一种UWB圆极化天线及电子设备的制作方法

一种uwb圆极化天线及电子设备
技术领域
1.本实用新型涉及天线技术领域，更具体地说，涉及一种uwb圆极化天线及电子设备。


背景技术：

2.超宽带(ultra wide band，uwb)技术是一种无线载波通信技术，它利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。uwb技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。
3.而由于uwb系统使用500mhz以上的宽频高速传输资料，因此就要求uwb天线必需具备很好的频率特性。同时，其各种应用场景对其物理尺寸的要求也越来越高，如何在保证在尽可能的减小其物理尺寸的同时保证其优异的频率特性，是uwb天线设计中越来越需要研究的课题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分技术缺陷，提供一种uwb圆极化天线及电子设备。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种uwb圆极化天线，包括：具有相对的第一表面和第二表面的基板，设置在所述基板的第一表面的辐射单元和设置在所述基板的第二表面并与所述辐射单元部分重叠的地单元；
6.所述辐射单元包括：第一辐射部、第二辐射部和第三辐射部；所述第一辐射部为沿第一方向延伸并朝第二方向开口的弧形环，所述第二辐射部为连接所述第一辐射部的延伸起点、并沿所述第二方向延伸的l字形，其中所述l字形沿所述第一方向折弯，所述第三辐射部为连接所述第一辐射部的延伸终点、并沿所述第一方向延伸的工字形，其中所述工字形在所述第二方向上开口；
7.所述地单元包括呈l字形连接的第一连接部和第二连接部，其中所述第二连接部的宽度沿远离所述第一连接部的方向逐渐变小。
8.优选地，所述第三辐射部包括第三连接部、第四连接部和第五连接部；
9.所述第三连接部连接所述第一辐射部的延伸终点，所述第四连接部连接所述第三连接部和所述第五连接部，所述第三连接部和所述第五连接部在所述第一方向上的宽度相同。
10.优选地，所述第三连接部、所述第四连接部和所述第五连接部在所述第一方向上的中心线相同。
11.优选地，所述第三连接部、所述第四连接部和所述第五连接部均为矩形。
12.优选地，所述第一辐射部的延伸终点的外侧与所述第三连接部呈直角连接。
13.优选地，所述第一连接部远离所述第二连接部的一侧与所述第五连接部远离所述
第四连接部的一侧沿所述第一表面和/或所述第二表面的垂直面对齐。
14.优选地，所述第一连接部在所述第一方向上的中心线和所述第五连接部在所述第一方向上的中心线沿所述第一表面和/或所述第二表面的垂直面对齐。
15.优选地，所述第一连接部为矩形，所述第二连接部为三角形。
16.优选地，所述第一连接部在其延伸方向上延伸距离过半处连接所述第二连接部。
17.本实用新型还构造一种电子设备，包括，如上面任意一项所述的uwb圆极化天线。
18.实施本实用新型的一种uwb圆极化天线及电子设备，具有以下有益效果：具有良好的端口匹配和辐射性能，占用空间较小，方便集成到各种产品模块中使用。
附图说明
19.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
20.图1是本实用新型一种uwb圆极化天线一实施例的结构示意图；
21.图2是本实用新型一种uwb圆极化天线另一实施例的结构示意图；
22.图3是本实用新型一种uwb圆极化天线一实施例的端口s参数示意图；
23.图4是本实用新型一种uwb圆极化天线一实施例的端口群时延参数示意图。
具体实施方式
24.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
25.如图1和图2所示，在本实用新型的一种uwb圆极化天线第一实施例中，包括：具有相对的第一表面和第二表面的基板，设置在所述基板的第一表面的辐射单元110和设置在所述基板的第二表面并与所述辐射单元110部分重叠的地单元120；所述辐射单元110包括：第一辐射部111、第二辐射部112和第三辐射部113；所述第一辐射部111为沿第一方向延伸并朝第二方向开口的弧形环，所述第二辐射部112为连接所述第一辐射部111的延伸起点并沿所述第二方向延伸的l字形，其中所述l字形沿所述第一方向折弯，所述第三辐射部113为连接所述第一辐射部111的延伸终点、并沿所述第一方向延伸的工字形，其中所述工字形在所述第二方向上开口；所述地单元120包括呈l字形连接的第一连接部121和第二连接部122，其中所述第二连接部122的宽度沿远离所述第一连接部121的方向逐渐变小。