【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉无线电天线，特别是涉及一种小天线结构。
技术介绍
1、随着物联网技术的发展，万物互联成为一种趋势。天线作为通信系统重要的一部分有着越来越多的需求，而标准小天线(最大尺寸小于工作波长1/2π或1/10的天线)因为其小型化，标准化的优势，对于许多电子产品在设计天线时是首要的选择。目前，标准小天线的使用主要集中在蓝牙，wlan，gnss以及wwan，uwb等的应用中。
2、小天线作为辐射体，其材料基本使用的都是高介电常数的陶瓷材料，从而实现了小型化的目的。在加工工艺上主要分为多层加工，如ltcc工艺，以及在介质材料表面进行涂层，以设计出实现天线功能的金属枝节。目前知名的小天线生产厂商如johanson，tdk的产品其使用的均是上述材料及其工艺。
3、由于需要采用高介电常数的材料制备小天线，材料的损耗角的高低对整个系统的辐射效率影响较大，且材料与工艺的不一致性降低了整个系统的抗干扰性能。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种小天线结构，用于解决现有技术中由于需要采用高介电常数的材料制备小天线，高介电常数材料损耗角的高低对整个系统的辐射效率影响较大，且高介电常数材料与工艺的不一致性降低了整个系统的抗干扰性能等的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种小天线结构，所述小天线结构包括：
3、具有金属地的第二介质板，所述第二介质板上设置有被所述金属地包围的净空区域；
4
5、所述子天线单元包括：
6、第一介质板及第一立方体结构，所述第一立方体结构中至少有连续的两个电连接面，且该连续的每个电连接面上至少有三条棱设置为具有电连接关系的金属棱，所述第一立方体结构的所有棱设置于所述第一介质板的上表面、下表面及内部，且所述第一立方体结构的金属棱的电长度小于天线最低工作频段对应的自由空间波长的1/8；
7、电连接于所述第一立方体结构下方的第二立方体结构，所述第二立方体结构中的所有棱设置为具有电连接关系的金属棱，所有该金属棱设置于所述第二介质板的上表面、下表面及内部，且所述第二立方体结构的金属棱的电长度小于天线最低工作频段对应的自由空间波长的1/8；
8、第一金属枝节，其一端与所述第一立方体结构和/或所述第二立方体结构直接电连接，另一端通过匹配电路与馈线连接，所述第一金属枝节的电长度小于天线最低工作频段对应的自由空间波长的1/8；
9、第二金属枝节，一端与所述第一金属枝节直接电连接，另一端自由延伸，所述第二金属枝节的电长度小于天线最低工作频段对应的自由空间波长的1/8。
10、可选地，所述净空区域为两侧或三侧被所述金属地包围的净空区域。
11、可选地，所述第一立方体结构的表面与所述第二立方体结构的表面大小一致，且所述第一立方体结构位于所述第二立方体结构的正上方。
12、可选地，所述第一立方体结构和/或所述第二立方体结构与所述金属地之间接入电容和/或电感，以对所述子天线单元进行阻抗匹配。
13、可选地，所述第二立方体结构下表面所处平面的所述净空区域内设置有第三金属枝节；所述第三金属枝节的一端通过匹配电路与馈线连接；所述第三金属枝节的电长度小于天线最低工作频段对应的自由空间波长的1/8。
14、进一步地，所述第三金属枝节的另一端与所述金属地之间接入电容和/或电感。
15、进一步地，所述第三金属枝节的形状为类“一”字型或类“l”型或类“u”型。
16、可选地，所述第一介质板及所述第一立方体结构由双层pcb板构成，其中，所述第一立方体结构上处于上下两个平面的所述金属棱由pcb刻蚀工艺形成，所述第一立方体结构上处于竖直四个面的所述金属棱由via工艺形成；或，所述第一介质板及所述第一立方体结构由lds的塑料材质及其工艺构成；或，所述第一介质板及所述第一立方体结构由ltcc材质及其工艺构成。
17、可选地，所述第一金属枝节与所述第一立方体结构和/或所述第二立方体结构直接电连接的一端具有第一延长金属枝节，所述第一延长金属枝节与所述金属地之间接入电容和/或电感。
18、可选地，所述子天线单元包括n个呈水平排布的所述第一立方体结构，n≥2，且n个所述第一立方体结构设置在同一所述第一介质板上；所有所述第一立方体结构之间串接入短路线或0ω电阻或电感使其成为一个电连接整体。
19、进一步地，所有所述第一立方体结构形成的所述电连接整体的自由端直接电连接有第二延长金属枝节。
20、可选地，所述净空区域附近的所述金属地上设置有与所述净空区域连通的缝隙槽。
21、可选地，所述子天线单元还包括：电连接于所述第二立方体结构下方的第三介质板及第三立方体结构；其中，所述第三立方体结构中至少三条棱设置为具有立体电连接关系的金属棱，所述第三立方体结构的所有棱设置于所述第三介质板的上表面、下表面及内部，且所述第三立方体结构的金属棱的电长度小于天线最低工作频段对应的自由空间波长的1/8。
