本实用新型属于天线技术领域，具体涉及一种微带贴片天线、微带阵列天线以及智能穿戴设备。
背景技术：
随着科学技术的发展和生活质量水平的提高，人们越来越希望电子产品轻量化。特别是如智能手表、智能手环、vr、va等可穿戴设备，人们都希望具有其轻薄的外观。受限于该可穿戴设备的产品体积小、功能多、因此在设计天线时难度较大。
在天线领域中，微带贴片天线因其制作简单，成本低、低剖面、易于共形等优势成为天线阵元的首选对象。但同时有限的空间放置多个天线阵元出现互耦现象，严重影响天线的性能，进而导致信号失真而影响整个通信系统。因此，如何设计尺寸小、性能好的微带贴片天线、以及利用微带贴片天线形成阻带宽、隔离度高的微带阵列天线是本实用新型需要解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的之一在于提供一种微带贴片天线，用于实现天线小尺寸及高性能。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提出如下技术方案予以解决：
本申请涉及一种微带贴片天线，包括介质基板和微带辐射贴片；其特征在于，所述微带辐射贴片沿所述介质基板的纵向轴线对称设置在所述介质基板的一侧表面，且其呈倒“凸”型结构；所述介质基板的一侧表面、所述微带辐射贴片的下端设置有微带线；所述微带贴片天线还包括：dgs单元，其沿所述纵向轴线对称刻蚀在所述介质基板的与所述一侧表面相反的另一侧表面的下半部分。
在本申请中，所述dgs单元的形状也呈倒“凸”型结构。
在本申请中，所述倒“凸”型结构包括：第一水平枝节；左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节，其分别垂直对接所述第一水平枝节两端并向下延伸；左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节，其分别垂直对接所述左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节的自由端并彼此水平靠近延伸；左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节，其分别垂直对接在所述左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的端部并向下延伸；第三水平枝节，且垂直对接在所述左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节的自由端之间；所述第一水平枝节的长度为3mm，所述左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节的长度分别为0.65mm，所述左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的长度分别为0.5mm，所述左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节的长度分别为1.65mm，所述第三水平枝节的长度为2mm。
在本申请中，所述微带线垂向设置在所述微带辐射贴片的下端和所述介质基板的底边缘之间，其垂向长度为1.6mm，水平长度为0.28mm。
在本申请中，所述dgs单元的倒“凸”型结构包括：第一水平枝节；左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节，其分别垂直对接所述第一水平枝节两端并向下延伸；左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节，其分别垂直对接所述左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节的自由端并彼此水平靠近延伸；左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节，其分别垂直对接在所述左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的端部并向下延伸；第三水平枝节，且垂直对接在所述左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节的自由端之间；所述第一水平枝节的长度为5.8mm，所述左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节的长度分别为1.5mm，所述左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的长度分别为2.15mm，所述左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节的长度分别为0.5mm，所述第三水平枝节的长度为1.5mm。
在本申请中，所述dgs单元的第三水平枝节距所述介质基板的另一侧表面的底边缘的距离为0.6mm。
在本申请中，所述介质基板为rogers5880基板，形状为正方形且边长为6.5mm，介电常数
在本申请中，所述dgs单元与所述微带贴片天线背向对应。
本实用新型提供的微带贴片天线，具有如下有益效果和优点：
