一种辐射单元、微带天线及电子设备制造技术

本发明专利技术公开了一种辐射单元、微带天线及电子设备，属于无线通信技术领域。辐射单元包括N1个第一辐射元件、N2个第二辐射元件和N3个第三辐射元件，N1≥1，N2≥0，N3≥0，且N1、N2和N3为自然数，N1等于1时N2和N3不同时为0；第一辐射元件、第二辐射元件和第三辐射元件相互重叠，当N1≥1，N2≥1，N3≥1时，第一辐射元件、第二辐射元件和第三辐射元件满足：f1×

【技术实现步骤摘要】
一种辐射单元、微带天线及电子设备


[0001]本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种辐射单元、微带天线及电子设备。

技术介绍

[0002]微带天线具有重量轻、体积小、剖面低以及易集成于微波电路等优点，因此在移动通信、电子导航、雷达信号等领域有着广泛的应用。但由于微带天线有带宽窄和辐射增益低等缺点，其带宽一般只达到0.7%～7.0%。当系统需要工作在多个频段范围时，普通微带天线无法适用，从而限制了微带天线的应用范围。现有技术中拓展微带天线的工作频带主要有：（1）在接收机一侧增加额外的阻抗匹配网络，使微带天线以可重构的方式工作，但该设计需要配置额外的电路单元和有源控制电路，导致成本上升；（2）增加寄生贴片或者采取电磁耦合馈电方式，但增加寄生贴片会提高天线设计的复杂性，从而增加天线制造的难度。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术提供一种辐射单元，以解决现有技术中的常规微带天线带宽小，无法覆盖多个工作频段的问题；本专利技术的另一个目的在于提供包含上述辐射单元的微带天线；本专利技术的另一目的在于提供包含上述微带天线的电子设备。
[0004]技术方案：本申请的一种辐射单元，包括：N1个第一辐射元件、N2个第二辐射元件和N3个第三辐射元件；所述第一辐射元件、所述第二辐射元件和所述第三辐射元件相互重叠；其中，N1≥1，N2≥0，N3≥0，N1、N2和N3为自然数，且N1等于1时N2和N3不同时为0。
[0005]在一些实施例中，当N1≥1，N2≥1，N3≥1时，所述第一辐射元件、所述第二辐射元件和所述第三辐射元件满足：f1×
f2=A
×
f3，且f1＜f2＜f3；式中，f1表示第一辐射元件的谐振频率，f2表示第二辐射元件的谐振频率，f3表示第三辐射元件的谐振频率，A为调整系数，A的取值范围为1.1~4.0。
[0006]在一些实施例中，相互重叠具体是指：在沿着所述第一辐射元件、所述第二辐射元件和所述第三辐射元件的厚度方向上，所述第一辐射元件、所述第二辐射元件和所述第三辐射元件的正投影相互重叠。
[0007]在一些实施例中，重叠可以包括部分重叠，也可以包括完全重叠，重叠的方式按照实际耦合后辐射元件所能达到的工作频带范围要求为准。
[0008]在一些实施例中，所述第一辐射元件、所述第二辐射元件和所述第三辐射元件进一步满足：f1＜f2≤6GHz，且f3＞6GHz。
[0009]在一些实施例中，所述第一辐射元件、所述第二辐射元件和所述第三辐射元件为矩形贴片；所述矩形贴片至少设置一个倒角。
[0010]在一些实施例中，通过设置倒角可以改变矩形贴片表面的电流分布，从而拓展谐振频带。
[0011]在一些实施例中，所述第一辐射元件包括第一尺寸L1和第二尺寸L2，所述第一尺寸L1和所述第二尺寸L2的长度比为1.5~3:1；所述第二辐射元件包括第三尺寸L3和第四尺寸L4，所述第三尺寸L3和所述第四尺寸L4的长度比为2.5~5:1；所述第三辐射元件包括第五尺寸L5和第六尺寸L6，所述第五尺寸L5和所述第六尺寸L6的长度比为10~15:1；其中，所述第一尺寸L1、所述第三尺寸L3和所述第五尺寸L5的长度比为1：1~1.2：1.3~1.5；所述第二尺寸L2、第四尺寸L4和所述第六尺寸L6的长度比为1：0.5~0.6：0.2~0.3。
[0012]在一些实施例中，所述第一辐射元件、所述第二辐射元件和所述第三辐射元件的尺寸直接影响各自元件的谐振频率，通过确定所述第一辐射元件、所述第二辐射元件和所述第三辐射元件的长宽比，使得第一辐射元件、第二辐射元件和第三辐射元件在具备多种不同谐振频率的耦合重叠过程，并提高了辐射单元整体的工作频段范围。
[0013]在一些实施例中，所述第一辐射元件包括四组第一倒角，所述第一倒角设置在所述矩形贴片的直角处，所述第一倒角的角度为45
°
，所述第一倒角的直角边长度H1与所述第三尺寸L3的长度比为1:7~8。
[0014]在一些实施例中，所述第二辐射元件包括四组第二倒角，所述第二倒角设置在所述矩形贴片的直角处，所述第二倒角的角度为45
°
，所述第二倒角的直角边长度H2与所述第三尺寸L3的长度比为1:7~9。
[0015]在一些实施例中，所述第三辐射元件包括四组第三倒角，所述第三倒角设置在所述矩形贴片的直角处，所述第三倒角的角度为45
°
，所述第三倒角的直角边长度H3与所述第五尺寸L5的长度比为1:12~15。
