[发明专利]一种超材料天线及电子设备

说明书

技术领域

本发明属于通信设备领域，具体涉及一种超材料天线以及应用该天线的电子设备，特别是用于机顶盒。

背景技术

无线数据传输有一种是通过GPRS进行的，在GPRS的数据传输中，性能优异的天线是数据传输的保证，并且随着通信事业的不断发展将会不限于手机等移动终端，还会大量的使用到更多的电子设备。

数字电视机顶盒是随着电视系统的更新而推出的一种家庭数字终端产品，是把卫星数字电视信号、地面数字电视信号、有线电视网数字信号甚至互联网的数字信号进行解调、解码转换成现有电视能接受的模拟信号和数字信号。三网融合是实现有线电视网、电信网与因特网的兼并融合，通过对现有网络环境的优化整合组成业务高度集成化的多媒体信息网络，提供集三网于一体的多媒体信息服务。因此，机顶盒成为未来必不可少的终端电子设备。

天线作为数字电视机顶盒无线数据交换的桥梁，将起着非常重要的作用。目前，用于数字电视机顶盒的天线常因增益不足导致无线数据传输间断，因此，需要一种新的GPRS天线，以解决无线数据传输问题。

传统天线的辐射工作频率直接和天线的尺寸正相关，带宽和天线的面积正相关，使得天线的设计通常需要半波长的物理长度。在一些更为复杂的电子系统中，需要在馈入天线前额外的阻抗匹配网络设计。但阻抗匹配网络额外的增加了电子系统的馈线设计、增大了射频系统的面积同时匹配网络还引入了不少的能量损耗，很难满足低功耗的系统设计要求。

发明内容

为了解决现有GPRS天线特别是用于数字电视机顶盒的天线存在的问题，本发明提供了一种超材料天线，该天线通过巧妙的结构设计满足了使用GPRS的电子设备的无线数据传输要求，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超材料天线，所述超材料天线包括天线单元，所述天线单元包括：一介质基板、设置于所述介质基板一表面的辐射单元、与所述辐射单元耦合连接的馈线、馈电点、电连接所述馈线和所述馈电点的馈电接线以及接地板、电连接所述接地板的接地点；所述辐射单元包括金属片和设置在所述金属片上的镂空的凹槽。

进一步地，所述凹槽呈对称的双螺旋状。

进一步地，所述馈线包括第一馈线和第二馈线，所述第一馈线和所述第二馈线分别间隔环绕的设置在所述辐射单元的两侧，所述第一馈线和所述第二馈线经所述馈电接线与所述馈电点电连接。

进一步地，所述第一馈线的自由端延伸至所述辐射单元的端部；所述第二馈线的自由端延伸至所述辐射单元的中部。

进一步地，所述接地板包括设置于所述馈电接线两侧的接地线和设置于所述介质基板另一表面的接地片，所述接地线与所述接地片通过若干贯穿所述介质基板的金属化通孔电连接。

进一步地，所述接地片呈倒T型，所述接地点通过贯穿所述介质基板的金属化孔电连接所述接地片“一”部分。

进一步地，所述介质基板组分包括玻纤布、环氧树脂以及包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物。

进一步地，所述第一辐射单元谐振频段为880MHz~960MHz，所述第二辐射单元谐振频段为1710MHz~1880MHz。

进一步地，还包括一电连接于所述馈电点的信号传输端。

一种电子设备，包括壳体、电路板和超材料天线，所述超材料天线包括权利要求上述的超材料天线，所述超材料天线通过信号传输端与所述电路板电连接。

进一步地，所述电子设备包括机顶盒、无线路由器、无线接入点。

本发明超材料天线通过结构设计即满足了天线的性能要求，并且具有较高的增益，能够满足使用GPRS模块的电子设备的无线数据传输要求，结合低损耗的天线介质基板，使该超材料天线具有良好的工作性能。应用本发明超材料天线的电子设备能够很好进行无线信号的接收与发送，满足无线信号覆盖的要求。

附图说明

图1是本发明超材料天线的天线单元一表面的结构示意图；

图2是图1所示超材料天线另一表面的结构示意图；

图3是本发明超材料天线的S11参数仿真图；

图4是本发明电子设备的结构示意图；

图5是图4中圈示部分的放大图；

图6是图4电子设备组装后的另一视角的结构示意图。

具体实施方式