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Title:
AXE-SHAPED DUAL-MODE MONOPOLE ANTENNA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/184356
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed by the present invention is an axe-shaped dual-mode monopole antenna, comprising a dielectric board, a hollowed-out metal plate, an axe-shaped monopole structure and a SubMiniature version A (SMA) connector, wherein the hollowed-out metal plate is attached on the upper surface of the dielectric board, and the axe-shaped monopole structure is attached to the lower surface of the dielectric board. Etched on the hollowed-out metal plate are stepped hollowed-out gaps. The axe-shaped monopole structure comprises a bar-shaped vertical part and an axe-shaped horizontal part, wherein the vertical part of the axe-shaped monopole structure is perpendicular to the long edge of the lower surface of the dielectric board. The axe-shaped horizontal part of the axe-shaped monopole structure comprises isosceles trapezoid metal plates which are provided symmetrically at both sides of the bar-shaped vertical part of the axe-shaped monopole structure. The SMA connector is provided on the dielectric board, wherein the axe-shaped monopole structure is electrically connected to the feed end of the SMA connector, and the hollowed-out metal plate is electrically connected to the grounding end of the SMA connector. The axe-shaped dual-mode monopole antenna in the present invention has two resonance modes that may be tuned independently.

Inventors:
PENG BIAO (CN)
DENG LI (CN)
LI SHUFANG (CN)
ZHANG GUANJING (CN)
GE XINKE (CN)
GAO WEIMING (CN)
ZHANG HONGZHI (CN)
Application Number:
PCT/CN2017/101986
Publication Date:
October 11, 2018
Filing Date:
September 16, 2017
Export Citation:
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Assignee:
X TRIP INF TECH CO LTD (CN)
International Classes:
H01Q1/38; H01Q9/30
Foreign References:
CN107093792A2017-08-25
CN107093799A2017-08-25
CN105356042A2016-02-24
CN1835282A2006-09-20
US6774853B22004-08-10
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种斧形双模单极子天线, 包括介质板、 镂空金属片、 斧形单极子结 构和 SMA头, 其特征在于: 所述镂空金属片贴合于所述介质板的上 表面, 所述斧形单极子结构贴合于所述介质板的下表面; 所述镂空金 属片上刻蚀有阶梯型镂空缝隙, 所述阶梯型镂空缝隙由第一矩形镂空 、 第二矩形镂空、 第三矩形镂空、 第四矩形镂空和第五矩形镂空依次 连接构成; 所述斧形单极子结构包括条形竖部和斧形横部, 所述斧形 单极子结构的条形竖部包括连接的第一矩形金属片和第二矩形金属片 , 所述斧形单极子结构的条形竖部与所述介质板的下表面的长边垂直 ; 所述斧形单极子结构的斧形横部包括对称设置于所述斧形单极子结 构的条形竖部两侧的等边梯形金属片, 所述斧形单极子结构关于所述 介质板的下表面的宽边中轴线对称; 所述 SMA头设置于所述介质板 上, 所述斧形单极子结构与 SMA头的馈电端电连接, 所述镂空金属 片与 SMA头的接地端电连接。

[权利要求 2] 如权利要求 1所述的斧形双模单极子天线, 其特征在于, 所述第一矩 形镂空、 第二矩形镂空、 第三矩形镂空、 第四矩形镂空和第五矩形镂 空的宽边与所述介质板的上表面的宽边中轴线平行; 所述第一矩形镂 空、 第二矩形镂空、 第三矩形镂空、 第四矩形镂空和第五矩形镂空关 于所述宽边中轴线对称。

[权利要求 3] 如权利要求 1所述的斧形双模单极子天线, 其特征在于, 所述介质板 为 FR4的介质基板, 所述介质板的厚度为 0.8mm且介电常数为 4.4。

[权利要求 4] 如权利要求 1-3任一项所述的斧形双模单极子天线, 其特征在于, 所 述介质板和镂空金属片的长度为 74mm, 所述介质板和镂空金属片的 宽度为 106mm; 所述第一矩形镂空的长度为 52mm, 所述第一矩形镂 空的宽度为 44mm; 所述第二矩形镂空的长度为 32mm, 所述第二矩 形镂空的宽度为 6mm; 所述第三矩形镂空的长度为 6.7mm, 所述第三 矩形镂空的宽度为 10.5mm; 所述第四矩形镂空的长度为 2.6mm, 所 述第四矩形镂空的宽度为 17.7mm; 所述第五矩形镂空的长度为 9.6m m, 所述第五矩形镂空的宽度为 1.5mm。

