[发明专利]一种适用于无线局域网WLAN的新型宽频带PCB天线

说明书

技术领域

本发明属于适用于无线局域网的WLAN宽频带PCB天线，尤其涉及一种利用宽带技术实现WLAN双频段天线。

背景技术

无线局域网Wireless Local Area Network，WLAN利用射频技术，采用电磁波取代旧式缆线形成无线数据传输网络，广泛应用于智能手机，平板电脑以及其他通讯设备中。无线局域网用户可通过手持设备连接到无线访问节点Access Point，AP，从而接入到无线局域网中。无线局域网中的AP天线是整个通讯系统中的重要一环。常见的AP内置WLAN天线多贴合在PCB板上，这种传统内置AP天线受环境影响较大。AP设备为应用于不同场所下WLAN网络覆盖，常常需要分布在室内或者室外不同位置，其安置位置旁边的墙壁，玻璃以及金属板等都会对天线性能造成不小的影响。现代无线通信设备要求在无净空环境下实现WLAN 天线设计。然而传统的PCB天线设计方案需要将天线位置放置于主板边缘净空区，且频段带宽较窄，受复杂的使用环境影响较大。本发明设计了一种新型宽频带WLAN天线，天线主体位于主板角落，不需要专门在主板边缘留存净空区，同时可以在极宽的频带内实现天线有效辐射，频率覆盖1.36GHz到8GHz,满足WLAN(wireless local area network) IEEE 802.11 2.4 GHz频段 (2.4–2.484 GHz)，5GHz频段(4.9–5.825 GHz)双频段要求，并对环境影响有着非常好的鲁棒性。本发明设计的WLAN宽频带PCB天线不需要净空，也不需要阻抗匹配电路，可以推广应用到不同的无线通讯终端WLAN天线设计中，具有很强的实用性。

发明内容

本发明为实现上述目的，提供了一种适用于无线局域网WLAN的新型宽频带PCB天线，其特征在于，包括含有介质基板2、金属地层板3、馈电点4的印制电路板1以及天线辐射单元5，天线辐射单元5位于印制电路板1上，与印制电路板总体作为一个天线系统，天线辐射单元作为辐射主体完成超宽带天线辐射，由接地线6、第一辐射体7、第二辐射体8、第三辐射体9、第四辐射体10组成，

所述接地线6位于天线辐射单元5与印制电路板1的边缘处，所述第一辐射体7位于接地线侧旁，与下侧金属地层板3形成天线地耦合，用于拓展天线高频带宽，所述第二辐射体8作为2.4GHz谐振的主要辐射体，作为实现5.5GHz谐振峰辐射体天线分支走线之一，与接地线6、第一辐射体7、第三辐射体9形成回路环天线，实现1.6GHz与3.8GHz谐振峰辐射；所述第三辐射体9一方面作为7.1GHz频段高频峰辐射体，同时与第二辐射体8共同形成2.4GHz低频峰辐射，并作为实现5.5GHz谐振峰辐射体天线分支走线之一，另一方面与下侧金属地层板3形成天线地耦合，有效拓展2.4GHz频段带宽，增强天线对环境的鲁棒性；所述第四辐射体10作为实现5.5GHz谐振峰辐射体天线分支走线之一，并与下侧金属地层板3形成天线地耦合，位于金属地层板3两侧面的夹角处，其大小可以有效控制总体阻抗匹配效果，从而从整体上改善天线带宽，实现超宽频带下天线辐射。

本发明利用形成回路环天线、天线分支走线以及天线地耦合三种原理实现宽频带的辐射阻抗，其中回路环天线由接地线6、第一辐射体7、第二辐射体8、第三辐射体9共同组成，对应1.6GHz及3.8GHz谐振峰，天线分支走线为第二辐射体8、第三辐射体9、第四辐射体10三条分支走线，形成2.4GHz、5GHz以及7.1GHz三个谐振峰，天线地耦合由第一辐射体7、第三辐射体9、第四辐射体10与金属接地层3耦合形成，改善总体阻抗匹配效果，拓展天线整体带宽。本发明利用回路环天线、天线分支走线以及天线地耦合三种原理在1.36GHz到8GHz的超宽范围内实现天线有效辐射，覆盖WLAN 2.4GHz频段与5GHz频段，并且对天线周边环境有着很强的鲁棒性。

所述天线辐射单元5位于印制电路板1的一角，其两侧被印制电路板的金属地层板3包围，并没有净空区域天线辐射单元5作为天线辐射的主体，其下侧与左侧位置靠近金属地层板3，通过与金属地层板3的耦合改善天线整体带宽。

在所述天线辐射单元5旁边的印制电路板1区域内安放电路、元器件或者显示屏等，从而减小天线占用空间。

所述馈电点4用于印制电路板1上的射频电路模块与天线辐射单元5的信号连通，从而接收/发射电磁波信号。

所述接地线6采用微带线形式，用于连接天线辐射单元5与金属地层板，起着生成环形天线谐振以及阻抗匹配的作用。