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多制式模块天线系统及移动终端 

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申请/专利权人:深圳市三极技术有限公司

摘要:本发明公开了一种多制式模块天线系统,包括PCB板,还包括第一WiFi天线结构、第二WiFi天线结构和BT天线结构,所述BT天线结构设置于所述PCB板的一端,所述第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构设置于所述PCB板的另一端,且所述第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构之间设有隔离结构。在第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构之间设置隔离结构,可以提高两个WiFi天线结构之间的隔离度;设置两个WiFi天线结构可以提高其传输效率和吞吐量;集WiFi功能和BT传输功能为一体,具有尺寸小和低功耗的特性。

主权项:1.一种多制式模块天线系统,包括PCB板,其特征在于,还包括第一WiFi天线结构、第二WiFi天线结构和BT天线结构,所述BT天线结构设置于所述PCB板的一端,所述第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构设置于所述PCB板的另一端,且所述第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构之间设有隔离结构;所述隔离结构包括隔离分支、第一支撑分支和第三固定分支,所述第三固定分支的一端与所述隔离分支固定连接,所述第三固定分支的另一端与所述PCB板固定连接,所述第一支撑分支的一端与所述隔离分支固定连接,所述第一支撑分支的另一端抵持所述第三固定分支与PCB板连接的一端;所述第一WiFi天线结构包括依次连接的第一固定分支、第一辐射分支、第一接地分支和第一馈电分支,所述第一固定分支与所述PCB板固定连接,所述第一接地分支和第一馈电分支之间还设有第二辐射分支。

全文数据:多制式模块天线系统及移动终端技术领域本发明涉及天线技术领域,尤其涉及一种多制式模块天线系统及移动终端。背景技术目前,WiFi技术是大众较为熟知的技术,人们通过WiFi进行电脑和手机上网,对WiFi的配置和上网操作比较熟悉。随着物联网在智能农业、智能电网、智能交通、智能物流、智能医疗和智能家居等方面的广泛应用,采用WiFi技术IEEE802.11acabgn标准的物联网设备逐渐被公众接受,这些智能化的应用提升了人们的生活水平。现有市面上的单天线无法满足物联网设备的通信需求,存在无线信号稳定性差,无法承载多业务模式,特别是高速上网会遇到信号拥堵和交叉干扰的现象。发明内容本发明所要解决的技术问题是:提供一种多制式模块天线系统及移动终端,其传输效率高且隔离度好。为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种多制式模块天线系统,包括PCB板,还包括第一WiFi天线结构、第二WiFi天线结构和BT天线结构,所述BT天线结构设置于所述PCB板的一端,所述第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构设置于所述PCB板的另一端,且所述第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构之间设有隔离结构。进一步的,所述第一WiFi天线结构包括依次连接的第一固定分支、第一辐射分支、第一接地分支和第一馈电分支,所述第一固定分支与所述PCB板固定连接,所述第一接地分支和第一馈电分支之间还设有第二辐射分支。进一步的,所述第二WiFi天线结构包括依次连接的第二固定分支、第三辐射分支、第二接地分支和第二馈电分支,所述第二固定分支与所述PCB板固定连接,所述第二馈电分支和第二接地分支之间还设有第四辐射分支。进一步的,所述第一辐射分支、第三辐射分支和第四辐射分支的形状均为L形。进一步的,所述隔离结构包括隔离分支、第一支撑分支和第三固定分支,所述第三固定分支的一端与所述隔离分支固定连接,所述第三固定分支的另一端与所述PCB板固定连接,所述第一支撑分支的一端与所述隔离分支固定连接,所述第一支撑分支的另一端抵持所述第三固定分支与PCB板连接的一端。进一步的,所述第三固定分支远离隔离分支的一端设有插针,所述PCB板上设有与所述插针相配合的插孔。进一步的,所述BT天线结构包括依次连接的第二支撑分支、第五辐射分支、第三接地分支和第三馈电分支,所述第二支撑分支远离第五辐射分支的一端与所述PCB板固定连接。