[权利要求 5] 如权利要求 4所述的斧形双模单极子天线, 其特征在于, 所述阶梯型 镂空缝隙的下部长边与所述介质板的上表面的下部长边的距离为 6.3m m。

[权利要求 6] 如权利要求 5所述的斧形双模单极子天线, 其特征在于, 所述斧形单 极子结构的第一矩形金属片的长度为 2.5mm, 所述第一矩形金属片的 宽度为 36mm; 所述斧形单极子结构的第二矩形金属片的长度为 lmm , 所述第二矩形金属片的宽度为 11mm; 所述斧形单极子结构的等边 梯形金属片的上底边长度为 2.5mm, 所述等边梯形金属片的下底边长 度为 16mm, 所述等边梯形金属片的高度为 6.75mm。

[权利要求 7] 如权利要求 6所述的斧形双模单极子天线, 其特征在于, 所述斧形单 极子结构的等边梯形金属片的中心点与所述斧形单极子结构的第一矩 形金属片的下底边的垂直距离为 9.8mm。

Description:
斧形双模单极子天线 技术领域

[0001] 本发明涉及通信技术领域, 尤其涉及一种斧形双模单极子天线。

背景技术

[0002] 为了便于通信终端和射频识别系统的大规模推 广应用, 终端或系统的经济成本 和体积大小都是至关重要的考虑因素, 作为其中重要部件的天线, 在保证较高 性能指标的前提下, 必须都需要多频化、 宽带化、 小型化。 现有技术的单极子 天线具有两个谐振模式, 一个谐振模式由单极子天线的纵向结构产生, 另一个 谐振模式由单极子天线的横向结构产生。 目前单极子天线设计可以通过合理调 整其横纵尺寸, 来有效调节天线频率带宽。 但是, 目前的单极子天线基本上很 难将两个谐振模式有效分幵, 存在不能同吋对两个谐振模式进行独立调谐的 技 术问题。

技术问题

[0003] 本发明的主要目的提供一种斧形双模单极子天 线, 旨在解决现有的单极子天线 不能同吋对两个谐振模式进行独立调谐的技术 问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 为实现上述目的, 本发明提供了一种斧形双模单极子天线, 包括介质板、 镂空 金属片、 斧形单极子结构和 SMA头, 所述镂空金属片贴合于所述介质板的上表 面, 所述斧形单极子结构贴合于所述介质板的下表 面; 所述镂空金属片上刻蚀 有阶梯型镂空缝隙, 所述阶梯型镂空缝隙由第一矩形镂空、 第二矩形镂空、 第 三矩形镂空、 第四矩形镂空和第五矩形镂空依次连接构成; 所述斧形单极子结 构包括条形竖部和斧形横部, 所述斧形单极子结构的条形竖部包括连接的第 一 矩形金属片和第二矩形金属片, 所述斧形单极子结构的条形竖部与所述介质板 的下表面的长边垂直; 所述斧形单极子结构的斧形横部包括对称设置 于所述斧 形单极子结构的条形竖部两侧的等边梯形金属 片, 所述斧形单极子结构关于所 述介质板的下表面的宽边中轴线对称; 所述 SMA头设置于所述介质板上, 所述 斧形单极子结构与 SMA头的馈电端电连接, 所述镂空金属片与 SMA头的接地端 电连接。

[0005] 优选的, 所述第一矩形镂空、 第二矩形镂空、 第三矩形镂空、 第四矩形镂空和 第五矩形镂空的宽边与所述介质板的上表面的 宽边中轴线平行; 所述第一矩形 镂空、 第二矩形镂空、 第三矩形镂空、 第四矩形镂空和第五矩形镂空关于所述 宽边中轴线对称。

[0006] 优选的, 所述介质板为 FR4的介质基板, 所述介质板的厚度为 0.8mm且介电常 数为 4.4。

[0007] 优选的, 所述介质板和镂空金属片的长度为 74mm, 所述介质板和镂空金属片 的宽度为 106mm; 所述第一矩形镂空的长度为 52mm, 所述第一矩形镂空的宽度 为 44mm; 所述第二矩形镂空的长度为 32mm, 所述第二矩形镂空的宽度为 6mm ; 所述第三矩形镂空的长度为 6.7mm, 所述第三矩形镂空的宽度为 10.5mm; 所 述第四矩形镂空的长度为 2.6mm, 所述第四矩形镂空的宽度为 17.7mm; 所述第 五矩形镂空的长度为 9.6mm, 所述第五矩形镂空的宽度为 1.5mm。

