专利名称：一种定向天线、定向天线装置及无线覆盖系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于通信设备领域，具体涉及一种定向天线、定向天线装置及无线覆盖系统。
背景技术：
随着无线通讯技术的发展，越来越多的移动通讯终端投入使用，例如手机、PAD等等，这些移动终端对数据的处理能力有了长足的增长，这些移动终端投入使用对无线通信网络的数据提供能力提出了较高的要求。在博物馆、展览馆等公共场合，同时会有大量的移动终端被使用，用来上传视频、图片或者发布消息等，在短时间内会有大量数据传输需求，很容易造成网络数据的拥堵。定向天线作为最终射频信号的辐射单元和接收器件，其工作特性将直接影响到无线网络的数据交互能力。现有定向天线多使用振子和复合材料基板结合的制成，存在着振子厚度高、复合材料基板损耗大等问题，使得应用该定向天线的无线覆盖系统存在数据处理效率低、处理速度有限等问题，因此急需一种定向天线，具有良好的方向性以及高的吞吐量，解决无线覆盖系统数据能力不足的问题。
实用新型内容为了解决现有定向天线中存在的问题，本实用新型提供了 一种定向天线，该定向天线通过结构设计改善了定向天线的方向性以及信号处理能力，为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:一种定向天线，包括:第一基板，所述第一基板具有第一表面和第二表面；至少一第一偶极子天线单元，所述第一偶极子天线单元设置于所述第一表面，所述第一偶极子天线单元包括两第一偶极子单元；金属面，所述金属面覆设于所述第二表面，一所述第一偶极子单元的一端部与所述金属面电连接；馈电部，所述馈电部与另一所述第一偶极子单元的一端部电连接。可选的，所述第一偶极子天线单元包括装于第一基板的所述第一表面的第二基板，所述两第一偶极子单元设置于所述第二基板的表面。可选的，所述第二基板与所述第一表面垂直。可选的，两所述第一偶极子单元分别设置于所述第二基板的两表面。可选的，构成两所述第一偶极子单元的部分导体线在所述第二基板的两表面相对设置。可选的，两所述第一偶极子单元连接所述馈电部或者所述金属面的端部设置有渐变巴伦结构。[0016]可选的，两所述第一偶极子单元形状相同或者相似。可选的，所述第一基板上设置至少两个所述第一偶极子天线单元。可选的，至少两个所述第一偶极子天线单元的所述第二基板分布在同一条直线上。可选的，相邻所述第一偶极子天线单元的所述第二基板间最短距离为所述第一偶极子天线单元响应的电磁波波长的0.4-1.2倍。可选的，相邻所述第一偶极子天线单元的所述第二基板间最短距离为所述第一偶极子天线单元响应的电磁波波长的0.5-1倍。可选的，相邻所述第一偶极子天线单元的所述第二基板间最短距离为所述第一偶极子天线单元响应的电磁波波长的0.7-0.9倍。可选的，所述馈电部通过第一导体条与所述第一偶极子天线单元电连接。可选的，所述馈电部与所述第一偶极子天线单元电连接的所述第一导体条的长度相等。可选的，还包括至少一第二偶极子天线单元，所述第二偶极子天线单元设置于所述第一表面，所述第二偶极子天线单元包括两第二偶极子单元；一所述第二偶极子单元的一端部与所述金属面电连接；另一所述第二偶极子单元的一端部与接地部电连接。可选的，所述第二偶极子天线单元包括装于第一基板的所述第一表面的所述第三基板，所述两第二偶极子单元设置于所述第三基板的表面。可选的，所述第二偶极子天线单元与所述第一偶极子天线单元相似。可选的，所述第二偶极子天线单元与所述第二偶极子天线单元数目相同或者不同。可选的，所述第一基板、第二基板、第三基板的材质为FR4、铁氟龙、无卤素板、罗杰斯高频板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT树脂等复合材料基板。可选的，所述第二偶极子天线单元至少有两个，所述接地部通过第二导体条与所述第二偶极子天线单元电连接。可选的，所述接地部与所述第二偶极子天线单元电连接的所述第二导体条的长度相等。可选的，所述第二偶极子天线单元在所述第一基板上的设置方式与所述第一偶极子天线单元的设置方式相同。