仿真植物WIFI天线的制作方法

本发明属于天线技术领域，具体涉及单极子天线，尤其涉及仿真植物wifi天线。

背景技术：

双频wifi有更高的无线传输速率，具备更强的抗干扰性，无线信号更强，稳定性更高，不容易掉线，双频无线路由器已经成为无线产品的主流发展趋势.

双频无线路由器上通常会设置单极天线来进行信号的传播。单极天线是竖直的具有四分之一波长的天线。该天线安装在一个接地平面上，它可以是实际地面，也可以是诸如搭载工具车体等人造接地面上。单极天线的馈电是在下端点使用同轴电缆进行的，馈线的接地导体与平台相连接。在自由空间中，四分之一波长单极天线在垂直平面上的辐射方向图与半波偶极天线在垂直平面中的方向图形状相似，但没有地下辐射。在水平面上，垂直单极天线是全向性的。单极子天线或称为直立天线是垂直于地面或导电平面架设的天线，已广泛应用于长、中、短波及超短波波段。在单极子天线的辐射体外套上一个与天线安装金属面相连接的金属短筒就构成了套筒单极子天线。套筒单极子天线以其结构简单，易于加工，交叉极化小和宽频带等优点已被广泛应用于现代通信、侦察测向和遥感系统中。

现有的无线路由器上所设置的天线通常是直接将天线设置在路由器上，天线直接暴露，与室内环境、装修风格等格格不入，较为突兀，极不美观。且天线暴露，常常会因为摔倒、被宠物啃咬等原因导致天线损坏。

近年来，人们对套筒单极子天线做了很多改进，把套筒单极子天线细圆柱形辐射体改成平面状以展宽其阻抗带宽，在0.5-9ghz频带内实现了电压驻波比(vswr)<2.5；通过将辐射体外形做成有一定的锥度同时辐射体短接于安装金属面，在超过10：1的频带内实现了电压驻波比(vswr)<3。但是此种类型的天线h面全向性均不太理想，特别是在频率高端，h面不圆度很大。这主要是由于天线结构上的不称和辐射体平面太宽(平板的宽度已经是四分之一波长的若干倍)，平板套筒单极子天线辐射体的表面振荡电流激起的电磁场到达远场的距离不一样，在有的方位叠加，有的方位相消，导致水平面内方向图的不圆度较差。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种与室内环境融合较好、能较好的保护天线、能有效拓展阻抗带宽、减小了天线的几何尺寸、具有较高的增益和良好的不圆度的仿真植物wifi天线。

本发明所采用的技术方案为：

仿真植物wifi天线，包括花盆状的仿真底座、设置在所述仿真底座内的天线装置和套设在所述天线装置外的仿植物外壳，所述防植物外壳与所述仿真底座可拆卸连接，所述仿植物外壳和所述仿真底座均由塑料材质制成。

所述仿真植物外壳仿照一些常见的盆栽植物外形，例如仙人掌，所述仿真底座的外形仿照现有的花盆，所述仿真植物外壳的底端设置在所述仿真底座内，所述仿真植物外壳与所述仿真底座可拆卸连接。所述天线装置设置在所述仿真底座内，所述仿真植物外壳套设在所述天线装置外。即，所述仿真植物wifi天线的底部由内而外依次为天线装置、仿真植物外壳和所述仿真底座。所述天线装置为双频无线路由器用天线装置。本发明的仿真植物外壳和仿真底座使得天线能与室内装修环境相融合，天线装置不是直接暴露在外，更加美观，使得天线在室内不显得突兀。同时，所述仿真植物外壳和所述仿真底座还能对所述天线装置起到一定的保护作用，防止天线装置暴露在外受到损坏。有的用户家中会饲养小狗、小猫等宠物，尤其是小狗，喜欢啃东西，天线装置暴露在外容易被啃坏。在天线装置外套筒设所述仿真植物外壳和所述仿真底座，小动物啃咬时只能啃咬到所述仿真植物外壳或所述仿真底座，而不会啃咬到所述天线装置，当所述仿真植物外壳或所述仿真底座被咬坏时，只需要对所述仿真植物外壳或所述仿真底座进行更换即可，无需更换天线装置，减小损失，降低使用成本。