进一步的,所述第五辐射分支的形状为U形,所述第五辐射分支远离第三接地分支的一端还设有第三支撑分支,所述第三支撑分支远离第五辐射分支的一端抵持所述PCB板。进一步的,所述PCB板上还设有U形的第一接地结构和U形的第二接地结构,所述第一接地结构与所述第一接地分支电气连接,所述第二接地结构与所述第二接地分支电气连接。本发明采用的另一技术方案为:一种移动终端,包括所述的多制式模块天线系统。本发明的有益效果在于:在第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构之间设置隔离结构,可以提高两个WiFi天线结构之间的隔离度;设置两个WiFi天线结构可以提高其传输效率和吞吐量;集WiFi功能和BT传输功能为一体,具有尺寸小和低功耗的特性。附图说明图1为本发明实施例一的多制式模块天线系统的整体结构示意图;图2为本发明实施例一的多制式模块天线系统的部分结构示意图;图3为本发明实施例一的多制式模块天线系统中的PCB板的部分示意图;图4为本发明实施例一的多制式模块天线系统中的匹配电路的示意图;图5为本发明实施例一的第一WiFi天线结构的回波损耗测试结果;图6为本发明实施例一的第一WiFi天线结构的驻波比测试结果;图7为本发明实施例一的第一WiFi天线结构的Smith圆图;图8为本发明实施例一的第二WiFi天线结构的回波损耗测试结果;图9为本发明实施例一的第二WiFi天线结构的驻波比测试结果;图10为本发明实施例一的第二WiFi天线结构的Smith圆图;图11为本发明实施例一的BT天线结构的回波损耗测试结果;图12为本发明实施例一的BT天线结构的驻波比测试结果;图13为本发明实施例一的BT天线结构的Smith圆图;图14为本发明实施例一的第一WiFi天线结构与第二WiFi天线结构之间的隔离度测试结果;图15为本发明实施例一的第一WiFi天线结构与BT天线结构之间的隔离度测试结果;图16为本发明实施例一的第二WiFi天线结构与BT天线结构之间的隔离度测试结果。标号说明:1、PCB板;11、馈电位;12、接地位;13、第一接地结构;14、第二接地结构;2、第一WiFi天线结构;21、第一固定分支;22、第一辐射分支;23、第一接地分支;24、第一馈电分支;25、第二辐射分支;3、第二WiFi天线结构;31、第二固定分支;32、第三辐射分支;33、第二接地分支;34、第二馈电分支;35、第四辐射分支;4、隔离结构;41、隔离分支;42、第一支撑分支;43、第三固定分支;5、BT天线结构;51、第二支撑分支;52、第五辐射分支;53、第三接地分支;54、第三馈电分支;55、第三支撑分支。具体实施方式为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。本发明最关键的构思在于:在第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构之间设置隔离结构,可以提高两个WiFi天线结构之间的隔离度。请参照图1至图3,一种多制式模块天线系统,包括PCB板1,还包括第一WiFi天线结构2、第二WiFi天线结构3和BT天线结构5,所述BT天线结构5设置于所述PCB板1的一端,所述第一WiFi天线结构2和第二WiFi天线结构3设置于所述PCB板1的另一端,且所述第一WiFi天线结构2和第二WiFi天线结构3之间设有隔离结构4。从上述描述可知,本发明的有益效果在于:在第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构之间设置隔离结构,可以提高两个WiFi天线结构之间的隔离度;设置两个WiFi天线结构可以提高其传输效率和吞吐量;集WiFi功能和BT传输功能为一体,具有尺寸小和低功耗的特性。进一步的,所述第一WiFi天线结构2包括依次连接的第一固定分支21、第一辐射分支22、第一接地分支23和第一馈电分支24,所述第一固定分支21与所述PCB板1固定连接,所述第一接地分支23和第一馈电分支24之间还设有第二辐射分支25。由上述描述可知,可以通过第一固定分支将第一WiFi天线结构焊接在PCB板上,其固定效果好,且易于装配。进一步的,所述第二WiFi天线结构3包括依次连接的第二固定分支31、第三辐射分支32、第二接地分支33和第二馈电分支34,所述第二固定分支31与所述PCB板1固定连接,所述第二馈电分支34和第二接地分支33之间还设有第四辐射分支35。由上述描述可知,可以通过第二固定分支将第二WiFi天线结构焊接在PCB板上,其固定效果好,且易于装配。进一步的,所述第一辐射分支22、第三辐射分支32和第四辐射分支35的形状均为L形。