[发明专利]一种宽带无线数据卡天线

说明书

技术领域

本发明属于一种无线移动设备技术领域的天线，尤其涉及数据卡天线技术。

背景技术

随着全球3G通讯网络的不断发展，无线通讯和数据传输已经成为人们使用新科技的重要方式。载有天线的无线数据卡作为一种无线上网方式具有传输速度快、使用便捷以及随时随地在线等优点，因此，在未来的市场中，无线设备配置无线数据卡是必然的趋势。天线作为无线数据卡的重要组成部分，直接影响无线设备的收发性能。目前，实现无线数据卡天线的挑战是，需要在较小的空间内实现低SAR（Specific Absorption Rate，比吸收率）值辐射的多频带/宽带的天线。

一般来说，无线移动通信的频段由低频和高频两个通信频段组成（低频段范围为698-960MHz，高频段范围为1710-2690MHz）。其中天线的输入阻抗可表示为：Zin=R+jwL-1/jwC，其中，R表示电阻，jwL表示感抗，1/jwC为容抗。当输入阻抗中的感抗和容抗等值异号，即天线的输入阻抗为纯电阻性时，天线便达到了谐振状态。天线在某一频段内产生谐振即说明天线在该频段内能形成良好的匹配，这样电磁场的能量就不会被储存起来了，而是形成有效地辐射。

现在，在数据卡天线设计形式上，广泛采用单极子（Monopole）、倒F天线（Inverted-FAntenna，IFA）和平面倒F天线（Planar Inverted-F Antenna，PIFA）等内置式天线，这些形式的天线一般设置在数据卡的末端，由数据卡主板作为天线的“地”，天线和“地”共同组成辐射器。然而，上述设计的天线工作带宽都较窄，难以满足日益增长的带宽需求。

无线数据卡工作时产生的电磁辐射对用户的影响也受到人们的广泛关注。这要求无线数据卡要在较小的空间内实现低SAR值辐射的天线。现有的低SAR天线技术方案中，常采用新型高磁导率材料制作天线，以尽量提高数据卡天线近场中磁场能的比重，减小电场能在近场中的比重，从而实现天线低SAR值的目的，然而，由于无线数据卡天线结构的复杂性和使用环境的多变性的特点，往往导致上述方案失效，且成本较高。还有些天线在设计时仅仅简单地通过降低辐射功率达到控制SAR值的目的，这种做法会显著影响天线的传输特性和通信性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种内置式无线数据卡天线，能够在无线数据卡的小尺寸上获得较宽的工作带宽和较低的SAR值。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术手段是，一种宽带无线数据卡天线，包括天线走线、金属地和微带馈线，所述天线走线和微带馈线设置在所述数据卡主板的一面，所述金属地设置在所述数据卡主板的另一面；在所述金属地中设置有一个半封闭的无金属区域，无金属区域包括天线走线正投影至金属地所在平面上的对应区域；

所述天线走线包括连接带、贴片、窄条带、集总电容，窄条带一端通过数据卡主板上的金属化过孔与邻近无线数据卡的接口处的金属地一侧连接，另一端连接贴片中远离无线数据卡的接口的一边；所述连接带一端连接微带馈线，微带馈线的正投影在远离无线数据卡的接口处的金属地一侧，连接带的另一端连接贴片中远离无线数据卡的接口的一边；

所述集总电容设置在窄条带中；

所述微带馈线向天线走线馈电，在所述天线走线上激励起高频电流；所述贴片与所述金属地在空间上存在耦合缝隙，并通过耦合激励起金属地上的高频电流形成谐振；所述窄条带在低频段上产生的感抗与窄条带中的集总电容在低频段上产生的容抗相抵消，在低频段上形成谐振。

由于天线是一个完整的辐射系统，其中的每一部分对低频段和高频段谐振点的产生以及带宽覆盖都有一定的影响。本发明中，天线走线和金属地共同组成天线辐射系统，天线走线直接印制或焊接在无线数据卡主板的一面上，金属地印制在无线数据卡主板的另一面上。将金属地上对应天线走线正投影区域的金属全部挖空，则在金属地上形成一个半封闭的无金属区域，由于天线走线的贴片和金属地分别设置在无线数据卡主板的两个面上，这样在贴片与金属地之间便形成了耦合缝隙。天线走线和金属地之间的缝隙耦合能呈现分布式电容的作用，同时，天线走线中的窄条带能呈现分布式电感的作用，能有效的调节天线的输入阻抗，从而使天线在所需频段内产生谐振形成较宽的带宽。