[发明专利]用于发送和/或接收电磁信号的天线

说明书

一种用于发送和/或接收电磁信号的天线以及使用天线发送和/或接收电磁信号的方法。该天线包括沿平面延伸的导电的接地结构；形成辐射器的第一结构，其为导电的；第二结构，其为导电的；以及用于连接天线和信号线的馈电点。第一结构的第一端和第二结构的第一端在馈电点彼此电接触。此外，接地结构通过间隙与馈电点隔开，且第二结构的第二端与接地结构连接。第二结构包括弯曲部分，使得当从与接地结构的平面正交的方向观察时，第二结构与接地结构的一部分一起包围区域。

背景技术

在微波设计技术领域，开发集成到无线设备中的小型天线是一项非常常见和费力的工作。应用的例子有WiFi、蓝牙和Zigbee应用。这些应用可用作家庭自动化、安全系统、消费类电子产品及其他射频技术，特别是运行在2.4GHz频率范围内的工业、科学和医疗(ISM)无线电波段中。

为此，必须考虑许多影响内置天线和影响最终结果的因素。这些因素的例子有：可附接至天线的印刷板的介电常数ε_r、设备外壳的介电常数ε_r或电子装备的介电常数ε_r。其他因素为天线安装的位置和材料的厚度。为实现一个或多个应用的最佳天线设计，所有这些和其他的参数都被考虑在内，以提供更快、更顺畅和更便宜的数据传输流，同时能够将天线放置在任何地方。

这意味着，具有预定能量的信号可由天线传输到基站。为获得这种灵活性，当天线至少沿一平面(例如方位平面)以均匀的强度辐射时，这是有利的。

此外，由于设备的天线尺寸通常非常有限，因此需要非常紧凑的天线。

到目前为止，如图8所示的平面倒F形天线800(PIFA)主要用于此类应用。然而，如图9a所示，如图8和图9e所示的PIFA天线800的辐射图908在许多应用中并不像所期望的那样是各向同性(isotropic)的。各向同性的天线是一种在所有方向上辐射相同强度的无线电波的假想天线。

在US10418701 B2中示出一种包括第一天线和第二天线的天线设备。第一天线包括第一单极天线以及从第一单极天线分出的环形天线。环形天线的一端(其与环形天线从第一单极天线分出的分支点相对)在接地导体上在第一天线的馈电点和第二天线的馈电点之间短路。

因此，本发明的目的为设计一种紧凑且更加各向同性的辐射天线。

发明内容

独立权利要求的主题解决了上述问题并实现了本发明的目的。从属权利要求针对本发明的优选实施例。

本发明的一方面涉及一种用于发送和/或接收电磁信号的天线。所述天线包括沿平面延伸的导电的接地结构；形成辐射器的第一结构，其为导电的；第二结构，其为导电的；以及用于连接天线和信号线的馈电点。所述天线可以为印刷天线，也可以通过铣削、切割、蚀刻等方式制造。

所述天线可至少部分地由导电材料(例如铜、银、金、铝及其组合等)制成。

在一些实施例中，所述天线可固定在诸如FR4的介电基板材料上。FR4是电路板中常用的电介质，用作信号线的接地平面与信号线之间的绝缘体。基板在天线设计中可能很重要，其会影响天线的尺寸和带宽。

信号线(信号迹线)可为传输线，例如带状线、微带、共面波导和平面传输线等。在一些实施例中，馈电点可与信号线的导体直接接触。在一些实施例中，馈电点可通过过孔、镀通孔和/或线接合的方式与信号线接触。

第一结构的第一端与第二结构的第一端在馈电点处彼此电接触。此外，接地结构与馈电点由间隙隔开。该间隙可由空气填充，也可由电介质填充。在一些实施例中，该间隙可为物理和/或空间间隙。