可选的，所述定向天线响应两个不同频段的电磁波。为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种定向天线装置，包括权利要求1-23任一项所述的定向天线以及容置所述定向天线的壳体。可选的，还包括一信号传输线，所述信号传输线一端的内外层线分别与所述馈电部和所述接地部电连接。可选的，所述信号传输线的另一端连接一信号连接头。为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种定向天线装置一种无线覆盖系统，包括上述定向天线装置以及与所述定向天线装置电连接的无线接入点。可选的，所述定向天线装置有多个。可选的，所述定向天线装置有若干个，所述若干个定向天线装置形成以安装位置为中心的圆面、环面或者圆锥面的信号覆盖区域。本实用新型的定向天线具有方向性好、电磁信号处理能力好的特点，同时增益高、频带宽、驻波比小，增强了电磁信号接收与发送能力，能够在无线覆盖系统中很好的完成数据交互，提高了用户体现，能够满足现有无线覆盖系统对无线信号处理能力的需求。
图1是本实用新型定向天线的结构示意图；图2是图1所示定向天线另一视角的结构示意图；图3是图1所示定向天线的电压驻波比仿真图；图4是图1所示定向天线的场型图；图5是图1所示定向天线的电压驻波比仿真图；图6是图1所示定向天线的场型图。
具体实施方式
现在详细参考附图中描述的实施例。为了全面理解本实用新型，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本实用新型可以无需这些具体细节而实现。在其他实施方式中，不详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地使实施例模糊。参见图1和图2，所示为本实用新型定向天线的结构示意图，该定向天线包括第一基板1、第一偶极子天线单元2、第二偶极子天线单元3、金属面4、馈电部5和接地部6，第一基板I具有第一表面11和第二表面(图中未示出)，使用了介电常数较低的FR4、铁氟龙、无卤素板、罗杰斯高频板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT树脂等复合材料基板；至少一个第一偶极子天线单元2、至少一个第二偶极子天线单元3，图中示出了第一偶极子天线单元2和第二偶极子天线单元3均有四个的情况，第一偶极子天线单元2和第二偶极子天线单元3均设置在第一表面11上，金属面4设置在第二表面上，金属面4可以是银、铝、铁、锌、或者金属合金等导电材料，优选地使用损耗低的导电材料，如覆铜面或者覆银面。每一第一偶极子天线单元2包括第二基板21和分别设置在第二基板21两表面的第一偶极子单元22、23，第二基板21垂直的设置在第一基板I的第一表面11上，第二基板21的材质为FR4、铁氟龙、无卤素板、罗杰斯高频板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT树脂等复合材料基板；第一偶极子单元22、23靠近第一基板I的端部分别设置了用于平衡馈电的渐变巴伦221、231，渐变巴伦221通过第一导体条222与馈电部5电连接，从而使得第一偶极子单元22与馈电部5电连接在一起，渐变巴伦222电连接的导体片232通过金属化通孔(图中未示出)与金属面4电连接，从而使得第一偶极子单元23与金属面4电连接在一起。第一偶极子单元22和第一偶极子单元23均由导体线构成，且形状相同，但是在第二基板21上设置时朝向相反，并且部分导体线以第二基板21作为间隔，在第二基板21的两表面相对设置。四个第一偶极子天线单元2的第一偶极子单元22均通过第一导体条222与馈电部5电连接，经过的路径相同或者不同，在具体的实施过程中优选路径相等。四个第一偶极子天线单元2间隔排列，且第二基板21呈直线分布，其长度方向与该直线平行，相邻的第二基板21之间的最短的距离为第一偶极子天线单元2相应的电磁波波长的0.4-1.2倍，如0.8倍，可选的范围还可以是0.5-1倍、0.7-0.9倍，最短距离是指相邻两第一偶极子单元渐变巴伦结构中心点之间的距离AA’。