具体的，基板上相对的两个表面分别设有辐射单元110和地单元120，其中辐射单元110由第一辐射部111、第二辐射部112和第三辐射部113组成。第一辐射部111为圆弧形的环，其以与第二辐射部112的连接点为延伸起点沿着第一方向延伸并在延伸终点连接第三辐射部113。第二辐射部112以第一辐射部111的延伸起点为延伸起点沿着第一辐射部111的弧形开口方向延伸，其中第二辐射部112在延伸过程中沿第一方向折弯形成为l字形。第三辐射部113呈工字形，该工字形在第二方向上开口，其开口分别朝向第二方向和第二方向的反方向。此外，第三辐射部113以第一辐射部111的延伸终点为延伸起点在第一方向上延伸。该辐射单元110的工作频率对应为uwb标准5号频点对应的频率范围，其具体工作范围可以为6.5ghz对应的频段范围。地单元120为由第一连接部121和第二连接部122组成的l字形，其中第二连接部122的宽度随着其与第一连接部121之间的距离增加而逐渐减小。基板可以选用通用的pcb板材。
26.在一实施例中，所述第三辐射部113包括第三连接部1131、第四连接部1132和第五连接部1133；所述第三连接部1131连接所述第一辐射部111的延伸终点，所述第四连接部1132连接所述第三连接部1131和所述第五连接部1133，所述第三连接部1131和所述第五连接部1133在所述第一方向上的宽度相同。具体的，第三辐射部113为由第三连接部1131、第四连接部1132和第五连接部1133组成的工字形，其中第四连接部1132分别连接第三连接部1131和第五连接部1133，第三连接部1131连接第一辐射部111的延伸终点，第五连接部1133远离所述第一延伸不的延伸终点，同时第三连接部1131与第五连接部1133在第一方向上的宽度相同。也可以理解为该工字形的上下两连接部宽度相同。
27.在一实施例中，所述第三连接部1131、所述第四连接部1132和所述第五连接部1133在所述第一方向上的中心线相同。可以理解，第三连接部1131、第四连接部1132和第五连接部1133的中心线相同。还可以理解，第三辐射部113可以为以该中心线为对称轴的轴对称图形。
28.可选的，所述第三连接部1131、所述第四连接部1132和所述第五连接部1133均为矩形。即，第三辐射部113可以为三个矩形连接组成的工字形，其中第四连接部1132的宽度小于第三连接部1131和第五连接部1133的宽度。
29.可选的，所述第一辐射部111的延伸终点的外侧与所述第三连接部1131呈直角连接。具体的，第一辐射部111在其与第三辐射部113的连接处开始变窄，即其在第一辐射部111的延伸终点的外侧不再以弧形延伸，其以直线方式延伸，与第三辐射部113的第三连接部1131形成直角连接。其中，由第一辐射部111形成的该直角的边的长度可以根据天线的性能参数进行调节。
30.可选的，所述第一连接部121远离所述第二连接部122的一侧与所述第五连接部1133远离所述第四连接部1132的一侧沿所述第一表面和/或所述第二表面的垂直面对齐。具体的，第一连接部121和第五连接部1133的外侧在两个表面上对齐，即其外侧在基板的同一垂直面上。
31.可选的，所述第一连接部121在所述第一方向上的中心线和所述第五连接部1133在所述第一方向上的中心线沿所述第一表面和/或所述第二表面的垂直面对齐。即，第一连接部121在第一方向上的中心线和第五连接部1133在第一方向上的中心线对齐，其在基板的同一垂直面上。
32.在一实施例中，所述第一连接部121为矩形，所述第二连接部122为三角形。其中，第二连接部122的大小可以调节已形成不同大小不同的三角形。
33.在一实施例中，所述第一连接部121在其延伸方向上延伸距离过半处连接所述第二连接部122。具体的，第一连接部121自延伸起点开始延伸，在延伸过程中，当其延伸的距离超过其延伸的总长度的一半的位置时开始折弯形成第二连接部122。即第二连接部122与第一连接部121的连接宽度小于第一连接部121的延伸长度的一半。
34.如图3所示，一具体的实施例中的端口s参数示意图，其主要是回波参数，图4是一实施例对应的的端口群时延参数示意图。
35.另，本实用新型的一种电子设备，其包括如上面任意一项的uwb圆极化天线，其通过第三辐射部113的延伸终点连接至内部电子电路，可以在保证电子设备的性能的同时，实现电子设备的整个体积的减小。
36.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。