22、可选地，还包括n条第四金属枝节，n≥1；每条所述第四金属枝节的一端直接与所述金属地电连接，另一端为在所述净空区域延伸的自由端；n条所述第四金属枝节将所述净空区域分割为n+1块子净空区域；每个所述子净空区域设置如权利要求1～10中任意一项所述的子天线单元。
23、进一步地，所有所述第四金属枝节为立体结构，以提高相邻两所述子天线单元之间的隔离度。
24、进一步地，至少一条所述第四金属枝节与所述第一立方体结构或所述第二立方体结构之间接入馈电点和/或电感和/或电容。
25、进一步地，所有所述子净空区域的所述第一立方体结构设置在同一所述第一介质板上。
26、进一步地，其中一个所述子净空区域中的所述第一立方体结构的自由端直接电连接有第三延长金属枝节，馈线通过所述第三延长金属枝节馈于该第一立方体结构上。
27、进一步地，包括1条所述第四金属枝节及双工器电路；1条所述第四金属枝节将所述净空区域分割为2块所述子净空区域；所述双工器电路将所述子天线单元进行合路设计。
28、如上所述，本专利技术的小天线结构的辐射过程包括：所述第一立方体结构及所述第二立方体结构主要作为激发单元，与匹配电路一起，激发出天线所在金属地的发射模式，实现辐射功能；另外，在特定高频段，所述第一立方体结构及所述第二立方体结构还可作为辐射体，实现高频段的辐射功能。通过将第二立方体结构的全部棱设置为金属棱及将第一立方体结构设置为具有至少连续的两个电连接面且每个电连接面上至少三条具有电连接关系的金属棱，一方面当第一立方体结构及第二立方体结构作为激励单元时有效增加了其电长度；另一方面当第一立方体结构及第二立方体结构作为辐射体时，其连接方式类似于网格状结构，可有效拓宽带宽；由于第一立方体结构及第二立方体结构主要作为激发单本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小天线结构，其特征在于，所述小天线结构包括：
2.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述净空区域为两侧或三侧被所述金属地包围的净空区域。
3.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第一立方体结构的表面与所述第二立方体结构的表面大小一致，且所述第一立方体结构位于所述第二立方体结构的正上方。
4.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第一立方体结构和/或所述第二立方体结构与所述金属地之间接入电容和/或电感，以对所述子天线单元进行阻抗匹配。
5.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第二立方体结构下表面所处平面的所述净空区域内设置有第三金属枝节；所述第三金属枝节的一端通过匹配电路与馈线连接；所述第三金属枝节的电长度小于天线最低工作频段对应的自由空间波长的1/8。
6.根据权利要求5所述的小天线结构，其特征在于：所述第三金属枝节的另一端与所述金属地之间接入电容和/或电感。
7.根据权利要求5所述的小天线结构，其特征在于：所述第三金属枝节的形状为类“一”字型或类“L”型或
8.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第一介质板及所述第一立方体结构由双层PCB板构成，其中，所述第一立方体结构上处于上下两个平面的所述金属棱由PCB刻蚀工艺形成，所述第一立方体结构上处于竖直四个面的所述金属棱由VIA工艺形成；或，所述第一介质板及所述第一立方体结构由LDS的塑料材质及其工艺构成；或，所述第一介质板及所述第一立方体结构由LTCC材质及其工艺构成。
9.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第一金属枝节与所述第一立方体结构和/或所述第二立方体结构直接电连接的一端具有第一延长金属枝节，所述第一延长金属枝节与所述金属地之间接入电容和/或电感。
10.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述子天线单元包括N个呈水平排布的所述第一立方体结构，N≥2，且N个所述第一立方体结构设置在同一所述第一介质板上；所有所述第一立方体结构之间串接入短路线或0Ω电阻或电感使其成为一个电连接整体。
11.根据权利要求10所述的小天线结构，其特征在于：所有所述第一立方体结构形成的所述电连接整体的自由端直接电连接有第二延长金属枝节。
12.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述净空区域附近的所述金属地上设置有与所述净空区域连通的缝隙槽。