[0016]在一些实施例中，为了实现更大范围频段的覆盖，倒角的个数至少为两个，且倒角的位置以对称设置为主。
[0017]在一些实施例中，本申请还提供一种微带天线，包括：基板以及设置在所述基板上的辐射单元。
[0018]在一些实施例中，所述基板包括第一面和第二面，所述第一面与所述第二面对称设置在所述基板的两侧，所述辐射单元位于所述第一面上；所述第二面接地，所述第二面上设置有与所述辐射单元耦合的缺陷地结构；所述辐射单元在所述基板上的正投影位于所述缺陷地结构在所述基板上的正投影内。
[0019]在一些实施例中，所述缺陷地结构在所述基板上的正投影与所述辐射单元在所述基板上的正投影的面积比为1.1~1.3:1。
[0020]在一些实施例中，所述缺陷地结构在所述基板上的正投影的轮廓与所述辐射单元在所述基板上的正投影的轮廓一致。
[0021]在一些实施例中，还包括：馈线，所述馈线设置在所述基板上，所述馈线与所述辐射单元连接。
[0022]在一些实施例中，本申请还提供一种电子设备，包括所述的辐射单元或者所述的微带天线。
[0023]有益效果：现有技术相比，本申请的一种辐射单元，包括：N1个第一辐射元件、N2个第二辐射元件和N3个第三辐射元件；其中，N1≥1，N2≥0，N3≥0，且N1、N2和N3为自然数，N1等于1时N2和N3不同时为0；第一辐射元件、第二辐射元件和第三辐射元件相互重叠。本申请中通过重叠设置的多个第一辐射元件、第二辐射元件和第三辐射元件，实现了高频侧的辐射单元对天线的谐振曲线的收缩。特别当N1≥1，N2≥1，N3≥1时，第一辐射元件、第二辐射元件和第三辐射元件满足：f1×
f2=A
×
f3，且f1＜f2＜f3；式中，f1表示第一辐射元件的谐振频率，f2表示第二辐射元件的谐振频率，f3表示第三辐射元件的谐振频率，A为调整系数，A的取值范围为1.1~4.0；所以当第一辐射元件、第二辐射元件和第三辐射元件满足f1×
f2=A
×
f3时，只要合理将不同谐振频率的辐射元件耦合在一起就能够扩宽天线的工作频带范围。
[0024]本申请的一种微带天线，包括基板以及设置在基板上的辐射单元。基板包括第一面和第二面，辐射单元位于第一面上；第二面接地，第二面上设置有与辐射单元耦合的缺陷地结构；辐射单元在基板上的正投影位于缺陷地结构在基板上的正投影内。本申请的微带天线通过缺陷地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辐射单元，其特征在于，包括：N1个第一辐射元件（101）、N2个第二辐射元件（102）和N3个第三辐射元件（103）；所述第一辐射元件（101）、所述第二辐射元件（102）和所述第三辐射元件（103）相互重叠；其中，N1≥1，N2≥0，N3≥0，N1、N2和N3为自然数，且N1等于1时N2和N3不同时为0。2.根据权利要求1所述的一种辐射单元，其特征在于，当N1≥1，N2≥1，N3≥1时，所述第一辐射元件（101）、所述第二辐射元件（102）和所述第三辐射元件（103）满足：f1×
f2=A
×
f3，且f1＜f2＜f3；式中，f1表示第一辐射元件（101）的谐振频率，f2表示第二辐射元件（102）的谐振频率，f3表示第三辐射元件（103）的谐振频率，A为调整系数，A的取值范围为1.1~4.0。3.根据权利要求2所述的一种辐射单元，其特征在于，所述第一辐射元件（101）、所述第二辐射元件（102）和所述第三辐射元件（103）进一步满足：f1＜f2≤6GHz，且f3＞6GHz。4.根据权利要求1所述的一种辐射单元，其特征在于，所述第一辐射元件（101）、所述第二辐射元件（102）和所述第三辐射元件（103）为矩形贴片；所述矩形贴片至少设置一个倒角。5.根据权利要求4所述的一种辐射单元，其特征在于，所述第一辐射元件（101）包括第一尺寸L1和第二尺寸L2，所述第一尺寸L1和所述第二尺寸L2的长度比为1.5~3:1；所述第二辐射元件（102）包括第三尺寸L3和第四尺寸L4，所述第三尺寸L3和所述第四尺寸L4的长度比为2.5~5:1；所述第三辐射元件（103）包括第五尺寸L5和第六尺寸L6，所述第五尺寸L5和所述第六尺寸L6的长度比为10~15:1；其中，所述第一尺寸L1、所述第三尺寸L3和所述第五尺寸L5的长度比为1：1~1.2：1.3~1.5；所述第二尺寸L2、第四尺寸L4和所述第六尺寸L6的长度比为1：0.5~0.6：0.2~0.3。6.根据权利要求5所述的一种辐射单元，其特征在于，所述第一辐射元件（101）包括四组第一倒角（1011），所述第一倒角（1011）设置在所述矩形贴片的直角处，所述第一倒角（1011）的角度为45
°
，所述第一倒角（1011）的直角边长度H1与所述第三尺寸L3的长度比为1:7~8。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈垦，唐勇，张胜，周勇，冯友怀，陈祥，陈涛，
申请(专利权)人：四川数字交通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：