CN105048086A - 偶极子天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种偶极子天线，设基板上，包括至少两个天线单元，每个所述天线单元为凸状结构，包括主辐射部和耦接于该主辐射部一侧的阻抗匹配部，两个所述天线单元呈二字型错位相离锥垒排布，且两个所述阻抗匹配部错位相对；两个所述天线单元的主辐射部上靠近其阻抗匹配部的一侧分别设有接地点和信号馈入点，每个所述天线单元的主辐射部上远离所述阻抗匹配体的另一侧设有开路点。由于阻抗匹配部严格对称且间距较小，其上电流等幅反向，不参与辐射，因而不影响天线方向图。

Description

偶极子天线

技术领域

本发明涉及天线技术，特别是涉及一种偶极子天线。

背景技术

随着人们对通信质量和通信设备的集成要求不断增强。作为通信设备子部件，天线也需要更高的性能以满足通信系统的需要。各种移动终端设备在社会上的普及率提升速度非常快，在这其中，最方便、最快捷的方式就是无线接入方式，因为无线的接入方式节约了大量的网络铺设费用，可以快速规划、快速安装、快速投入使用，维护也相对简洁。如何设计一种小型化内置天线成为移动通讯发展的难点和瓶颈，所以为了满足这种产品的特点，相应的内置天线就需要同样的轻、薄、小，而且天线自身的性能却不能明显降低。

目前，各种网络通信终端产品的内置式PCB印制天线向着小空间，高性能方向发展，但由于设计流程不规范，天线设计随意性比较强，导致研发过程中会存在一些问题。包括与路由器内空间矛盾日益突出，走线形式复杂，随意性强，以至于在内置天线设计时调整顺序复杂，调整难度大。同时，不同项目差异大，天线设计的通用性差导致研发成本高，资源消耗大。如何使得天线设计有很强的延续性和通用性，从而降低成本，降低难度，降低周期成为难题之一。

由于产品的小型化，使天线周围的环境较为复杂，这影响了天线输入端的阻抗，传统的调整输入阻抗的方法为直接调整振子形状或在振子上添加寄生辐射段，这些方法的缺点主要表现为天线振子电流的不对称、不均匀分布，不仅影响方向图，还会降低天线增益、效率。

发明内容

本发明目的在于提供一种偶极子天线，旨在解决现有的天线设计通用性差的问题。

本发明提供了一种偶极子天线，设基板上，包括至少两个天线单元，每个所述天线单元为凸状结构，包括主辐射部和耦接于该主辐射部一侧的阻抗匹配部，两个所述天线单元呈二字型错位相离锥垒排布，且两个所述阻抗匹配部错位相对；两个所述天线单元的主辐射部上靠近其阻抗匹配部的一侧分别设有接地点和信号馈入点，每个所述天线单元的主辐射部上远离所述阻抗匹配体的另一侧设有开路点。

与传统方法相比，本发明的偶极子天线优点有：

1.由于阻抗匹配部严格对称且间距较小，其上电流等幅反向，不参与辐射，因而不影响天线方向图；

2.由于阻抗匹配部易于调节，可使天线的主辐射部在有限的空间内，最大化利用空间，增加天线的带宽、效率和增益；

3.可在机壳较小空间内使用，保证效率和增益。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中偶极子天线的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明较佳实施例中小型化偶极子天线，通过结合传输线之间寄生电容来实现天线在复杂环境下的高效率、高带宽性能。天线主体印制在基板100上，既可以单独制作成PCB天线，也可以印制在系统主板上制作成板载天线。

偶极子天线包括至少两个天线单元101，每个所述天线单元101为凸状结构。每个天线单元101包括主辐射部10和耦接于该主辐射部10一侧的阻抗匹配部20，两个所述天线单元101呈二字型错位相离锥垒排布，且两个所述阻抗匹配部20错位相对；两个所述天线单元101的主辐射部10上靠近其阻抗匹配部20的一侧分别设有接地点00和信号馈入点01，每个所述天线单元101的主辐射部10上远离所述阻抗匹配体的另一侧设有开路点30。