进一步的，所述天线装置包括底座、设置在所述底座上的辐射体和套设在所述辐射体外的外套筒，所述辐射体和所述外套筒均为圆柱状，所述辐射体与所述外套筒同轴。所述外套筒设置在所述底座上，所述辐射体靠近所述底座的一端设置在所述外套筒内，所述辐射体远离所述底座的一端位于所述外套筒外。所述底座为圆盘状，所述底座和所述外套筒均由金属材料制成。对于单极子天线来说，直接加粗振子可以得到较低的特性阻抗，不过效果不太显著，可以通过其它方式来改善单极子的阻抗特性。在所述辐射体外加上一个与之同轴的金属套筒相当于加粗了天线振子。除了单极子本身谐振外，套筒也参与谐振，单极子天线相当于一级阻抗匹配，金属套筒相当于二级阻抗匹配，相对阻抗带宽能从44.27％拓展到125.07％。

单极天线是竖直的具有四分之一波长的天线。该天线安装在一个接地平面上，它可以是实际地面，也可以是诸如搭载工具车体等人造接地面上。单极天线的馈电是在下端点使用同轴电缆进行的，馈线的接地导体与平台相连接。在自由空间中，四分之一波长单极天线在垂直平面上的辐射方向图与半波偶极天线在垂直平面中的方向图形状相似，但没有地下辐射。在水平面上，垂直单极天线是全向性的。单极子天线或称为直立天线是垂直于地面或导电平面架设的天线，已广泛应用于长、中、短波及超短波波段。在单极子天线的辐射体外套上一个与天线安装金属面相连接的金属短筒就构成了套筒单极子天线。套筒单极子天线以其结构简单，易于加工，交叉极化小和宽频带等优点已被广泛应用于现代通信、侦察测向和遥感系统中。

套筒单极子天线采用同轴线馈电，同轴线内导体伸出套筒作为辐射体的一部分，同轴线外导体连接的安装金属面与金属套筒相连接。传统的单极子套筒天线，套筒外壁的电流与套筒单极子天线辐射体上的电流大小相等、流向相同，是外辐射体的一部分；套筒内壁上的电流与天线辐射体上的电流大小相等，但流向相反，起到了阻抗匹配的作用。和单极子天线类似，套筒单极子天线的高度一般为最低工作频率波长的四分之一。

进一步的，所述辐射体远离所述底座的一端为锥形。在圆柱体辐射体的顶端设置锥形辐射体，增加了电流路径，改善了天线的阻抗带宽。采用圆锥体和圆柱体相组合的形式作为天线的辐射体，代替了传统的单一的圆柱形辐射体。圆锥形辐射体具有宽频带特性，套筒天线的上辐射体使用圆锥体也可以进一步改善天线的阻抗带宽。两圆锥通过圆柱体首首相连成为一整体，采用此方式不仅降低了天线的高度，减小了天线所占体积，同时有效地展宽了天线的阻抗带宽。

进一步的，所述天线装置还包括套设在所述辐射体外的内套，所述外套筒设置在所述内套外。天线在高频段一般来说呈现感性，增加了一个内套增加天线容性，从而拓展了天线的阻抗带宽，使得天线相对阻抗带宽从44.27％优化到约156.29％，增益约为4.4db。采用双套筒的结构形式，改善天线电压驻波比。新增的内套位于原有的外套筒内部，引入新的套筒改变了传统套筒天线的阻抗分布，增加了天线的容性。一般来说，对于宽频带的天线在工作频率高端一般呈感性，增加天线的容性可以改善天线工作频段高端的阻抗特性，进一步扩展天线高端的阻抗带宽。

进一步的，所述辐射体靠近所述底座的一端设置有同轴接头，所述底座和所述内套上设置有与所述同轴接头相配合的通孔a。

进一步的，所述外套筒内靠近所述底座的一端设置有安装基座，所述内套设置在所述安装基座上。所述安装基座由塑料材质制成，主要用于确定所述内套的相对位置和固定所述内套。

进一步的，所述仿植物外壳和所述仿真底座均由聚四氟乙烯制成，所述仿植物外壳靠近所述仿真底座的一端设置有圆柱状的连接部。所述连接部设置在所述仿真底座，所述连接部与所述仿真底座相配合，所述仿植物外壳通过所述连接部与所述仿真底座可拆卸连接。

聚四氟乙烯，一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。聚四氟乙烯具有杰出的优良综合性能，耐高温，耐腐蚀、不粘、自润滑、优良的介电性能、很低的摩擦系数。用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等，一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。在ptfe中加入任何可以承受ptfe烧结温度的填充剂，机械性能可获得大大的改善，同时保持ptfe其它优良性能。填充的品种有玻璃纤维、金属、金属化氧化物、石墨、二硫化钼、碳纤维、聚酰亚胺、ekonol等，耐磨耗、极限pv值可提高1000倍。所述仿植物外壳和所述仿真底座由聚四氟乙烯制成，既不会妨碍信号的传播、辐射又能对所述天线装置起到一定的美化和保护作用。