[0008] 优选的, 阶梯型镂空缝隙的下部长边与所述介质板的上 表面的下部长边的距离 为 6.3mm。

[0009] 优选的, 所述斧形单极子结构的第一矩形金属片的长度 为 2.5mm, 所述第一矩 形金属片的宽度为 36mm; 所述斧形单极子结构的第二矩形金属片的长度 为 lmm , 所述第二矩形金属片的宽度为 11mm; 所述斧形单极子结构的等边梯形金属片 的上底边长度为 2.5mm, 所述等边梯形金属片的下底边长度为 16mm, 所述等边 梯形金属片的高度为 6.75mm。

[0010] 优选的, 所述斧形单极子结构的等边梯形金属片的中心 点与所述斧形单极子结 构的第一矩形金属片的下底边的垂直距离为 9.8mm。

发明的有益效果

有益效果

[0011] 相较于现有技术, 本发明斧形双模单极子天线通过设置斧型单极 子结构, 由于 其所述斧形单极子结构的斧形横部与射频地的 耦合面积小, 并且该所述斧形单 极子结构的斧形横部与所述斧形单极子结构的 条形竖部能够有效隔离, 实现了 两个谐振模式独立调谐。

对附图的简要说明

附图说明

[0012] 图 1是本发明斧形双模单极子天线优选实施例的 构示意图;

[0013] 图 2是本发明斧形双模单极子天线的镂空金属片 选实施例的结构示意图;

[0014] 图 3是本发明斧形双模单极子天线的斧形单极子 构优选实施例的结构示意图

[0015] 图 4是本发明斧形双模单极子天线的反射系数仿 结果示意图;

[0016] 图 5是本发明斧形双模单极子天线 LP3参数的反射系数仿真结果示意图;

[0017] 图 6是本发明斧形双模单极子天线 S1参数的反射系数仿真结果示意图。

[0018] 本发明目的实现、 功能特点及优点将结合实施例, 将在具体实施方式部分一并 参照附图做进一步说明。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0019] 为更进一步阐述本发明为达成上述目的所采取 的技术手段及功效, 以下结合附 图及较佳实施例, 对本发明的具体实施方式、 结构、 特征及其功效进行详细说 明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明 , 并不用于限定 本发明。

[0020] 参照图 1所示, 图 1是本发明斧形双模单极子天线优选实施例的 面结构示意图 。 在本实施例中, 斧形双模单极子天线 1, 包括介质板 10、 镂空金属片 20、 斧形 单极子结构 50和 SMA (Sub-Miniature-A) 头 60。 所述斧形双模单极子天线 1为长 方体结构 (图 1中仅示出了平面示意图) , 所述镂空金属片 20及斧形单极子结构 50均为铜质。 所述介质板 10为 FR4的介质基板, 所述介质板 10厚度为 0.8mm且介 电常数优选为 4.4。 所述 SMA头 60为同轴连接器。 所述镂空金属片 20贴合于所述 介质板 10的上表面, 所述斧形单极子结构 50贴合于所述介质板 10的下表面; 所 述镂空金属片 20上刻蚀有阶梯型镂空缝隙 21, 所述阶梯型镂空缝隙 21由第一矩 形镂空 211、 第二矩形镂空 212、 第三矩形镂空 213、 第四矩形镂空 214和第五矩 形镂空 215依次连接构成; 所述斧形单极子结构 50包括条形竖部 51和斧形横部 52 , 所述斧形单极子结构的条形竖部 51包括连接的第一矩形金属片 511和第二矩形 金属片 512, 所述斧形单极子结构的条形竖部 51与所述介质板 10的下表面的长边 垂直; 所述斧形单极子结构的斧形横部 52包括对称设置于所述斧形单极子结构 的条形竖部 51两侧的等边梯形金属片 521, 所述斧形单极子结构 50关于所述介质 板 10的下表面的宽边中轴线对称; 所述 SMA头 60设置于所述介质板 10上, 所述 斧形单极子结构 50与 SMA头 60的馈电端电连接, 所述镂空金属片 20与 SMA头 60 的接地端电连接。

[0021] 作为本发明的优选实施例, 斧形单极子结构的竖部 51延伸至所述介质板 10的下 表面的顶部长边, 所述 SMA头 60设置于所述斧形单极子结构的竖部 51与所述介 质板 10的下表面的顶部长边相交位置的介质板 10上, 形成第一馈电端口。