13.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于，所述子天线单元还包括：电连接于所述第二立方体结构下方的第三介质板及第三立方体结构；其中，所述第三立方体结构中至少三条棱设置为具有立体电连接关系的金属棱，所述第三立方体结构的所有棱设置于所述第三介质板的上表面、下表面及内部，且所述第三立方体结构的金属棱的电长度小于天线最低工作频段对应的自由空间波长的1/8。
14.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：还包括N条第四金属枝节，N≥1；每条所述第四金属枝节的一端直接与所述金属地电连接，另一端为在所述净空区域延伸的自由端；N条所述第四金属枝节将所述净空区域分割为N+1块子净空区域；每个所述子净空区域设置如权利要求1～10中任意一项所述的子天线单元。
15.根据权利要求13所述的小天线结构，其特征在于：所有所述第四金属枝节为立体结构，以提高相邻两所述子天线单元之间的隔离度。
16.根据权利要求13所述的小天线结构，其特征在于：至少一条所述第四金属枝节与所述第一立方体结构或所述第二立方体结构之间接入馈电点和/或电感和/或电容。
17.根据权利要求13所述的小天线结构，其特征在于：所有所述子净空区域的所述第一立方体结构设置在同一所述第一介质板上。
18.根据权利要求13所述的小天线结构，其特征在于：其中一个所述子净空区域中的所述第一立方体结构的自由端直接电连接有第三延长金属枝节，馈线通过所述第三延长金属枝节馈于该第一立方体结构上。
19.根据权利要求13所述的小天线结构，其特征在于：包括1条所述第四金属枝节及双工器电路；1条所述第四金属枝节将所述净空区域分割为2块所述子净空区域；所述双工器电路将所述子天线单元进行合路设计。
...【技术特征摘要】
1.一种小天线结构，其特征在于，所述小天线结构包括：
2.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述净空区域为两侧或三侧被所述金属地包围的净空区域。
3.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第一立方体结构的表面与所述第二立方体结构的表面大小一致，且所述第一立方体结构位于所述第二立方体结构的正上方。
4.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第一立方体结构和/或所述第二立方体结构与所述金属地之间接入电容和/或电感，以对所述子天线单元进行阻抗匹配。
5.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第二立方体结构下表面所处平面的所述净空区域内设置有第三金属枝节；所述第三金属枝节的一端通过匹配电路与馈线连接；所述第三金属枝节的电长度小于天线最低工作频段对应的自由空间波长的1/8。
6.根据权利要求5所述的小天线结构，其特征在于：所述第三金属枝节的另一端与所述金属地之间接入电容和/或电感。
7.根据权利要求5所述的小天线结构，其特征在于：所述第三金属枝节的形状为类“一”字型或类“l”型或类“u”型。
8.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第一介质板及所述第一立方体结构由双层pcb板构成，其中，所述第一立方体结构上处于上下两个平面的所述金属棱由pcb刻蚀工艺形成，所述第一立方体结构上处于竖直四个面的所述金属棱由via工艺形成；或，所述第一介质板及所述第一立方体结构由lds的塑料材质及其工艺构成；或，所述第一介质板及所述第一立方体结构由ltcc材质及其工艺构成。
9.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述第一金属枝节与所述第一立方体结构和/或所述第二立方体结构直接电连接的一端具有第一延长金属枝节，所述第一延长金属枝节与所述金属地之间接入电容和/或电感。
10.根据权利要求1所述的小天线结构，其特征在于：所述子天线单元包括n个呈水平排布的所述第一立方体结构，n≥2，且n个所述第一立方体结构设置在同一所述第一介质板上；所有所述第一立方体结构之间串接入短路线或0...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰钧，商进，张国辉，
申请(专利权)人：上海安费诺永亿通讯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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