进一步的，所述仿真底座包括花盆状的底座主体和设置在所述底座主体内的卡槽，所述卡槽与所述连接部相配合，所述底座上还设置有与所述同轴接头相配合的通孔。所述卡槽与所述仿植物外壳上所设置的所述连接部相配合，所述天线装置的底座设置在所述卡槽内，所述连接部套设在所述天线装置外，即所述连接部位于所述天线装置和所述卡槽的内壁之间的位置，将所述天线装置和所述卡槽的内壁之间的间隙填满，使得所述仿真底座、所述仿植物外壳与所述天线装置之间卡紧，对所述天线装置起到固定作用。所述天线装置的的底座、内套、外套筒均位于所述仿真底座内，所述天线装置的辐射体一端位于所述仿真底座内，另一端位于所述仿植物外壳内。所述同轴接头穿过所述通孔设置在所述仿真底座外。

进一步的，所述卡槽的内侧圆周面上设置有螺旋状的凸块b，所述连接部的外侧圆周侧面上设置有与所述凸块b相配合的凸块a。所述凸块a和所述凸块b相配合，在使用过程中，转动所述仿植物外壳即可使得所述仿植物外壳与所述仿真底座相分离，反向转动所述仿植物外壳即可使得所述仿植物外壳与所述仿真底座连接。所述仿植物外壳和所述仿真底座分别通过所述凸块a和所述凸块b可拆卸连接。

进一步的，所述仿真植物外壳内还设置有用于保护所述天线装置的防护层，所述防护层由柔软的塑料材质制成。所述防护层用于保护所述天线装置，为了使得所述仿真植物wifi天线外部具有固定的形状和结构，因此所述仿植物外壳和所述仿真底座都需要由具有一定硬度的材质制成。为了防止在使用或安装过程中，所述仿植物外壳刮伤所述天线装置，或者因为所述仿真植物wifi天线被摔导内部天线装置被磕坏，利用柔软的塑料材质制成所述防护层，在发生摔打时能起到一定的缓冲作用，对所述天线装置进行保护。同时，所述防护层由塑料材质制成，不会对所述天线装置的信号和辐射造成干扰和阻碍。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明的有益效果为：

本发明的仿真植物外壳和仿真底座使得天线能与室内装修环境相融合，天线装置不是直接暴露在外，更加美观，使得天线在室内不显得突兀。同时，所述仿真植物外壳和所述仿真底座还能对所述天线装置起到一定的保护作用，防止天线装置暴露在外受到损坏。本发明的外套筒拓展了所述仿真植物wifi天线的阻抗带宽。本发明的天线装置在圆柱体辐射体的顶端设置锥形辐射体，增加了电流路径，改善了天线的阻抗带宽。天线在高频段一般来说呈现感性，本发明通过增加一个内套的方式增加了天线容性，从而拓展了天线的阻抗带宽，使得天线相对阻抗带宽从44.27％优化到约156.29％，增益约为4.4db。

附图说明

图1是本发明天线装置的爆炸图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明天线装置的结构示意图。

图4是本发明去掉仿植物外壳后的结构示意图。

图5是本发明仿植物外壳的结构示意图。

图6是本发明仿真底座的剖视图。

图7是天线性能测试曲线图。

图中：1-仿植物外壳；2-仿真底座；3-天线装置；11-本体；12-连接部；121-凸块a；13-防护层；21-底座主体；22-卡槽；221-凸块b；23-通孔；31-辐射体；32-同轴接头；33-内套；331-安装基座；34-外套筒；35-底座。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1：

如图1-4所示，本实施例的仿真植物wifi天线，包括花盆状的仿真底座2、设置在仿真底座2内的天线装置3和套设在天线装置3外的仿植物外壳1，防植物外壳与仿真底座2可拆卸连接，仿植物外壳1和仿真底座2均由塑料材质制成。仿真植物外壳仿照一些常见的盆栽植物外形，例如仙人掌，仿真底座2的外形仿照现有的花盆，仿真植物外壳的底端设置在仿真底座2内，仿真植物外壳与仿真底座2可拆卸连接。

天线装置3设置在仿真底座2内，仿真植物外壳套设在天线装置3外。即，仿真植物wifi天线的底部由内而外依次为天线装置3、仿真植物外壳和仿真底座2。天线装置3为双频无线路由器用天线装置3。本发明的仿真植物外壳和仿真底座2使得天线能与室内装修环境相融合，天线装置3不是直接暴露在外，更加美观，使得天线在室内不显得突兀。