进一步的,所述隔离结构4包括隔离分支41、第一支撑分支42和第三固定分支43,所述第三固定分支43的一端与所述隔离分支41固定连接,所述第三固定分支43的另一端与所述PCB板1固定连接,所述第一支撑分支42的一端与所述隔离分支41固定连接,所述第一支撑分支42的另一端抵持所述第三固定分支43与PCB板1连接的一端。由上述描述可知,第三固定分支与PCB板可以焊接固定,第一支撑分支可以提高隔离结构的稳定性。进一步的,所述第三固定分支43远离隔离分支41的一端设有插针,所述PCB板1上设有与所述插针相配合的插孔。由上述描述可知,插针与插孔可以焊接固定,通过插针与插孔配合以及第三固定分支与PCB板的相互配合,不仅便于装配,且连接稳定性好。进一步的,所述BT天线结构5包括依次连接的第二支撑分支51、第五辐射分支52、第三接地分支53和第三馈电分支54,所述第二支撑分支51远离第五辐射分支52的一端与所述PCB板1固定连接。由上述描述可知,第二支撑分支可以与PCB板焊接连接。进一步的,所述第五辐射分支52的形状为U形,所述第五辐射分支52远离第三接地分支53的一端还设有第三支撑分支55,所述第三支撑分支55远离第五辐射分支52的一端抵持所述PCB板1。由上述描述可知,设置第三支撑分支可以进一步提高BT天线结构的稳定性。进一步的,所述PCB板1上还设有U形的第一接地结构13和U形的第二接地结构14,所述第一接地结构13与所述第一接地分支23电气连接,所述第二接地结构14与所述第二接地分支33电气连接。由上述描述可知,设置U形的第一接地结构和第二接地结构可以减小天线设计的复杂度。本发明涉及的另一技术方案为:一种移动终端,包括所述的多制式模块天线系统。由上述描述可知,移动终端可以是平板等电子设备,可以同时实现WiFi和BT天线,天线系统的占用空间小。请参照图1至图16,本发明的实施例一为:一种移动终端,包括多制式模块天线系统,如图1和图2所示,所述多制式模块天线系统包括PCB板1、第一WiFi天线结构2、第二WiFi天线结构3和BT天线结构5,所述BT天线结构5设置于所述PCB板1的一端,所述第一WiFi天线结构2和第二WiFi天线结构3设置于所述PCB板1的另一端,且所述第一WiFi天线结构2和第二WiFi天线结构3之间设有隔离结构4。本实施例中,所述PCB板1的尺寸为70mm×33mm。所述第一WiFi天线结构2包括依次连接的第一固定分支21、第一辐射分支22、第一接地分支23和第一馈电分支24,所述第一固定分支21与所述PCB板1固定连接,可以是焊接的方式固定连接,所述第一接地分支23和第一馈电分支24之间还设有第二辐射分支25。本实施例中,第一辐射分支22的形状为L形,第一辐射分支22所在的平面垂直于所述PCB板1所在的平面,所述第二辐射分支25所在的平面平行于所述PCB板1所在的平面,此外,第一接地分支23和第一馈电分支24共面,且第一接地分支23所在的平面也垂直于所述PCB板1所在的平面。所述第二WiFi天线结构3包括依次连接的第二固定分支31、第三辐射分支32、第二接地分支33和第二馈电分支34,所述第二固定分支31与所述PCB板1固定连接,可以通过焊接的方式固定连接,所述第二馈电分支34和第二接地分支33之间还设有第四辐射分支35。所述第三辐射分支32所在的平面垂直于所述PCB板1所在的平面,所述第三辐射分支32和第四辐射分支35的形状均为L形,所述第四辐射分支35的一个辐射部所在的平面平行于所述PCB板1所在的平面,所述第四辐射分支35的另一个辐射部所在的平面垂直于所述PCB板1所在的平面,所述第二馈电分支34和第二接地分支33共平面,且所述第二馈电分支34所在的平面垂直于所述PCB板1所在的平面。所述隔离结构4包括隔离分支41、第一支撑分支42和第三固定分支43,所述第三固定分支43的一端与所述隔离分支41固定连接,所述第三固定分支43的另一端与所述PCB板1固定连接,第三固定分支43与PCB板1之间可以焊接连接,所述第一支撑分支42的一端与所述隔离分支41固定连接,所述第一支撑分支42的另一端抵持所述第三固定分支43与PCB板1连接的一端。本实施例中,所述第三固定分支43远离隔离分支41的一端设有插针,所述PCB板1上设有与所述插针相配合的插孔,插针与插孔之间也可以通过SMT工艺贴装的方式固定连接。所述隔离分支41的形状为矩形,且所述隔离分支41所在的平面平行于所述PCB板1所在的平面,所述第一支撑分支42的形状为L形,且所述第一支撑分支42所在的平面垂直于所述PCB板1所在的平面。本实施例中,所述隔离分支41相对于所述第一WiFi天线结构2和第二WiFi天线结构3独立设置。所述BT天线结构5包括依次连接的第二支撑分支51、第五辐射分支52、第三接地分支53和第三馈电分支54,所述第二支撑分支51远离第五辐射分支52的一端与所述PCB板1固定连接。