其中一个天线单元101上的主辐射部10和另一个天线单元101上的阻抗匹配部20产生对地电容，抵消主辐射部10多余的感性。如此，可以调节相对的主辐射部10和阻抗匹配部20之间的距离，可以使得匹配更好，效率更高。也可以调节主辐射部10自身的尺寸以调节感性参数。

所述主辐射部10和所述阻抗匹配部20在所述基板100上的投影为类矩形。参考图1，可以理解的是，主辐射部10和阻抗匹配部20的侧边为直线，也可以是曲线或折线。侧边为直线时，所述主辐射部10和所述阻抗匹配部20在所述基板100上的投影为矩形。主辐射部10的宽度大于阻抗匹配部20的宽度，主辐射部10的长度大于阻抗匹配部20的长度。

每个天线单元101的主辐射部10和阻抗匹配部20的总长度对应预设天线频段的1/4波长。可以形成一个单频的辐射段，且结构简单。

所述偶极子天线的接地点00和信号馈入点01通过50欧姆同轴电缆50进行馈电。通过同轴电缆50线连接到网通终端设备的RF射频系统上进行工作。

所述接地点00和信号馈入点01分别设于所在天线单元101靠近另一所述天线单元101的一侧。可见，该小型化偶极子天线高效率、超带宽且结构简单，使用方便。

在复杂的环境下，通过调整两个所述天线单元101的主辐射部10的尺寸，可以方便的调整天线性能，使之最优。极大改善用户在弱信号环境中的信号收发效果，可以避免为了提供增益而使用尺寸过大的天线，降低整个终端设备的便携型和使用方便型。并且同时确保了天线的小型化，低轮廓尺寸的特点，节省了成本，维持了产品的整体外观。

天线安装方式为组装，天线主体印制在PCB板上，既可以单独制作成PCB天线，安装在机壳的内壁，也可以印制在系统主板上制作成板载天线，两种安装方式都可以通过50欧姆同轴电缆50进行馈电，通过同轴电缆50线连接到网通终端设备的RF射频系统上进行工作。较传统PCB印制偶极子天线，本天线可在机壳较小空间内使用，保证效率和增益。

本发明源自于对天线、电磁场理论以及对无线通讯产品设计的系统分析，特别是偶极子天线，传输线理论相关原理的理解，针对网通终端设备天线的基本要求,在有限空间内设计高效率、高带宽天线。根据以往诸多项目经验的总结，以及大量仿真计算和实验的辅证，设计出了一种适用于网通终端设备的天线。由于阻抗匹配部20严格对称且间距较小，其上电流等幅反向，不参与辐射，因而不影响天线方向图；由于阻抗匹配部20易于调节，可使天线的主辐射部10在有限的空间内，最大化利用空间，增加天线的带宽、效率和增益；设计思路单明了，设计速度快，调整灵活，有效，结构简单，成本低廉。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种偶极子天线，设基板上，其特征在于，包括至少两个天线单元，每个所述天线单元为凸状结构，包括主辐射部和耦接于该主辐射部一侧的阻抗匹配部，两个所述天线单元呈二字型错位相离锥垒排布，且两个所述阻抗匹配部错位相对；两个所述天线单元的主辐射部上靠近其阻抗匹配部的一侧分别设有接地点和信号馈入点，每个所述天线单元的主辐射部上远离所述阻抗匹配体的另一侧设有开路点。

2.如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，所述主辐射部和所述阻抗匹配部在所述基板上的投影为类矩形。

3.如权利要求1或2所述的偶极子天线，其特征在于，所述主辐射部和所述阻抗匹配部在所述基板上的投影为矩形。

4.如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，每个所述天线单元的主辐射部和阻抗匹配部的总长度对应预设天线频段的1/4波长。

5.如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，所述偶极子天线的接地点和信号馈入点通过同轴电缆进行馈电。

6.如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，所述接地点和信号馈入点分别设于所在天线单元靠近另一所述天线单元的一侧。