縫隙天線及其工作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及一種縫隙天線，特別是涉及一種位于無線通訊設備的金屬外殼上的平面縫隙天線。
【背景技術】
[0002]手機、平板電腦、筆記本電腦等無線通訊設備都包含有用于進行無線通信的天線，普通消費者所用的大多數無線通訊設備都采用內置天線，例如平面倒F天線(FIPA，PlanarInverted-F Antenna)、單極天線等。為了確保正常通信，這些無線通訊設備不能采用全金屬外殼，至少在天線區域要采用諸如塑料、碳纖維等非金屬材料。
[0003]為了使無線通訊設備采用全金屬外殼，目前已有在無線通訊設備的金屬外殼上采用縫隙天線(slot antenna)以取代內置天線的技術。縫隙天線是指在導體面上開縫形成的天線，也稱為開槽天線。例如申請公布號為CN101976765A、申請公布日為2011年2月16日的中國發明專利申請；申請公布號為CN102025022A、申請公布日為2011年4月20日的中國發明專利申請；申請公布號為CN102624947A、申請公布日為2012年8月1日的中國發明專利申請；申請公布號為CN103531911A、申請公布日為2014年1月22日的中國發明專利申請；等等。這些縫隙天線或者要求縫隙長度為電磁波的二分之一波長，或者采用非均勻寬度的縫隙以減少縫隙長度。
[0004]如今的無線通訊標準往往包含多個頻段，例如無線局域網(wifi)標準就包含了
2.4GHz和5GHz雙頻段。如何滿足雙頻段的無線通訊需求、同時盡量減少縫隙天線的長度以便應用于小體積的無線通訊設備，就成為一個值得研究的課題。
【發明內容】
[0005]本申請所要解決的技術問題是提供一種形成于金屬平面的縫隙天線，僅以一個縫隙就可以覆蓋兩個頻段，并且具有占用面積非常小的特點。為此，本申請還要提供所述縫隙天線的工作方法。
[0006]為解決上述技術問題，本申請縫隙天線是在一塊金屬平板上形成一個由中間段、左段一、左段二、右段一、右段二所組成的縫隙，且金屬平板除縫隙以外的面積 > 縫隙的面積；在中間段的相對兩側分別設置饋電點和饋地點；所述中間段被饋電點或饋地點劃分為中間段左和中間段右兩部分；中間段的兩端分別是左端點、右端點；左段一和左段二共同連接左端點；右段一和右段二共同連接右端點；
[0007]左段一的長度+左段二的長度+中間段左的長度=右段一的長度+右段二的長度+中間段右的長度=第一頻段內任一頻率點的四分之一波長；左段一與左段二與中間段左的總和、右段一與右段二與中間段右的總和分別構成了用于發射或接收第一頻段的無線通訊信號的第一偶極子天線的饋線、地線或相反；
[0008]中間段左的長度+左段一的長度=左段二的長度=第二頻段內任一頻率點的四分之一波長；此時中間段左與左段一的總和、左段二分別構成了用于發射或接收第二頻段的無線通訊信號的第二偶極子天線的饋線、地線或相反；或者，中間段右的長度+右段一的長度=右段二的長度=第二頻段內任一頻率點的四分之一波長；此時中間段右與右段一的總和、右段二分別構成了用于發射或接收第二頻段的無線通訊信號的第二偶極子天線的饋線、地線或相反。
[0009]本申請縫隙天線的工作方法在任一時刻或者僅用于發射或接收第一頻段的無線通訊信號、或者僅用于發射或接收第二頻段的無線通訊信號、或者同時用于發射或接收第一和第二頻段的無線通訊信號；
[0010]用于發射或接收第一頻段的無線通訊信號時，采用第一偶極子天線；縫隙天線的左段一與左段二與中間段左的總和、右段一與右段二與中間段右的總和分別構成了的第一偶極子天線的饋線、地線或相反；
[0011]用于發射或接收第二頻段的無線通訊信號時，采用第二偶極子天線；縫隙天線的中間段左與左段一的總和、左段二分別構成了第二偶極子天線的饋線、地線或相反；或者，中間段右與右段一的總和、右段二分別構成了第二偶極子天線的饋線、地線或相反。
[0012]與現有的縫隙天線相比，本申請具有如下優點:
[0013]其一，現有的縫隙天線為了覆蓋雙頻段，需要采用兩個縫隙。本申請則只采用單一縫隙、單一饋電點和單一饋地點實現了覆蓋雙頻段。這不僅節省了縫隙天線的占用面積，而且降低了其制造成本。
[0014]其二，現有的縫隙天線大多將饋電點、饋地點設置在縫隙末端，以至于縫隙長度要滿足二分之一波長要求。本申請則將饋電點、饋地點設置在縫隙的中間位置，使其兩側分別構成偶極子天線的饋線、地線從而只需要滿足四分之一波長要求。該特點結合單個縫隙的頻段復用，進一步節省了縫隙天線的占用面積.
【附圖說明】
[0015]圖1是本申請的縫隙天線的結構示意圖；
[0016]圖2是本申請的縫隙天線的一個實施例的結構示意圖。
[0017]圖中附圖標記說明:
[0018]10為中間段；11為中間段左；12為中間段右；20為左端點；21為左段一 ；22為左段二 ；30為右端點；31為右段一 ；32為右段二 ；F為饋電點；G為饋地點。
【具體實施方式】
[0019]請參閱圖1，本申請的縫隙天線是在一塊金屬平板上形成一個由中間段10、左段一21、左段二 22、右段一 31、右段二 32所組成的縫隙，并且金屬平板除縫隙以外的面積>縫隙的面積。在該縫隙的中間段10的長邊相對兩側分別設置饋電點F和饋地點G。所述中間段10、左段一 21、左段二 22、右段一 31、右段二 32可以是為相同寬度的矩形條，也可以是不同寬度、或寬度不定的矩形條、或任意形狀的長條。中間段10被饋電點F(或饋地點G)劃分為兩部分，分別是中間段左11和中間段右12。中間段10的兩端分別是左端點20、右端點30。左段一 21和左段二 22共同連接左端點20。右段一 31和右段二 32共同連接右端點30。
[0020]為了使本申請的縫隙天線能夠應用于第一頻段，使左段一 21與左段二 22與中間段左11的長度總和為第一頻段內某個頻率點fl(優選為第一頻段的中心頻點)的四分之一波長，使右段一 31與右段二 32與中間段右12的長度總和也為第一頻段內的頻率點fl的四分之一波長。此時，左段一 21與左段二 22與中間段左11的總和、右段一 31與右段二32與中間段右12的總和分別構成了第一偶極子天線的饋線、地線(或相反)，從而用到縫隙天線的全部以發射或接收第一頻段的無線通訊信號。當第一頻段為2.4GHz時，其中心頻點的四分之一波長為60mm。
[0021]上段內容可以表示為公式一:左段一 21的長度+左段二 22的長度+中間段左11的長度=右段一 31的長度+右段二 32的長度+中間段右12的長度=第一頻段內某個頻率點fl (優選為第一頻段的中心頻點)的四分之一波長。通常，當中間段左11的長度<十分之一的第一頻段內所述頻率點fl的四分之一波長，其長度可以忽略不計。當中間段右12的長度<十分之一的第一頻段內所述頻率點fl的四分之一波長，其長度可以忽略不計。
[0022]為了使本申請的縫隙天線能夠應用于第二頻段，使中間段左11與左段一 21長度總和為第二頻段內某個頻率點f2(優選為