所述第五辐射分支52的形状为U形,所述第五辐射分支52所在的平面平行于所述PCB板1所在的平面,所述第五辐射分支52远离第三接地分支53的一端还设有第三支撑分支55,所述第三支撑分支55远离第五辐射分支52的一端抵持所述PCB板1,所述第三支撑分支55所在的平面垂直于所述PCB板1所在的平面。所述第三接地分支53和第三馈电分支54共平面,且所述第三接地分支53所在的平面垂直于所述PCB板1所在的平面。如图3所示,所述PCB板1上设有分别与第一馈电分支24、第二馈电分支34、第三馈电分支54电气连接的馈电位11,以及分别与第一接地分支23、第二接地分支33和第三接地分支53电气连接的接地位12。本实施例中,所述PCB板1上还设有U形的第一接地结构13和U形的第二接地结构14,所述第一接地结构13与所述第一接地分支23电气连接,所述第二接地结构14与所述第二接地分支33电气连接。为了提高天线性能,在PCB板上还可以设置匹配电路来优化天线性能。第一WiFi天线结构、第二WiFi天线结构以及BT天线结构均可以采用如图4所示的π型匹配电路,只不过每个匹配电路中E1、E2、E3和E4的值不同,具体表1所示。表1匹配电路参数表其中“”表示无该器件。图5为第一WiFi天线结构的回波损耗测试结果,从图中可以看出,天线实测的反射系数达到设计效果,其RL回波损耗在2.48GHzmin值-8.8dB,一般情况RL绝对值越大越好。图6为第一WiFi天线结构的驻波比测试结果,从图中可以看出,在2.4~2.48GHz内测试的电压驻波比VSWR2.4GHz2.1,VSWR2.482GHz2.0能满足其阻抗带宽要求4%,适应其天线与模块之间的匹配。图7为第一WiFi天线结构的Smith圆图,从图中可以看出,在其工作频率范围内,其Smith图接近50欧姆阻抗圆,其反射系数小于13,满足其天线设计要求。图8为第二WiFi天线结构的回波损耗测试结果,从图中可以看出,天线实测的反射系数达到设计效果,其RL2.4GHzmin值-10.1dB,一般情况RL绝对值越大越好。图9为第二WiFi天线结构的驻波比测试结果,从图中可以看出在2.4~2.48GHz内测试的电压驻波比VSWR2.4GHz1.9,VSWR2.48GHz1.85能满足其阻抗带宽要求4%,适应其天线与模块之间的匹配。图10为第二WiFi天线结构的Smith圆图,从图中可以看出,在其工作频率范围内,其Smith图接近50欧姆阻抗圆,其反射系数小于13,满足其天线设计要求。图11为BT天线结构的回波损耗测试结果,从图中可以看出,天线实测的反射系数达到设计效果,其RL2.4GHzmin值-10.1dB,一般情况RL绝对值越大越好。图12为BT天线结构的驻波比测试结果,从图中可以看出,在2.4~2.48GHz内测试的电压驻波比VSWR2.4GHz1.93,VSWR2.48GHz1.28能满足其阻抗带宽要求4%,适应其天线与模块之间的匹配。图13为BT天线结构的Smith圆图,从图中可以看出,在其工作频率范围内,其Smith图接近50欧姆阻抗圆,其反射系数小于13,满足其天线设计要求。图14为第一WiFi天线结构与第二WiFi天线结构之间的隔离度测试结果,从图中可以看出,天线采用的隔离弹片地隔离度最小值≥14.7dB2.48GHz左右,而普通天线其隔离度在同样的间距下只能达到8dB。图15为第一WiFi天线结构与BT天线结构之间的隔离度测试结果,从图中可以看出天线结构间隔离度最小值≥24.6dB2.48GHz左右,而普通天线其隔离度在同样的间距下只能达到15dB。图16为第二WiFi天线结构与BT天线结构之间的隔离度测试结果,从图中可以看出天线结构间隔离度最小值≥25.8dB2.48GHz左右,而普通天线其隔离度在同样的间距下只能达到15dB。表2第一WiFi天线结构的效率增益测试结果频率MHz效率%增益dB增益Phi.dB增益ThetadB240247.22.080.83-0.14240747.42.140.920.26241249.92.521.350.79241750.62.751.400.73242255.13.331.961.31242753.43.101.801.44243255.23.231.951.63243755.23.221.921.53244256.23.272.061.86244757.23.282.232.07245259.73.462.602.29245757.93.212.452.20246258.43.182.542.28246758.33.092.512.17247258.02.982.372.14247756.22.732.021.85从表2可以看出,第一WiFi天线结构的最小辐射效率值≥47.2%2.40GHz左右,而普通天线其效率在同样的环境下只能达到40%,合适的增益有助于提高天线结构的全向性,对于2.4GHz频段,天线峰值增益不应超过5dBi,而本实施例在2.4~2.8GHz频段内的增益最大值为3.46dBi2.452GHz处。