同时，仿真植物外壳和仿真底座2还能对天线装置3起到一定的保护作用，防止天线装置3暴露在外受到损坏。有的用户家中会饲养小狗、小猫等宠物，尤其是小狗，喜欢啃东西，天线装置3暴露在外容易被啃坏。在天线装置3外套筒34设仿真植物外壳和仿真底座2，小动物啃咬时只能啃咬到仿真植物外壳或仿真底座2，而不会啃咬到天线装置3，当仿真植物外壳或仿真底座2被咬坏时，只需要对仿真植物外壳或仿真底座2进行更换即可，无需更换天线装置3，减小损失，降低使用成本。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化的限定，如图1-6所示，本实施例的仿真植物wifi天线，包括花盆状的仿真底座2、设置在仿真底座2内的天线装置3和套设在天线装置3外的仿植物外壳1，防植物外壳与仿真底座2可拆卸连接，仿植物外壳1和仿真底座2均由塑料材质制成。天线装置3包括底座35、设置在底座35上的辐射体31和套设在辐射体31外的外套筒34，辐射体31和外套筒34均为圆柱状，辐射体31与外套筒34同轴。辐射体31远离底座35的一端为锥形。外套筒34设置在底座35上，辐射体31靠近底座35的一端设置在外套筒34内，辐射体31远离底座35的一端位于外套筒34外。底座35为圆盘状，底座35和外套筒34均由金属材料制成。

对于单极子天线来说，直接加粗振子可以得到较低的特性阻抗，不过效果不太显著，可以通过其它方式来改善单极子的阻抗特性。在辐射体外加上一个与之同轴的金属套筒相当于加粗了天线振子。除了单极子本身谐振外，套筒也参与谐振，单极子天线相当于一级阻抗匹配，金属套筒相当于二级阻抗匹配，相对阻抗带宽能从44.27％拓展到125.07％。单极天线是竖直的具有四分之一波长的天线。该天线安装在一个接地平面上，它可以是实际地面，也可以是诸如搭载工具车体等人造接地面上。单极天线的馈电是在下端点使用同轴电缆进行的，馈线的接地导体与平台相连接。在自由空间中，四分之一波长单极天线在垂直平面上的辐射方向图与半波偶极天线在垂直平面中的方向图形状相似，但没有地下辐射。在水平面上，垂直单极天线是全向性的。

单极子天线或称为直立天线是垂直于地面或导电平面架设的天线，已广泛应用于长、中、短波及超短波波段。在单极子天线的辐射体外套上一个与天线安装金属面相连接的金属短筒就构成了套筒单极子天线。套筒单极子天线以其结构简单，易于加工，交叉极化小和宽频带等优点已被广泛应用于现代通信、侦察测向和遥感系统中。

套筒单极子天线采用同轴线馈电，同轴线内导体伸出套筒作为辐射体31的一部分，同轴线外导体连接的安装金属面与金属套筒相连接。传统的单极子套筒天线，套筒外壁的电流与套筒单极子天线辐射体31上的电流大小相等、流向相同，是外辐射体31的一部分；套筒内壁上的电流与天线辐射体31上的电流大小相等，但流向相反，起到了阻抗匹配的作用。和单极子天线类似，套筒单极子天线的高度一般为最低工作频率波长的四分之一。

实施例3：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化的限定，如图1-6所示，本实施例的仿真植物wifi天线，包括花盆状的仿真底座2、设置在仿真底座2内的天线装置3和套设在天线装置3外的仿植物外壳1，防植物外壳与仿真底座2可拆卸连接，仿植物外壳1和仿真底座2均由塑料材质制成。天线装置3包括底座35、设置在底座35上的辐射体31和套设在辐射体31外的外套筒34，辐射体31和外套筒34均为圆柱状，辐射体31与外套筒34同轴。外套筒34设置在底座35上，辐射体31靠近底座35的一端设置在外套筒34内，辐射体31远离底座35的一端位于外套筒34外。辐射体31远离底座35的一端为锥形。在圆柱体辐射体31的顶端设置锥形辐射体31，增加了电流路径，改善了天线的阻抗带宽。采用圆锥体和圆柱体相组合的形式作为天线的辐射体31，代替了传统的单一的圆柱形辐射体31。圆锥形辐射体31具有宽频带特性，套筒天线的上辐射体31使用圆锥体也可以进一步改善天线的阻抗带宽。两圆锥通过圆柱体首首相连成为一整体，采用此方式不仅降低了天线的高度，减小了天线所占体积，同时有效地展宽了天线的阻抗带宽。