（1）刻蚀在介质基板的另一侧表面上的dgs单元阻隔底部电流向微带贴片天线的微带线上的馈电点流动，减少微带辐射贴片上的电流密度，从而能够在较宽频带内抑制电磁波的传播，产生宽阻抗特性，提升微带贴片天线的性能；
（2）dgs单元相对传统接地结构带宽好、尺寸小，能够实现微带贴片天线尺寸较小，有利于产品小型化设计；
（3）介质基板的一侧表面设置的呈倒“凸”型结构的微带辐射贴片，贴片面积大，能够优化天线的阻抗匹配和谐振频率，有助于提升天线性能；
（4）该天线结构简单，易于制造和集成。
本实用新型的目的之二在于提供一种微带阵列天线，用于实现天线阵列的高性能及高隔离度。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提出如下技术方案予以解决：
本申请涉及一种微带阵列天线，包括介质基板和微带辐射贴片；其特征在于，所述微带辐射贴片的数量为至少两个，其沿所述介质基板的长度间隔设置在所述介质基板的一侧表面，且各微带辐射贴片分别呈倒“凸”型结构；所述介质基板的一侧表面、所述微带辐射贴片的下端设置有微带线；所述微带阵列天线还包括：至少两个dgs单元，其分别与各微带辐射贴片背向对应，且各dgs单元沿所述介质基板的长度间隔刻蚀在所述介质基板的与所述一侧表面相反的另一侧表面的下半部分。
本实用新型的目的之三在于提供一种智能可穿戴设备，用于实现智能穿戴设备中天线小尺寸及高性能，有利于产品设计且提升产品卖点。
一种智能穿戴设备，其特征在于，包括：如上所述的微带贴片天线，或者包括如上所述的微带阵列天线。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本实用新型提出的微带贴片天线一个实施例的前视图；
图2为本实用新型提出的微带贴片天线实施例的后视图；
图3为本实用新型提出的微带阵列天线一个实施例的前视图；
图4为本实用新型提出的微带阵列天线实施例的s11和s12参数曲线图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
为了提高微带贴片天线的性能、及符合小尺寸设计，本申请涉及一种微带贴片天线。
参考图1和图2，该微带贴片天线包括介质基板100、微带辐射贴片200、微带线300和dgs（defectedgroundstructure，缺陷地结构）单元400。
该介质基板100为载体，在本实施例中，该介质基板100的参数如下：采用rogers5880基板作为基板，形状为正方形且边长ws=ls均为6.5mm，介电常数
参见图1，在该介质基板100的一侧表面（即上表面）上设置有微带辐射贴片200，该微带辐射贴片200的形状呈倒“凸”型结构。
该微带辐射贴片200靠近介质基板100的上表面的下部分设置，且相对于介质基板100的纵向轴线aa'对称印刷在介质基板100上表面
该微带辐射贴片200具体包括第一水平枝节、左侧第一垂向枝节、右侧第一垂向枝节、左侧第二水平枝节、右侧第二水平枝节、左侧第一垂向枝节、右侧第一垂向枝节和第三水平枝节。
第一水平枝节的长度记为w3，本实施例中w3=3mm。
左侧第一垂向枝节和右侧第二水平枝节分别垂直对接第一水平枝节两端并向下垂向延伸，两者的延伸长度相同，记为l3，本实施例中l3=0.65mm。
左侧第二水平枝节垂直对接左侧第一垂向枝节的自由端，右侧第二水平枝节垂直对接和右侧第一垂向枝节的自由端，且左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节水平相对靠近延伸，该左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的长度相同，记为w'。
左侧第二垂向枝节垂直对接在左侧第二水平枝节的自由端并向下垂向延伸，右侧第二垂向枝节垂直对接在右侧第二水平枝节的自由端并向下垂向延伸，两者的延伸长度相同，记为l2，本实施例中l2=1.65mm。
第三水平枝节垂直对接在左侧第二垂向枝节的自由端和右侧第二垂向枝节的自由端之间，其长度记为w2，本实施例中w2=2mm。
根据如上所述的w2和w3的大小以及该微带辐射贴片200是沿介质基板100的纵向轴线aa'是对称的，可以计算出左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的长度w'=（w3-w2）/2=0.5mm。
在本申请中，微带辐射贴片200的贴片面积大，有助于优化天线的阻抗匹配及谐振频率，有助于优化天线性能。
此外，参考图1，在微带辐射贴片200的下端、介质基板100的上表面设置有微带线300。该微带线300作为收发信号的输入输出端口。本实施例中该微带线300的形状为一型，其垂向设置在微带辐射贴片200的第三水平枝节的中间位置，并延伸至介质基板100的上表面的底边缘，其用于提供良好的阻抗匹配。
当然，该微带线300也可以为其它形状，本实施例对此不作限定。
参见图2，在介质基板100的另一侧表面（即下表面）的下半部分上刻蚀有与微带辐射贴片200对应的dgs单元400，该dgs单元400可以形成在印刷在介质基板100的下表面上的接地板上，该接地板可由印刷铜箔获得，且接地板的面积与介质基板100的面积相等。
在本实施例中，dgs单元400刻蚀在接地板介质基板100的下表面下半部，以与微带辐射贴片200对应，且dgs单元400也沿介质基板100的纵向轴线aa'对称。
