宽带偶极子全向天线的制作方法

文档序号:11211163
宽带偶极子全向天线的制造方法与工艺

本实用新型涉及通信领域,尤其是涉及一种宽带偶极子垂直极化全向天线。



背景技术:

随着通信行业的快速发展,对天线性能的要求越来越高。要求天线在有限的空间,很宽的频段内依然有很好的方向图特性。所以目前研究的热点集中在宽频带、小型化等方面。其中微带天线具有体积小,重量轻,成本低,易于集成等一系列优点,在小型化天线上,有独特的地方,因而问世以来很快得到了广泛的应用。但是与常规的天线相比,微带天线频带窄是限制它的使用的很大因素。

因此,提供一种在外径尺寸有限的情况下有效提高天线带宽的宽带偶极子全向天线实为必要。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种在外径尺寸有限的情况下有效提高天线带宽的宽带偶极子全向天线。

为实现本实用新型目的,提供以下技术方案:

本实用新型所要解决的技术问题是在外径尺寸有限的情况下,拓展一个垂直极化天线的带宽,所使用的方案是由一个蝴蝶结式结构的振子上臂和振子下臂加上寄生单元组成,印制在PCB板上面。

本实用新型提供一种宽带偶极子全向天线,其包括PCB板,以及印制在PCB板上的辐射单元,该辐射单元包括对称设置的振子上臂和振子下臂,该辐射单元为蝴蝶结式结构,该振子上臂和振子下臂整体结构为蝴蝶结型,该振子上臂和振子下臂分别包括渐变节和矩形段。本实用新型在有限的尺寸下,优化了蝴蝶结尺寸及寄生单元形状,使天线满足要求。

优选的,该辐射单元进一步包括设置在该振子上臂和振子下臂两侧的寄生单元。通过耦合,在寄生单元上产生耦合电流,在电流方向一致时,产生叠加效果,增加了天线的有效体积,增加天线的带宽,而且对天线的增益与方向性都可以改善。

优选的,该寄生单元对称设置在该振子上臂和振子下臂的馈电点两侧,并沿上下臂方向延伸。

优选的,该寄生单元的内侧形状根据该渐变节的渐变角度而变化并与该振子上臂和振子下臂两侧边缘形状吻合,该寄生单元与该振子上臂和振子下臂之间留有距离。

寄生单元的长度做为引向大小可以调谐振。优选的,该渐变节较短,矩形段较宽长,以便走馈线及电缆。

优选的,该振子上臂与振子下臂的整体长度为0.84λ,宽15mm,该渐变节长为3.8mm。

优选的,寄生单元长度为0.45λ,寄生单元与对称振子间隙为1.2mm。

优选的,该宽带偶极子全向天线包括多个所述辐射单元,该多个所述辐射单元组阵时,所述对称设置的振子上臂和振子下臂分别印在PCB板正反两面,以便同向的臂在一面用微带线连接起来组阵。

优选的,PCB板上设有过孔,馈电结构通过该过孔在中间馈电,该振子上臂与振子下臂之间通过λ/4短路线连接。

优选的,该PCB板厚度为H=0.8mm,介电常数εr=3.0。

对比现有技术,本实用新型具有以下优点:

本实用新型的特点是:

本实用新型宽带偶极子全向天线的振子上臂和振子下臂采用蝴蝶结式结构印刷在PCB板上,结构简单,体积小,带宽宽;此外,在蝴蝶结式结构两侧增加寄生单元,大大提高了带宽。在PCB板中间设置过孔为馈电结构所用,电缆在背面焊接,电流通过过孔对称的传输到对称振子中。由于振子两个臂很近,产生电流大小相等而方向相反的平衡模,馈线上的电流辐射的远场相互抵销。整个结构完全对称,使天线的不圆度能完全满足要求,通过调整振子的长度与寄生单元的长度能调整天线的谐振频率。

【附图说明】

图1为本实用新型宽带偶极子全向天线的辐射单元示意图;

图2是本实用新型两单元组阵的PCB板正面示意图;

图3是本实用新型两单元组阵的PCB板反面示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1~3,本实用新型宽带偶极子全向天线包括PCB板100,以及印制在PCB板上的辐射单元,该辐射单元包括对称设置的振子上臂210和振子下臂220,该辐射单元为蝴蝶结式结构,如图1所示,振子上臂210和振子下臂220相对的部分设有馈电孔。

该辐射单元进一步包括设置在该振子上臂和振子下臂两侧的寄生单元300,该寄生单元300对称设置在该振子上臂210和振子下臂220的馈电点两侧,并沿上下臂方向延伸,并且该寄生单元300与该振子上臂210和振子下臂220之间留有距离。

该振子上臂210和振子下臂220分别包括渐变节211和矩形段212,该寄生单元300的内侧形状与该振子上臂210和振子下臂220两侧边缘形状吻合,根据该渐变节211的渐变角度而变化,寄生单元300的长度做为引向大小可以调谐振。该渐变节211较短,矩形段212较宽长,以便走馈线及电缆。

请结合参阅图2和图3,在该实施例中,该宽带偶极子全向天线包括两个所述辐射单元,该两个所述辐射单元组阵时,所述对称设置的振子上臂210和振子下臂220分别印在PCB板100正反两面,以便同向的臂在一面用微带线连接起来组阵。

PCB板100上设有过孔110,馈电结构通过该过孔110在中间馈电,电缆在背面焊接,电流通过该过孔110对称的传输到对称设置的振子上臂210和振子下臂220中。该振子上臂210与振子下臂220之间通过λ/4短路线连接。

由于振子两个臂很近,产生电流大小相等而方向相反的平衡模,馈线上的电流辐射的远场相互抵销。整个结构完全对称,使天线的不圆度能完全满足要求,通过调整振子的长度与寄生单元的长度能调整天线的谐振频率。天线的频率为1.7G-2.17G,根据对称振子模型及微带天线理论,最后通过仿真调整,该蝴蝶结振子的宽度限制在20mm以内,在有限的空间内通过调节寄生单元300的长度及间隙以提高天线带宽。

实际较佳实施例中的单振子蝴蝶式结构的振子上臂210与振子下臂220的长度为0.84λ,宽15mm,蝴蝶节渐变长为3.8mm。印制线路板厚度为H=0.8mm,介电常数εr=3.0。寄生单元长度为0.45λ,寄生单元与对称振子间隙为1.2mm。

图1实施例单个振子增益在2.5dB左右,图2及图3实施例通过组阵,最终得到驻波在1.4以内,不圆度在3dB以内,增益4.5dBi的天线。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,本实用新型的保护范围并不局限于此,任何基于本实用新型技术方案上的等效变换均属于本实用新型保护范围之内。

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