天线装置3还包括套设在辐射体31外的内套33，外套筒34设置在内套33外。天线在高频段一般来说呈现感性，增加了一个内套33增加天线容性，从而拓展了天线的阻抗带宽，使得天线相对阻抗带宽从44.27％优化到约156.29％，增益约为4.4db。采用双套筒的结构形式，改善天线电压驻波比。新增的内套33位于原有的外套筒34内部，引入新的套筒改变了传统套筒天线的阻抗分布，增加了天线的容性。一般来说，对于宽频带的天线在工作频率高端一般呈感性，增加天线的容性可以改善天线工作频段高端的阻抗特性，进一步扩展天线高端的阻抗带宽。辐射体31靠近底座35的一端设置有同轴接头32，底座35和内套33上设置有与同轴接头32相配合的通孔23a。所述外套筒34内靠近所述底座35的一端设置有安装基座331，所述内套33设置在所述安装基座331上。仿植物外壳1和仿真底座2均由聚四氟乙烯制成，仿植物外壳1靠近仿真底座2的一端设置有圆柱状的连接部12。连接部12设置在仿真底座2，连接部12与仿真底座2相配合，仿植物外壳1通过连接部12与仿真底座2可拆卸连接。仿真底座2包括花盆状的底座35主体21和设置在底座35主体21内的卡槽22，卡槽22与连接部12相配合，底座35上还设置有与同轴接头32相配合的通孔23。

卡槽22与仿植物外壳1上所设置的连接部12相配合，天线装置3的底座35设置在卡槽22内，连接部12套设在天线装置3外，即连接部12位于天线装置3和卡槽22的内壁之间的位置，将天线装置3和卡槽22的内壁之间的间隙填满，使得仿真底座2、仿植物外壳1与天线装置3之间卡紧，对天线装置3起到固定作用。天线装置3的的底座35、内套33、外套筒34均位于仿真底座2内，天线装置3的辐射体31一端位于仿真底座2内，另一端位于仿植物外壳1内。同轴接头32穿过通孔23设置在仿真底座2外。卡槽22的内侧圆周面上设置有螺旋状的凸块b221，连接部12的外侧圆周侧面上设置有与凸块b221相配合的凸块a121。

凸块a121和凸块b221相配合，在使用过程中，转动仿植物外壳1即可使得仿植物外壳1与仿真底座2相分离，反向转动仿植物外壳1即可使得仿植物外壳1与仿真底座2连接。仿植物外壳1和仿真底座2分别通过凸块a121和凸块b221可拆卸连接。仿真植物外壳内还设置有用于保护天线装置3的防护层13，防护层13由柔软的塑料材质制成。防护层13用于保护天线装置3，为了使得仿真植物wifi天线外部具有固定的形状和结构，因此仿植物外壳1和仿真底座2都需要由具有一定硬度的材质制成。

外套筒34内靠近底座35的一端设置有安装基座331，内套33设置在安装基座331上。安装基座331由塑料材质制成，主要用于确定内套33的相对位置和固定内套33。

为了防止在使用或安装过程中，仿植物外壳1刮伤天线装置3，或者因为仿真植物wifi天线被摔导内部天线装置3被磕坏，利用柔软的塑料材质制成防护层13，在发生摔打时能起到一定的缓冲作用，对天线装置3进行保护。同时，防护层13由塑料材质制成，不会对天线装置3的信号和辐射造成干扰和阻碍。

将上述实施例3的仿真植物wifi天线利用三维电磁仿真软件hfss进行性能测试，并且对上述实施例3的仿真植物wifi天线在去掉内套(即单套筒状态)和同时去掉外套筒、内套(即单极子状态)两种情况下的性能进行测试，测试结果如图7所示。

图7中，自上而下，曲线末端位于最高点的为单套筒状态下的性能测试曲线，曲线末端位于最低点的为单极子状态下的性能测试曲线，曲线末端位于中间的为实施例3的性能测试曲线。从图7中可看出单独极子状态下阻抗带宽3.5-5.49ghz，相对带宽44.27％；单套筒状态下阻抗为1.25-5.25ghz，虽然增益略微减小，但阻抗带宽明显拓宽，相对带宽125％；实施例3的抗带宽大大提高，达到1.27-10.19ghz，相对带宽达到了156.29％，增益约为4.4db左右。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。