具体地，参见图2，dgs单元400也呈倒“凸”型结构，具体包括第一水平枝节、左侧第一垂向枝节、右侧第一垂向枝节、左侧第二水平枝节、右侧第二水平枝节、左侧第二垂向枝节、右侧第二垂向枝节和第三水平枝节。
第一水平枝节的长度记为g2，本实施例中g2=5.8mm。
左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节分别垂直对接第一水平枝节两端并向下延伸，两者长度相等，均记为t2，本实施例中t2=1.5mm。
左侧第二水平枝节垂直对接左侧第一垂向枝节的自由端并水平延伸，右侧第二水平枝节垂直对接右侧第一垂向枝节的自由端并水平延伸，且左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节靠近彼此水平延伸，且两者长度相等，均记为g'。
左侧第二垂向枝节垂直对接在左侧第二水平枝节的自由端并向下延伸，右侧第二垂向枝节垂直对接在右侧第二水平枝节的自由端并向下延伸，两者向下延伸的长度相等，均记为t1，本实施例中t1=0.5mm。
第三水平枝节垂直对接在左侧第二垂向枝节的自由端和右侧第二垂向枝节的自由端之间，且长度记为g1，本实施例中g1=1.5mm。
根据如上所述的g1和g2的大小以及该dgs单元400是沿介质基板100的纵向轴线aa'是对称的，可以计算出左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的长度g'=（g2-g1）/2=2.15mm。
再参考图2，dgs单元400的第三水平枝节距介质基板100的下表面的底边缘的距离t3为0.6mm。
dgs单元400能够阻隔底部电流向微带线300的馈电点的流动，减少微带贴片天线上的电流密度，从而能够在较宽频带内抑制电磁波的传播，产生宽阻抗特性，从而提升微带辐射贴片200的性能；且dgs单元400具有带宽好、尺寸小的特点，能够实现微带贴片天线的小尺寸，有利于产品小型化设计。
且微带贴片天线的整体尺寸仅为6.5*6.5*0.254mm3，毫米级别，尺寸小，结构简单且易于制造和集成。
此外，参考图4中示出的其上标记有方形的s11的曲线，可知，微带阵列天线的中心频率为28.2ghz，-10db的阻抗带宽为26.1ghz-30.7ghz，覆盖了专用于5g天线通信的频段(27.5ghz-28.35ghz)，实现天线5g通讯。
实施例二
在介质基板100上存在多个微带辐射贴片200时，多个微带辐射贴片200之间的耦合度会影响天线的性能，进而导致信号失真，本实施例涉及一种微带阵列天线，用于在提高微带阵列天线的阻带带宽的同时，提高微带阵列天线的隔离度。
微带阵列天线包括介质基板100'、至少两个微带辐射贴片200'、以及与各微带辐射贴片200'对应的至少两个dgs单元（未示出）。
如图3所示，本实施例涉及的微带辐射贴片200'的数量为2个，当然也可以为其他数量，例如8个；对应地，本实施例涉及的dgs单元300'的数量也为2个，当然也可以为其他数量，例如8个。
参见图3，本实施例微带阵列天线相当于两个实施例一中的微带贴片天线成1×2的模式成一排紧挨布置。
微带阵列天线相当于两个部分，每一部分都与实施例一中的微带贴片天线的结构相同，结构和尺寸可参考实施例一获知，在此不做赘述。
该倒“凸”型结构的dgs单元阻隔底部电流向馈电点的流向，改变了接地电流的流向，使底部电流只能向dgs单元的两侧流动，同向性好，干扰较小，减小天线之间的串扰，增强天线之间的隔离度。
参见图4，其示出了仿真的微带阵列天线s11和s12参数的曲线图，其中曲线上标记有方形的表示参数s11的曲线图，曲线上标记有圆形的表示参数s12的曲线图。
通过图4可以看出，微带阵列天线的中心频率为28.2ghz，-10db的阻抗带宽为26.1ghz-30.7ghz，覆盖了专用于5g天线通信的频段(27.5ghz-28.35ghz)。且微带阵列天线的隔离度均大于-25db，隔离度较好。
在微带阵列天线存在多于两个微带贴片天线时，由于这些微带贴片天线是按照1×200n（n≥3）的模式成一排依次紧挨布置的，因此，主要考虑在微带贴片天线2001与微带贴片天线2002之间的隔离度，如果微带贴片天线2001与微带贴片天线2002之间的隔离度较好，则微带贴片天线200n（n≥3）和微带贴片天线200n+1之间的隔离度也会好。
本实施例提供的微带阵列天线，具有较宽的阻抗带宽，适用于5g移动通信系统，且微带阵列天线隔离度好，且天线尺寸为毫米级的小尺寸，有利于高性能、轻量化产品设计。
实施例三
本实施例涉及一种智能穿戴设备，例如智能手环、手表、ar（augmentedreality，增强现实）产品或vr（virtualreality，虚拟现实）产品，其上都需要设计天线，且随着用户对产品的5g需求，在该些产品上设计5g通信天线也是亟需的。
本实施例中的天线可采用如实施例一所述的微带贴片天线，其提供宽阻抗带宽为26.1ghz-30.7ghz，覆盖了专用于5g天线通信的频段(27.5ghz-28.35ghz)，满足用户5g需求；该天线尺寸小，以有助于智能穿戴设备的小型化、轻量化设计。
本实施例中的天线可采用如实施例二所述的微带贴片天线，其提供宽阻抗带宽为26.1ghz-30.7ghz，覆盖了专用于5g天线通信的频段(27.5ghz-28.35ghz)，满足用户5g需求；该天线尺寸小，有助于智能穿戴设备的小型化、轻量化设计；且该微带阵列天线中的各单元的隔离较好，均大于-25db，有助于提高天线通讯性能，且在隔离度高的前提下，也有利于智能穿戴设备的小型化设计。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种微带贴片天线，包括介质基板和微带辐射贴片；其特征在于，
