZ平面上的仿真被动测试性能的图表。 图14是表现效率的被动测量结果的图表，作为示例增强型PCB板上天线操作在1700MHz至2200MHz时的频率函数。 图15是表现峰值增益的被动测量结果的图表，作为示例增强型PCB板上天线操作在1700MHz至2200MHz时的频率函数。 图16是表现示例增强型天线操作在1700MHz至2200MHz时XY平面上的被动测试性能的图表。 图17是表现示例增强型天线操作在1700MHz至2200MHz时XZ平面上的被动测试性能的图表。 图18是表现示例增强型天线操作在1700MHz至2200MHz时YZ平面上的被动测试性能的图表。 图19是表现示例增强型天线操作在1850MHz时XY平面上的仿真被动测试性能的图表。 图20是表现示例增强型天线操作在1850MHz时XZ平面上的仿真被动测试性能的图表。 图21是表现示例增强型天线操作在1850MHz时YZ平面上的仿真被动测试性能的图表。 图22是表现效率的被动测量结果的图表，作为示例增强型PCB板上天线操作在2500MHz至2700MHz时的频率函数。 图23是表现峰值增益的被动测量结果的图表，作为示例增强型PCB板上天线操作在2500MHz至2700MHz时的频率函数 图24是表现示例增强型天线操作在2500MHz至2700MHz时XY平面上的被动测试性能的图表。 图25是表现示例增强型天线操作在2500MHz至2700MHz时XZ平面上的被动测试性能的图表。 图26是表现示例增强型天线操作在2500MHz至2700MHz时YZ平面上的被动测试性能的图表。 [0031 ] 图27是表现示例增强型天线操作在2600MHz时XY平面上的仿真被动测试性能的图表。 图28是表现示例增强型天线操作在2600MHz时XZ平面上的仿真被动测试性能的图表。 图29是表现示例增强型天线操作在2600MHz时YZ平面上的仿真被动测试性能的图表。 图30是示例增强型PCB板上天线的部分透视图。 图31是示例增强型PCB板上天线12的替代详细视图。 图32是是示例增强型PCB板上天线12的附加替代视图。 图33是装有增强型PCB板上天线12的单输入单输出(SISO)无线设备的简易示意图。 图34是装有增强型PCB板上天线12的多输入多输出(MMO)无线设备的简易示意图。 图35是示例增强型路由器的简易示意图，所述路由器包括一个或多个可与基站通信的增强型天线。 具体说明 图1是示例增强型PCB板上天线12例如在740MHz至960MHz，和/或在1700MHz至2700MHz频带间操作的俯视图10。如图1所示的示例增强型PCB板上天线12在1000MHz频率以下提供比例小于3:1的电压驻波比(VSWR)，在1000MHz频率以上提供了比例小于2.5:1的电压驻波比(VSWR)。 如图1所示的示例增强型PCB板上天线12包括由单层印刷电路板(PCB) 14组成的金属层14。在本申请中，所述印刷电路板宽44为16毫米，长42为73毫米，厚度为1.6毫米，尽管其他尺寸也可以使用。如示例所示，示例增强型PCB板上天线收信号12占地约为1168平方毫米，这样它可以很容易地结合多种小设备，例如但不限于路由器，手机，智能手机，游戏设备，便携式计算机或任何上述的组合。 一个或多个钻孔15可以被优选提供来安装天线。在本示例中，孔直径为2毫米，尽管其他直径也可使用。天线12与各自的系统相连，例如在电缆焊接区域通过天线电缆连接设备700 (图33)或720 (图34)，例如在馈电点28和/或接地点24，34。 如图1所示的示例增强型PCB板上天线收信号12包括第一导电单极结构20，例如在800MHz频段操作。导电迹线22从单极结构20延伸至接地点24，从而形成了可使天线微型化的折测线22。一个或多个间隙25根据导电迹线22来设置，从而可以优选地使其调谐任一电感或电容。在天线12的当前示例中，一个或多个0.5毫米的间隙25被提供，尽管其他间隙也可以优选地被使用。 图1展示了折测线22的示例几何结构，应该要了解的是，其他几何结构，形状和尺寸也可以优选地被选择来满足增强型天线12需求的性能。例如，折测线22的路径和曲率可以被优选地设置来加强现有的路径，和/或减小共振频率。一个或多个间隙25也可以被设置在折测线22上使其在800MHz下维持稳定的天线阻抗和电抗。当如图1所示的示例单极结构20上有0.5毫米尺寸的间隙25时，其他间隙尺寸可以用在其他实施例中。 如图1所示的增强型PC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线，包括：基板；形成在所述基板上的第一导电天线结构，其中所述第一导电天线结构包括单极天线，所述单极天线包含可延伸至相应接地点的第一导电迹线，其中所述第一导电天线结构被设置为在第一频带间操作；形成在所述基板上的第二导电天线结构，其中所述第二导电天线结构包括L形单极天线并延伸至馈电点，其中所述第二导电天线结构被设置为在第二频带间操作；和形成在所述基板上的第三导电天线结构，其中所述第三导电天线结构包括单极天线，所述单极天线包含可延伸至相应接地点的第二导电迹线，其中所述第三导电天线结构被设置为在第三频带间操作；其中槽被定义在所述第一导电天线结构与所述第二导电天线结构之间，其中所述槽提供在第四频带的共振；和其中间隙被定义在所述第二导电天线结构的至少一部分与所述第二导电迹线的至少一部分之间，其中所述间隙提供所述第一频带与所述第三频带间的共振。

