[发明专利]广带天线

说明书

描述了一种广带/宽带天线，该天线包括具有第一表面的介质基底，该第一表面具有含有两个导体的天线馈电部，该天线馈电部包括第一馈电连接件和第二馈电连接件，其中，该第二馈电连接件是地或者充当地。第一导电层在第一方向上从该天线馈电部延伸并且电连接到该第一馈电连接件，其中，该第一导电层在远离该天线馈电部的方向上延伸并且延伸到第一端部边缘。第二导电层在第二方向上远离该第一导电层延伸并且电连接到该第二馈电连接件。非导电区将该第一导电层和该第二导电层分离。在该基底的第二表面上存在第三导电层，该第三导电层在朝向该天线馈电部的方向上从第二端部边缘延伸，该第三导电层的范围与该第一导电层在该第一表面处的范围至少部分地重合。该第一导电层的该第一端部边缘和该第三导电层的该第二端部边缘基本上重合，并且该第一导电层和该第三导电层在所述端部边缘处或附近彼此电连接。除了在这些边缘处的所述电互连之外，这些层彼此电隔离。

技术领域

本发明涉及一种宽带(broadband)/广带(wideband)全向天线。

背景技术

对全向宽带/广带天线的需求越来越大。目前越来越多的电器和设备与无线网络连接，并且随着“物联网”(IoT)的发展趋势，现在比如家用电器、服饰、配饰、机器、车辆、建筑等日常用品更频繁地配备有无线连接。这使得设备能够接收来自用户和其他实体的命令，以便能够被远程地控制、转发来自传感器等的信息等。为这种类型的用途提供良好的天线仍然是主要问题。从辐射和通信的角度来看，天线在被应用于比如家用电器等设备时通常被放置在不好的位置。将与设备进行通信的天线被安置的位置通常是制造商不能够预见的。此外，在许多不同的市场需要使用相同或类似的产品，但是由于在世界的不同地区使用不同的频带等，这就在进行通信时产生了问题。

因此需要一种稳健且高效的天线，该天线是全向且广带/宽带的，并且因此可以用于许多不同的环境和情况以及在多个不同的频带下使用。

一般来说，可以被认为表征性能良好的全向天线的特点是：

·低损耗：被馈送到天线或从天线馈送的EM功率将被递送/接收，而没有重大损耗。损耗主要是由于阻抗失配和电阻损耗造成的。对于谐振天线而言，物理上足够大的空间是在给定波长下实现低损耗的前提。谐振的最小长度为半波长。损耗通常被定义为效率百分比，其中，100％的效率是没有任何材料损耗的假定理想天线。

·物理上较小的尺寸：在当今的紧凑型无线电子产品的愿望清单中，这通常是首选。然而，不幸的是，其变成了与谐振条件相反的条件，谐振要求一定的最小物理尺寸。

·带宽：根据天线的预期用途，对设计天线的频率的需求是变化的。一些无线电应用处理非常窄的频带，诸如GPS。然而，宽带天线必须应付较宽的连续频率范围。宽带天线应当能够在多个频带上谐振。在不降低成本效率的情况下，很难实现明智的设计。这已变得特别困难，因为移动电话和数据覆盖许多且宽泛的频率范围，而这些范围在世界的不同地区之间也不同，使得覆盖的总需求变得非常大。LTE(4G)通常在700-1000、1600-2400、2500-2700MHz的频率范围内发现。在这些频带内，我们也将发现2G和3G。

对天线类型的选择取决于要优先考虑哪些特性。在移动电话中，优先级主要给予较小尺寸特性，而不是其他特性。如果允许较小的尺寸，则可以接受70-80％的天线损耗。由于天线是内置的并且因此具有高于接地平面的较小高度，因此，通常需要一种能够工作的天线类型，即使不是很好，但是至少在低海拔时还算不错。针对住宅天线和车载天线的选择，单极型天线通常工作良好。在这种天线中，存在其长度仅需是四分之一波长长度的肋/臂，因为第二个四分之一波长可用作天线所处的理想接地平面中的反射。

然而，通常诸如物联网中的连接，需要比汽车天线更小并且甚至在没有理想接地平面的情况下也可以工作的天线。优选地，带宽应覆盖无论哪个大洲的所有无线电话和数据的频率。具有覆盖所有现有市场的天线是很重要的。由于只需要具有一种天线类型，而不管销售市场如何，因此对这种设备(equipment)的制造商而言，这使得物流很容易。