[0022] 本发明斧形双模单极子天线通过设置斧型单极 子结构, 由于其所述斧形单极子 结构的斧形横部与射频地的耦合面积小, 并且该所述斧形单极子结构的斧形横 部与所述斧形单极子结构的条形竖部能够有效 隔离, 实现了两个谐振模式独立 调谐。

[0023] 参照图 2所示, 图 2是斧形双模单极子天线的镂空金属片优选实 例的结构示意 图。 在本实施例中, 所述第一矩形镂空 211、 第二矩形镂空 212、 第三矩形镂空 2 13、 第四矩形镂空 214和第五矩形镂空 215的宽边与所述介质板 10的上表面的宽 边中轴线平行; 所述第一矩形镂空 211、 第二矩形镂空 212、 第三矩形镂空 213、 第四矩形镂空 214和第五矩形镂空 214关于所述宽边中轴线对称。

[0024] 所述介质板 10和镂空金属片 20的长度 W为 74mm, 所述介质板 10和镂空金属片 2 0的宽度 L为 106mm; 所述第一矩形镂空 211的长度 W0为 52mm, 所述第一矩形镂 空 211的宽度 L0为 44mm; 所述第二矩形镂空 212的长度 W1为 32mm, 所述第二矩 形镂空 212的宽度 L1为 6mm; 所述第三矩形镂空 213的长度 W2为 6.7mm, 所述第 三矩形镂空 213的宽度 L2为 10.5mm; 所述第四矩形镂空 214的长度 W3为 2.6mm, 所述第四矩形镂空 214的宽度 L3为 17.7mm; 所述第五矩形镂空 215的长度 W4为 9. 6mm, 所述第五矩形镂空 215的宽度 L4为 1.5mm。 所述阶梯型镂空缝隙 21的下部 长边与所述介质板 10的上表面的下部长边的距离 dx为 6.3mm。 [0025] 参照图 3所示, 图 3是斧形双模单极子天线的斧形单极子结构优 实施例的结构 示意图。 所述斧形单极子结构 50的第一矩形金属片 511的长度 WP2为 2.5mm, 所 述第一矩形金属片 511的宽度 LP2为 36mm; 所述斧形单极子结构 50的第二矩形金 属片 512的长度 WP3为 lmm, 所述第二矩形金属片 512的宽度为 LP3为 11mm; 所 述斧形单极子结构 50的等边梯形金属片 521的上底 S2长度为 2.5mm, 所述等边梯 形金属片的下底边长度 S1为 16mm, 所述等边梯形金属片的高度 d3为 6.75mm。 所 述斧形单极子结构 50的等边梯形金属片 521的中心点与所述斧形单极子结构 50的 第一矩形金属片 511的下底边的垂直距离为 9.8mm。

[0026] 参考图 4所示, 图 4是本发明斧形双模单极子天线的反射系数仿 结果示意图。

从图 4可以看出, 所述斧形双模单极子天线 1的反射系数在 -10dB以下, 工作频率 可以覆盖 1.15GHz到 2.99GHz, 实现了 fpl、 fp2两个谐振模式。 参考图 5所示, 图 5 是本发明斧形双模单极子天线 LP3参数的反射系数仿真结果示意图。 从图 5中可 以看出, 通过调节斧形单极子结构 50的第二矩形金属片 512的宽度 LP3, 可以实 现对 fpl的独立调谐。 参考图 6所示, 图 6是本发明斧形双模单极子天线 S1参数的 反射系数仿真结果示意图。 从图 6中可以看出, 通过调节所述斧形单极子结构 50 的等边梯形金属片 521的下底长度 Sl, 可以实现对 f P 2的独立调谐。

[0027] 本发明斧形双模单极子天线通过设置斧型单极 子结构, 通过设置斧型单极子结 构, 由于其所述斧形单极子结构的斧形横部与射频 地的耦合面积小, 并且该所 述斧形单极子结构的斧形横部与所述斧形单极 子结构的条形竖部能够有效隔离 , 实现了两个谐振模式独立调谐。

[0028]

[0029] 以上仅为本发明的优选实施例, 并非因此限制本发明的专利范围, 凡是利用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效 功能变换, 或直接或间接运用在 其他相关的技术领域, 均同理包括在本发明的专利保护范围内。

工业实用性

[0030] 相较于现有技术, 本发明斧形双模单极子天线通过设置斧型单极 子结构, 由于 其所述斧形单极子结构的斧形横部与射频地的 耦合面积小, 并且该所述斧形单 极子结构的斧形横部与所述斧形单极子结构的 条形竖部能够有效隔离, 实现了