多频段天线结构的制作方法

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种多频段天线结构。

背景技术：

近年来无线通信技术发展迅速，天线作为无线信号的收发设备，在其中扮演着非常重要的角色。其中外置天线面临的环境复杂，要保证通信质量不受影响，就要具备高效率，较高增益，易与其他设备集成等特点，另外市场上也提出对外置天线的集成度和隐蔽性的要求，高集成度的天线在有限的尺寸中可以实现更多的功能，隐蔽性良好的天线能够避免在人员流动大的场所过于显眼而受到人为移动或拆除而导致通信失效的问题。

目前市面上的外置天线装置种类繁杂，有磁铁吸附式的螺杆天线或吸盘天线、棒状结构的胶棒天线、背胶吸附式的贴片天线、定位专用的陶瓷介质天线等。众多天线种类中，棒状结构的胶棒天线性能较稳定，但在特定场景下穿墙效果不佳，影响用户体验，且普遍结构细长，剖面较高，性能与结构成反比的效果，比如剖面低时无法保证低频段较好的天线性能。棒状结构的胶棒天线至少由线路板组件、固塑胶件、隔离泡棉、胶套、射频线缆、射频连接器等六部分组成，一般为双馈的二合一棒状天线设计，天线整体外形结构为一扁圆柱形结构的棒状天线，隔离泡棉位于两天线线路板中间，起固定、隔离内部天线用，线路板组件均安装在胶套里，与固塑胶件通过铆钉连接固定，天线外部采用长度为0.3m的射频同轴线缆进行信号传输。

但是，目前市面上的外置天线结构通常只支持单一的通信制式，应用场景有所局限。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中天线结构通常只支持单一的通信制式的问题，提供一种能够同时工作在4g和wifi频段的多频段天线结构。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种多频段天线结构，包括：

gnd天线地板；

天线主体，所述天线主体包括：wifi天线主体及4g天线主体，所述wifi天线主体及所述4g天线主体均与所述gnd天线地板电连接。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，通过wifi天线主体和4g天线主体共用gnd天线地板的方式，使得该多频段天线结构能够同时工作在4g和wifi频段，满足多频段互相通用的需求。

在其中一个实施例中，所述多频段天线结构还包括：

第一天线贴片，与所述wifi天线主体相连接；

wifi馈电点，所述wifi馈电点位于所述第一天线贴片与所述gnd天线地板之间，以将所述第一天线贴片与所述gnd天线地板电连接；

第二天线贴片，与所述4g天线主体相连接；

4g馈电点，所述4g馈电点位于所述第二天线贴片与所述gnd天线地板之间，以将所述第二天线贴片与所述gnd天线地板电连接。

在其中一个实施例中，所述4g天线主体包括弧形辐射枝节天线主体，所述wifi天线主体包括两辐射枝节天线主体。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，通过采用弧形辐射枝节天线主体，在保证辐射性能的前提下，降低了该多频段天线结构的高度及剖面，提升了该多频段天线结构的隐蔽性。

在其中一个实施例中，所述多频段天线结构还包括pcb板，所述gnd天线地板、所述第一天线贴片、所述wifi馈电点、所述第二天线贴片及所述4g馈电点均位于所述pcb板的一表面，所述wifi天线主体及所述4g天线主体均贯穿所述pcb板，以延伸至所述pcb板远离所述gnd天线地板的一侧。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，pcb板能够起到对天线主体和gnd天线地板的支撑作用，使得该多频段天线结构的结构更加稳固。

在其中一个实施例中，所述wifi馈电点及所述4g馈电点分别位于所述pcb板的中心相对的两侧，且所述wifi馈电点与所述4g馈电点之间具有间距。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，wifi馈电点和4g馈电点分别位于pcb板的中心相对的两侧，提升了该多频段天线结构两个天线主体之间的隔离度，避免耦合过强影响辐射性能。

在其中一个实施例中，所述多频段天线结构还包括：

绝缘支撑泡棉，所述绝缘支撑泡棉位于所述pcb板设有所述gnd天线地板、所述第一天线贴片、所述wifi馈电点、所述第二天线贴片及所述4g馈电点的一侧，且所述gnd天线地板、所述第一天线贴片、所述wifi馈电点、所述第二天线贴片及所述4g馈电点均位于所述绝缘支撑泡棉与所述pcb板之间；

导电泡棉，镶嵌于所述绝缘支撑泡棉内，且与所述gnd天线地板电连接；其中，所述导电泡棉与所述gnd天线地板接触的部分裸露在所述pcb板外。

在其中一个实施例中，所述多频段天线结构还包括铜螺柱，所述铜螺柱与所述导电泡棉电连接。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，gnd天线地板与铜螺柱通过导电泡棉相连接，有效延长了gnd天线地板的长度，使得该多频段天线结构在低频段工作时的匹配得以优化，保证该多频段天线结构在低频段工作时较高的辐射效率。