所述微带辐射贴片沿所述介质基板的纵向轴线对称设置在所述介质基板的一侧表面，且其呈倒“凸”型结构；所述介质基板的一侧表面、所述微带辐射贴片的下端设置有微带线；
所述微带贴片天线还包括：
dgs单元，其沿所述纵向轴线对称刻蚀在所述介质基板的与所述一侧表面相反的另一侧表面的下半部分。
2.根据权利要求1所述的微带贴片天线，其特征在于，
所述dgs单元的形状也呈倒“凸”型结构。
3.根据权利要求1所述的微带贴片天线，其特征在于，所述倒“凸”型结构包括：
第一水平枝节；
左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节，其分别垂直对接所述第一水平枝节两端并向下延伸；
左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节，其分别垂直对接所述左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节的自由端并彼此水平靠近延伸；
左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节，其分别垂直对接在所述左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的端部并向下延伸；
第三水平枝节，且垂直对接在所述左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节的自由端之间；
所述第一水平枝节的长度为3mm，所述左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节的长度分别为0.65mm，所述左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的长度分别为0.5mm，所述左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节的长度分别为1.65mm，所述第三水平枝节的长度为2mm。
4.根据权利要求3所述的微带贴片天线，其特征在于，所述微带线垂向设置在所述微带辐射贴片的下端和所述介质基板的底边缘之间，其垂向长度为1.6mm，水平长度为0.28mm。
5.根据权利要求2所述的微带贴片天线，其特征在于，所述dgs单元的倒“凸”型结构包括：
第一水平枝节；
左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节，其分别垂直对接所述第一水平枝节两端并向下延伸；
左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节，其分别垂直对接所述左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节的自由端并彼此水平靠近延伸；
左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节，其分别垂直对接在所述左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的端部并向下延伸；
第三水平枝节，且垂直对接在所述左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节的自由端之间；
所述第一水平枝节的长度为5.8mm，所述左侧第一垂向枝节和右侧第一垂向枝节的长度分别为1.5mm，所述左侧第二水平枝节和右侧第二水平枝节的长度分别为2.15mm，所述左侧第二垂向枝节和右侧第二垂向枝节的长度分别为0.5mm，所述第三水平枝节的长度为1.5mm。
6.根据权利要求5所述的微带贴片天线，其特征在于，所述dgs单元的第三水平枝节距所述介质基板的另一侧表面的底边缘的距离为0.6mm。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的微带贴片天线，其特征在于，所述介质基板为rogers5880基板，形状为正方形且边长为6.5mm，厚度h为0.254mm，介电常数εr=2.2，损耗角正切δ=0.0009。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的微带贴片天线，其特征在于，所述dgs单元与所述微带贴片天线背向对应。
9.一种微带阵列天线，包括介质基板和微带辐射贴片；其特征在于，
所述微带辐射贴片的数量为至少两个，其沿所述介质基板的长度方向间隔设置在所述介质基板的一侧表面，且各微带辐射贴片分别呈倒“凸”型结构；
所述介质基板的一侧表面、所述微带辐射贴片的下端设置有微带线；
所述微带阵列天线还包括：
至少两个dgs单元，其分别与各微带辐射贴片背向对应，且各dgs单元沿所述介质基板的长度间隔刻蚀在所述介质基板的与所述一侧表面相反的另一侧表面的下半部分。
10.一种智能穿戴设备，其特征在于，包括：权利要求1至8中任一项所述的微带贴片天线，或者
包括权利要求9所述的微带阵列天线。
技术总结