第二偶极子天线单元3与第一偶极子天线单元2的形状相同或者相似，在第一基板I上的设置方式与第一偶极子天线单元2相同，只是在大小上存在区别，数目可以与第一偶极子天线单元2的相同，也可以不同，图中示出了数量相同的情况，用于响应不同波段的电磁波，形成两个工作频段。每一第二偶极子天线单元3包括第三基板31和分别设置在第三基板31两表面的第二偶极子单元32、33，第三基板31垂直的设置在第一基板I的第一表面11上，第三基板31的材质为FR4、铁氟龙、无卤素板、罗杰斯高频板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT树脂等复合材料基板；第二偶极子单元32、33靠近第一基板I的端部分别设置了渐变巴伦321、331，渐变巴伦321通过第二导体条322与接地部6电连接，从而使得第二偶极子单元32与接地部6电连接在一起，渐变巴伦322电连接的导体片332通过金属化通孔(图中未示出)与金属面4电连接，从而使得第二偶极子单元33与金属面4电连接在一起。第二偶极子单元32和第二偶极子单元33均由导体线构成，且形状相同，但是在第三基板31上设置时朝向相反，并且部分导体线以第三基板31作为间隔，在第三基板31的两面相对设置。四个第二偶极子天线单元3的第二偶极子单元32均通过第二导体条322与接地部6电连接，经过的路径相等或者不等，在具体的实施过程中，优选相等的情况。图3-6示出了图1所示天线的电压驻波比或者场型情况，可以看出该定向天线在两频段范围内均具有良好的阻抗匹配，具有较好的方向性，能够满足定向天线的使用需求。本实用新型还提供一种定向天线装置，包括图1所示的定向天线和容置该定向天线的壳体，还可以包括一信号传输线，其一端的内外层线分别与所述馈电部和所述接地部电连接，其另一端连接一信号连接头。在无线覆盖系统中，该定向天线装置与无线接入点电连接，定向天线装置可以有多个，能够形成圆面、环面或者圆锥面的信号覆盖区域。上面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均处于本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种定向天线，其特征在于，包括: 第一基板，所述第一基板具有第一表面和第二表面； 至少一第一偶极子天线单元，所述第一偶极子天线单元设置于所述第一表面，所述第一偶极子天线单元包括两第一偶极子单元； 金属面，所述金属面覆设于所述第二表面，一所述第一偶极子单元的一端部与所述金属面电连接； 馈电部，所述馈电部与另一所述第一偶极子单元的一端部电连接。
2.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述第一偶极子天线单元包括装于第一基板的所述第一表面 的第二基板，所述两第一偶极子单元设置于所述第二基板的表面。
3.根据权利要求2所述的定向天线，其特征在于，所述第二基板与所述第一表面垂直。
4.根据权利要求2所述的定向天线，其特征在于，两所述第一偶极子单元分别设置于所述第二基板的两表面。
5.根据权利要求4所述的定向天线，其特征在于，构成两所述第一偶极子单元的部分导体线在所述第二基板的两表面相对设置。
6.根据权利要求2所述的定向天线，其特征在于，两所述第一偶极子单元连接所述馈电部或者所述金属面的端部设置有渐变巴伦结构。
7.根据权利要求2所述的定向天线，其特征在于，两所述第一偶极子单元形状相同或者相似。
8.根据权利要求2所述的定向天线，其特征在于，所述第一基板上设置至少两个所述第一偶极子天线单元。
9.根据权利要求8所述的定向天线，其特征在于，至少两个所述第一偶极子天线单元的所述第二基板分布在同一条直线上。
10.根据权利要求9所述的定向天线，其特征在于，相邻所述第一偶极子天线单元的所述第二基板间最短距离为所述第一偶极子天线单元响应的电磁波波长的0.4-1.2倍。