在其中一个实施例中，所述多频段天线结构还包括：

外壳，所述外壳内侧形成有容纳腔，所述gnd天线地板、所述第一天线贴片、所述第二天线贴片、所述wifi馈电点、所述4g馈电点、所述pcb板、所述绝缘支撑泡棉及所述导电泡棉均位于所述容纳腔内；

下壳盖，覆盖所述容纳腔；所述铜螺柱贯穿所述下壳盖，一端与所述导电泡棉电连接，另一端延伸至所述下壳盖的外侧。

在其中一个实施例中，所述多频段天线结构还包括防水圈，所述防水圈套置于所述铜螺柱外围，且贴置于所述下壳盖的表面。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，铜螺柱的外围设置有防水圈，能够起到防水防腐蚀的作用。

在其中一个实施例中，所述多频段天线结构还包括：

射频连接器；

射频线缆，所述射频线缆一端与所述射频连接器相连接，另一端穿过所述铜螺柱与所述wifi馈电点及所述4g馈电点相连接。

本发明提供的多频段天线结构具有如下有益效果：

本发明提供的多频段天线结构，通过wifi天线主体和4g天线主体共用gnd天线地板的方式，使得该多频段天线结构能够同时工作在4g和wifi频段，满足多频段互相通用的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请其中一个实施例提供的多频段天线结构的内部结构示意图；

图2为本申请其中一个实施例提供的多频段天线结构的外部结构示意图,其中，图2(a)为本申请其中一个实施例提供的多频段天线结构的主视图，图2(b)为本申请其中一个实施例提供的多频段天线结构的右视图，图2(c)为本申请其中一个实施例提供的多频段天线结构的左视图；

图3为本申请其中一个实施例提供的多频段天线结构在矢量网络分析仪znb8下测试的天线性能参数电压驻波比的波形图，其中，图3(a)为本申请其中一个实施例提供的多频段天线结构在全频段600-960mhz/1710-2690mhz的电压驻波比，图3(b)为本申请其中一个实施例提供的多频段天线结构在wifi天线频段2400-2500mhz的电压驻波比。

附图标记说明：

1-gnd天线地板，2-天线主体，21-wifi天线主体，22-4g天线主体，3-第一天线贴片，4-wifi馈电点，5-第二天线贴片，6-4g馈电点，7-pcb板，8-绝缘支撑泡棉，9-导电泡棉，10-铜螺柱，11-外壳，12-下壳盖，13-射频连接器，14-射频线缆。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一天线贴片称为第二天线贴片，且类似地，可将第二天线贴片称为第一天线贴片。第一天线贴片和第二天线贴片两者都是天线贴片，但其不是同一天线贴片。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

请参考图1，在本申请的一个实施例中，提供了一种多频段天线结构，包括：

gnd天线地板1；

天线主体2，天线主体2包括：wifi天线主体21及4g天线主体22，wifi天线主体21及4g天线主体22均与gnd天线地板1电连接。

上述实施例中提供的多频段天线结构，通过wifi天线主体21和4g天线主体22共用gnd天线地板1的方式，使得该多频段天线结构能够同时工作在4g和wifi频段，满足多频段互相通用的需求。同时，共用gnd天线地板1的方式还能够有效地减小天线结构的尺寸。

在其中一个实施例中，可以采用铺铜地板作为gnd天线地板1，也可以采用其他材质的天线地板作为gnd天线地板1，本发明对于gnd天线地板1的材质并不做限定。

请继续参考图1，在其中一个实施例中，多频段天线结构还包括：

第一天线贴片3，所述第一天线贴片3与所述wifi天线主体21相连接；

wifi馈电点4，wifi馈电点4位于第一天线贴片3与gnd天线地板1之间，以将第一天线贴片3与gnd天线地板1电连接；

第二天线贴片5，所述第二天线贴片5与所述4g天线主体22相连接；

4g馈电点6，4g馈电点6位于第二天线贴片5与gnd天线地板1之间，以将第二天线贴片5与gnd天线地板1电连接。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，第一天线贴片3和第二天线贴片5能够起到优化匹配的作用，使得该多频段天线结构的辐射效率更高，同时还可以作为固定天线主体2的焊盘。

请继续参考图1，在其中一个实施例中，4g天线主体22包括弧形辐射枝节天线主体，wifi天线主体21包括两辐射枝节天线主体。

目前市面上的天线结构大多采用胶棒式的结构，这种结构的天线剖面过高，隐蔽性不佳，也不利于和其他设备集成。上述实施例中提供的多频段天线结构，通过采用弧形辐射枝节天线主体，在保证辐射性能的前提下，降低了该多频段天线结构的高度及剖面，提升了该多频段天线结构的隐蔽性。采用弧形辐射枝节天线主体还便于该多频段天线结构安装在多种通信设备上，使得该多频段天线结构更容易与其他设备集成。