并且其水平极化和垂直极化指标体现了天线的全向性良好。表3第二WiFi天线结构的效率增益测试结果频率MHz效率%增益dB增益Phi.dB增益ThetadB240245.31.390.080.20240745.81.450.450.33241247.71.850.950.78241747.02.080.930.96242250.92.191.120.94242750.52.101.490.89243251.72.451.861.19243751.62.531.921.14244253.02.782.231.30244753.92.862.271.67245254.23.312.402.10245754.63.392.572.21246256.23.552.772.42246756.73.562.812.43247257.93.632.922.54247756.93.582.752.54从表3可以看出第二WiFi天线结构的辐射效率≥45.3%2.40GHz左右,而普通天线其效率在同样的环境下只能达到40%,合适的增益有助于提高天线结构的全向性,对于2.4GHz频段,天线峰值增益不应超过5dBi,而本实施例在2.4~2.8GHz频段内的增益最大值为3.63dBi2.472GHz处。并且其水平极化和垂直极化指标体现了天线的全向性良好。表4BT天线结构的效率增益测试结果从表4可以看出BT天线结构的辐射效率≥50.3%2.40GHz左右,普通天线其效率在同样的环境下只能达到40%,合适的增益有助于提高天线结构的全向性,对于2.4GHz频段,天线峰值增益不应超过5dBi,而本实施例在2.4~2.8GHz频段内的增益最大值为3.43dBi2.48GHz处。并且其水平极化和垂直极化指标体现了其天线的全向性良好。综上所述,本发明提供的一种多制式模块天线系统及移动终端,天线结构之间的隔离度好,天线效率高,可以同时实现WiFi和BT天线功能,占用空间小。以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

权利要求:1.一种多制式模块天线系统,包括PCB板,其特征在于,还包括第一WiFi天线结构、第二WiFi天线结构和BT天线结构,所述BT天线结构设置于所述PCB板的一端,所述第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构设置于所述PCB板的另一端,且所述第一WiFi天线结构和第二WiFi天线结构之间设有隔离结构。2.根据权利要求1所述的多制式模块天线系统,其特征在于,所述第一WiFi天线结构包括依次连接的第一固定分支、第一辐射分支、第一接地分支和第一馈电分支,所述第一固定分支与所述PCB板固定连接,所述第一接地分支和第一馈电分支之间还设有第二辐射分支。3.根据权利要求2所述的多制式模块天线系统,其特征在于,所述第二WiFi天线结构包括依次连接的第二固定分支、第三辐射分支、第二接地分支和第二馈电分支,所述第二固定分支与所述PCB板固定连接,所述第二馈电分支和第二接地分支之间还设有第四辐射分支。4.根据权利要求3所述的多制式模块天线系统,其特征在于,所述第一辐射分支、第三辐射分支和第四辐射分支的形状均为L形。5.根据权利要求1所述的多制式模块天线系统,其特征在于,所述隔离结构包括隔离分支、第一支撑分支和第三固定分支,所述第三固定分支的一端与所述隔离分支固定连接,所述第三固定分支的另一端与所述PCB板固定连接,所述第一支撑分支的一端与所述隔离分支固定连接,所述第一支撑分支的另一端抵持所述第三固定分支与PCB板连接的一端。6.根据权利要求5所述的多制式模块天线系统,其特征在于,所述第三固定分支远离隔离分支的一端设有插针,所述PCB板上设有与所述插针相配合的插孔。7.根据权利要求1所述的多制式模块天线系统,其特征在于,所述BT天线结构包括依次连接的第二支撑分支、第五辐射分支、第三接地分支和第三馈电分支,所述第二支撑分支远离第五辐射分支的一端与所述PCB板固定连接。8.根据权利要求7所述的多制式模块天线系统,其特征在于,所述第五辐射分支的形状为U形,所述第五辐射分支远离第三接地分支的一端还设有第三支撑分支,所述第三支撑分支远离第五辐射分支的一端抵持所述PCB板。9.根据权利要求3所述的多制式模块天线系统,其特征在于,所述PCB板上还设有U形的第一接地结构和U形的第二接地结构,所述第一接地结构与所述第一接地分支电气连接,所述第二接地结构与所述第二接地分支电气连接。10.一种移动终端,其特征在于,包括权利要求1-9任意一项所述的多制式模块天线系统。

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