【技术特征摘要】
2013.03.14 US 13/830,0181.一种天线，包括: 基板； 形成在所述基板上的第一导电天线结构，其中所述第一导电天线结构包括单极天线，所述单极天线包含可延伸至相应接地点的第一导电迹线，其中所述第一导电天线结构被设置为在第一频带间操作； 形成在所述基板上的第二导电天线结构，其中所述第二导电天线结构包括L形单极天线并延伸至馈电点，其中所述第二导电天线结构被设置为在第二频带间操作；和 形成在所述基板上的第三导电天线结构，其中所述第三导电天线结构包括单极天线，所述单极天线包含可延伸至相应接地点的第二导电迹线，其中所述第三导电天线结构被设置为在第三频带间操作； 其中槽被定义在所述第一导电天线结构与所述第二导电天线结构之间，其中所述槽提供在第四频带的共振；和 其中间隙被定义在所述第二导电天线结构的至少一部分与所述第二导电迹线的至少一部分之间，其中所述间隙提供所述第一频带与所述第三频带间的共振。2.如权利要求1所述的天线，其中所述基板包括任一印刷电路板(PCB)，玻璃增强环氧分层片，陶瓷层板，热固陶瓷负荷塑料，或液晶电路材料。3.如权利要求1所述的天线，其中所述第一频带包括800MHz频带。4.如权利要求1所述的天线，其中所述第二频带包括2.5GHz至2.7GHz间的频带。5.如权利要求1所述的天线，其中所述第三频带包括700MHz频带。6.如权利要求1所述的天线，其中设置的所述间隙约为0.5毫米宽。7.如权利要求1所述的天线，其中所述第四频带包括1.7GHz至2.2GHz间的频带。8.如权利要求1所述的天线,进一步包括: 至少一个位于所述基板的导电区域，所述导电区域接近且对应所述第三导电天线结构，其中一个或多个所述导电区域可任意保留，修改，或移动以调谐所述第三导电天线结构的性能。9.如权利要求1所述的天线,进一步包括: 至少一个位于所述基板的导电区域，所述导电区域接近且对应所述第二导电迹线，其中至少一个所述导电区域可任意保留，修改，或移动以调谐所述第三导电天线结构的性能。10.如权利要求1所述的天线，其中所述第一导电迹线包括折测线，所述折测线包括至少一个设置在所述折测线相邻部分间的所述间隙，其中设置的所述间隙被设置以可任意感应调谐或电容调谐第一导电天线结构。11.如权利要求10所述的天线，其中所述至少一个设置在所述折测线相邻部分的所述间隙宽度约为0.5毫米。12.如权利要求1所述的天线，其中所述第二导电迹线包括折测线，所述折测线包括至少一个设置在所述折测线相邻部分间的所述间隙，其中设置的所述间隙被设置以可任意感应调谐或电容调谐第三导电天线结构。13.如权利要求12所述的天线，其中所述至少一个设置在所述折测线相邻部分的所述间隙宽度约为0.5毫米。14.如权利要求1所述的天线，其中天线被设置以覆盖740MHz至960MHz间的所述第一频带，和1700MHz至2700MHz间的所述第二频带。15.如权利要求1所述的天线，其中所述天线被设置以提供1000MHz频率以下的比例小于3:1的电压驻波比(VSWR)，和1000MHz频率以上比例小于2.5:1的电压驻波比(VSWR)。16.一种安装在基板上的多频带天线，包括: 形成在所述基板上的第一导电天线，其中所述第一导电天线包括单极天线，所述单极天线包含可延伸至相应接地点的第一导电迹线，其中所述第一导电天线被设置为在800MHz频带操作； 形成在所述基板上的第二导电天线结构，其中所述第二导电天线结构包括L形单极天线并延伸至馈电点，其中所述第二导电天线结构被设置为在2.5GHz至2.7GHz频带间操作，其中槽被定义在所述第一导电天线与所述第二导电天线之间，其中所述槽提供1.7GHz至2.2GHz频带间的共振；和 形成在所述基板上的第三导电天线，其中所述第三导电天线包括单极天线，所述单极天线包含可延伸至相应接地点的第二导电迹线，其中所述第三导电天线被设置为在700MHz频带操作； 其中间隙被定义在所述第二导电天线的至少一部分与所述第二导电迹线的至少一部分之间，其中所述间隙提供 700MHz至800MHz间的附加共振。17.如权利要求16所述的天线，其中所述基板包括任一印刷电路板(PCB)，玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·阿麦兰·劳尔·伊曼纽尔，刘嘉伟，
申请(专利权)人：网件公司，
类型：发明
国别省市：美国;US