在其中一个实施例中，wifi天线主体21和4g天线主体22均可采用直径为0.6mm-1.0mm的金属丝弯折而成；具体的，金属丝的直径可以为0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1.0mm，本发明对于wifi天线主体21和4g天线主体22的直径并不做限定。在其中一个实施例中，wifi天线主体21和4g天线主体22也可以采用其他材质的辐射枝节天线主体，本发明对于wifi天线主体21和4g天线主体22的材质并不做限定。

请继续参考图1，在其中一个实施例中，多频段天线结构还包括pcb板7，gnd天线地板1、第一天线贴片3、wifi馈电点4、第二天线贴片5及4g馈电点6均位于pcb板7的一表面，wifi天线主体21及4g天线主体22均贯穿pcb板，以延伸至pcb板7远离gnd天线地板1的一侧。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，pcb板7能够起到对天线主体2和gnd天线地板1的支撑作用，使得该多频段天线结构的结构更加稳固。

具体的，在其中一个实施例中，pcb板7上具有通孔，wifi天线主体21及4g天线主体22通过通孔与pcb板7底面的gnd天线地板1相连接。

在其中一个实施例中，pcb板7的厚度可以为0.8mm-1.2mm,具体的，可以为0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm或1.2mm；在其中一个实施例中，pcb板7的材质可以为fr-4(四功能<tera-function>的环氧树脂加上填充剂<filler>以及玻璃纤维所做出的复合材料)，也可以是其他的材质；本发明对pcb板7的厚度和材质并不做限定。

请继续参考图1，在其中一个实施例中，wifi馈电点4及4g馈电点6分别位于pcb板7的中心相对的两侧，且wifi馈电点4与4g馈电点6之间具有间距。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，wifi馈电点4和4g馈电点6分别位于pcb板7的中心相对的两侧，提升了该多频段天线结构两个天线主体之间的隔离度，避免耦合过强影响辐射性能。

请继续参考图1，在其中一个实施例中，多频段天线结构还包括：

绝缘支撑泡棉8，绝缘支撑泡棉8位于pcb板7设有gnd天线地板1、第一天线贴片3、wifi馈电点4、第二天线贴片5及4g馈电点6的一侧，且gnd天线地板1、第一天线贴片3、wifi馈电点4、第二天线贴片5及4g馈电点6均位于绝缘支撑泡棉8与pcb板7之间；

导电泡棉9，镶嵌于绝缘支撑泡棉8内，且与gnd天线地板电连接1。

具体的，在其中一个实施例中，如图1所示，导电泡棉9与gnd天线地板电连接1接触的部分裸露在pcb板7外。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，绝缘支撑泡棉8能够起到支撑天线主体2的作用，同时还能够避免导电泡棉9因受到挤压而产生的形变，保证了多频段天线结构的工作性能。

在其中一个实施例中，绝缘支撑泡棉8可以包括但不仅限于聚乙烯泡棉、三聚氰胺树脂泡棉或环氧树脂泡棉等等中的任一种，本发明对于绝缘支撑泡棉8的类型或材质并不做限定。

在其中一个实施例中，导电泡棉9可以包括但不仅限于普通导电泡棉、镀镍铜导电泡棉、镀金导电泡棉、镀碳导电泡棉、镀锡导电泡棉、导电铝箔泡棉、导电铜箔泡棉或全方位导电泡棉等等中的任一种，本发明对于导电泡棉9的类型或材质并不做限定。

请参考图2，在其中一个实施例中，多频段天线结构还包括铜螺柱10，铜螺柱10与导电泡棉9电连接。

目前市面上大多数的外置天线结构增益不高，辐射效率一般在20-30％，在复杂电磁环境中会影响通信质量，用户体验感不佳，天线辐射效率不高意味着大部分能量没有辐射到空间中，射频器件的功耗随之增加。上述实施例中提供的多频段天线结构中，铜螺柱10用于固定天线主体2，gnd天线地板1与铜螺柱10通过导电泡棉9相连接，有效延长了gnd天线地板1的长度，使得该多频段天线结构低频段的驻波得到优化，从而优化了该多频段天线结构在低频段工作时的匹配，保证该多频段天线结构在低频段工作时较高的辐射效率。

请参考图3，图3所示为该多频段天线结构在矢量网络分析仪znb8下测试的天线性能参数电压驻波比的值，其中，如图3中的(a)图所示，全频段0.6-0.96ghz/1.710-2.690ghz的电压驻波比基本在3以下；如图3中的(b)图所示，wifi天线频段2.4-2.5ghz的电压驻波比均在2以下，均低于行业要求外置天线驻波3.0，由此可见，上述实施例中提供的多频段天线结构低频段的驻波得到了优化，其工作性能也得到了提升。