11.根据权利要求9所述的定向天线，其特征在于，相邻所述第一偶极子天线单元的所述第二基板间最短距离为所述第一偶极子天线单元响应的电磁波波长的0.5-1倍。
12.根据权利要求9所述的定向天线，其特征在于，相邻所述第一偶极子天线单元的所述第二基板间最短距离为所述第一偶极子天线单元响应的电磁波波长的0.7-0.9倍。
13.根据权利要求8所述的定向天线，其特征在于，所述馈电部通过第一导体条与所述第一偶极子天线单元电连接。
14.根据权利要求13所述的定向天线，其特征在于，所述馈电部与所述第一偶极子天线单元电连接的所述第一导体条的长度相等。
15.根据权利要求1-14所述的定向天线，其特征在于，还包括至少一第二偶极子天线单元，所述第二偶极子天线单元设置于所述第一表面，所述第二偶极子天线单元包括两第二偶极子单元；一所述第二偶极子单元的一端部与所述金属面电连接；另一所述第二偶极子单元的一端部与接地部电连接。
16.根据权利要求15所述的定向天线，其特征在于，所述第二偶极子天线单元包括装于第一基板的所述第一表面的所述第三基板，所述两第二偶极子单元设置于所述第三基板的表面。
17.根据权利要求16所述的定向天线，其特征在于，所述第二偶极子天线单元与所述第一偶极子天线单元相似。
18.根据权利要求16所述的定向天线，其特征在于，所述第二偶极子天线单元与所述第二偶极子天线单元数目相同或者不同。
19.根据权利要求16所述的定向天线，其特征在于，所述第一基板、第二基板、第三基板的材质为FR4、铁氟龙、无卤素板、罗杰斯高频板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT树脂等复合材料基板。
20.根据权利要求16所述的定向天线，其特征在于，所述第二偶极子天线单元至少有两个，所述接地部通过第二导体条与所述第二偶极子天线单元电连接。
21.根据权利要求20所述的定向天线，其特征在于，所述接地部与所述第二偶极子天线单元电连接的所述第二导体条的长度相等。
22.根据权利要求15所述的定向天线，其特征在于，所述第二偶极子天线单元在所述第一基板上的设置方式与所述第一偶极子天线单元的设置方式相同。
23.根据权利要求15所述的定向天线，其特征在于，所述定向天线响应两个不同频段的电磁波。
24.一种定向天线装置，其特征在于，包括权利要求1-23任一项所述的定向天线以及容置所述定向天线的壳体。
25.根据权利要求24所述的定向天线装置，其特征在于，还包括一信号传输线，所述信号传输线一端的内外层线分别与所述馈电部和所述接地部电连接。
26.根据权利要求25所述的定向天线装置，其特征在于，所述信号传输线的另一端连接一彳目号连接头。
27.一种无线覆盖系统，其特征在于，包括权利要求24-26任一项所述的定向天线装置以及与所述定向天线装置电连接的无线接入点。
28.根据权利要求27所述的无线覆盖系统，其特征在于，所述定向天线装置有多个。
29.根据权利要求27所述的无线覆盖系统，其特征在于，所述定向天线装置有若干个，所述若干个定向天线装置形成以安装位置 为中心的圆面、环面或者圆锥面的信号覆盖区域。
专利摘要本实用新型提供了一种定向天线、定向天线装置及无线覆盖系统。一种定向天线，包括第一基板，所述第一基板具有第一表面和第二表面；至少一第一偶极子天线单元，所述第一偶极子天线单元设置于所述第一表面，所述第一偶极子天线单元包括两第一偶极子单元；金属面，所述金属面覆设于所述第二表面，一所述第一偶极子单元的一端部与所述金属面电连接；馈电部，所述馈电部与另一所述第一偶极子单元的一端部电连接。本实用新型的定向天线具有方向性好、电磁信号处理能力好的特点，同时增益高、频带宽、驻波比小，增强了电磁信号接收与发送能力，能够在无线覆盖系统中很好的完成数据交互，提高了用户体现，能够满足现有无线覆盖系统对无线信号处理能力的需求。
文档编号H01Q21/00GK203039093SQ20122070638
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年11月16日
发明者刘若鹏, 杨逵 申请人:深圳光启创新技术有限公司