同时，采用铜螺柱的固定方式比磁吸或粘胶等固定方式更可靠。

具体的，在其中一个实施例中，可以采用型号为m12的铜螺柱；在另一实施例中，也可以采用m10或m16等其他型号的铜螺柱，本发明对于铜螺柱的型号并不做限定。

请继续参考图2，在其中一个实施例中，多频段天线结构还包括：

外壳11，外壳11内侧形成有容纳腔，gnd天线地板1、第一天线贴片3、第二天线贴片5、wifi馈电点4、4g馈电点6、pcb板7、绝缘支撑泡棉8及导电泡棉9均位于容纳腔内；

下壳盖12，覆盖容纳腔；铜螺柱10贯穿下壳盖12，一端与导电泡棉9电连接，另一端延伸至下壳盖的外侧12。

具体的，导电泡棉9和绝缘支撑泡棉8均位于pcb板7和下壳盖12的中间，其中导电泡棉9的导电层与gnd天线地板1以及铜螺柱10相连接。

在其中一个实施例中，外壳11可以包括但不仅限于abs(acrylonitrilebutadienestyrenecopolymers，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)材质，本发明对于外壳11的材质并不做限定。上述实施例提供的多频段天线结构中，外壳11采用的是abs材质，不仅强度高、韧性好、易于加工成型，同时还能够耐高温，工作最高温度能达到75℃的要求。

在其中一个实施例中，外壳11的直径可以为45mm-65mm，具体的，可以为45mm、50mm、55mm、60mm或65mm等；在其中一个实施例中，外壳11的高度可以为45mm-55mm，具体的，可以为45mm、50mm或55mm等，本发明对于外壳11的直径和高度并不做限定。上述实施例提供的多频段天线结构中，外壳11的结构尺寸d(直径)*h(高度)为50mm*48.5mm。

在其中一个实施例中，多频段天线结构还包括防水圈(图中未示出)，防水圈套置于铜螺柱10外围，且贴置于下壳盖12的表面。

上述实施例中提供的多频段天线结构中，铜螺柱10的外围设置有防水圈，能够起到防水防腐蚀的作用。

请继续参考图2，在其中一个实施例中，多频段天线结构还包括：

射频连接器13；

射频线缆14，射频线缆14一端与射频连接器13相连接，另一端穿过铜螺柱10与wifi馈电点4及4g馈电点6相连接。

在其中一个实施例中，射频连接器13可以包括但不仅限于sma连接器，本发明对于射频连接器13的型号并不做限定；在其中一个实施例中，射频线缆14可以包括但不仅限于rg174型号的射频电缆，本发明对于射频线缆14的型号并不做限定。

具体的，将经过调制的4g和/或wifi信号输入至后端通信设备，后端通信设备与射频线缆14末端的射频连接器13通信连接，信号则经过射频连接器13分别输入到射频线缆14，并通过射频线缆14传输至射频线缆14另一端的天线主体2，经过天线主体2后，射频线缆14中的导行波转化为电磁波辐射到空间中，用户在天线辐射覆盖范围内就能够接收到高质量的4g和/或wifi信号。

在其中一个实施例中，多频段天线结构的工作频率范围为600-960mhz/1710-2690mhz/2400-2500mhz，可覆盖国内电信、移动、联通三大运营商网络。

请参考表1至3，表1至3为其中一个实施例中提供的多频段天线结构在专用微波暗室测试天线辐射效率和增益性能的环境下的天线效率数据，微波暗室型号为ams-89230。

表1本发明的多频段天线结构在4g低频段效率增益性能数据

表2本发明的多频段天线结构在4g低频段效率增益性能数据

表3本发明的多频段天线结构在wifi低频段效率增益性能数据

从表1至3中的数据可以看出，4g低频段600-960mhz效率为27.72％-70.91％，平均效率为51.6％，增益0.7-3.6dbi，平均增益2.0dbi；4g中高频段1710-2690mhz中，辐射效率36.08％-68.07％，平均效率为54.96％，增益1.4-5.0dbi，平均增益为3.18dbi。wifi频段2400-2500mhz效率为55.84％-71.02％，平均效率63.27％，增益为5.2-5.8dbi，平均增益5.62dbi。在射频线缆14衰减的情况下，外置天线行业一般要求效率大于25％，增益大于0dbi为较好的性能。从表1至3中的数据可知，上述实施例中提供的多频段天线结构辐射效率较高，性能属于行业较好的状态。

在本说明书的描述中，参考术语“其中一个实施例”、“一些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。