一种多频段天线及网关路由器的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种多频段天线及网关路由器。

背景技术：

路由器是人们日常生活工作中必不可少的电子设备，其用于将有线网络信号变成无线信号供人们使用。路由器性能的好坏，关键在于其天线结构，目前的路由器需要装配的天线数量多为3个，包括lora天线以及lte主副天线，有些情况下可能还有wifi天线的需求，天线数量过多就需要在装配时注意区分不同模块所对应的天线，以免装错天线后因各个天线的频段不一致，致使天线与模块匹配效果差，造成产品不能正常工作的情况发生。另外，天线数量过多也会提高产品成本，所以应该设计一款具备较大带宽的天线来适应更多频率的信号成为现有技术亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的技术问题，本实用新型提供一种多频段天线及网关路由器。

一种多频段天线，包括介质基板、馈电线以及设置于介质基板正面上的激励单元和参考地单元，激励单元包括第一激励分支和第二激励分支，参考地单元包括第一参考地分支和第二参考地分支；其中：馈电线设有馈电端与接地端；第一激励分支与第二激励分支均与馈电线的馈电端电连接；第一参考地分支与第二参考地分支均与馈电线的接地端电连接；参考地单元还包括寄生地分支，寄生地分支与接地端电连接。

进一步的，馈电端与接地端设置于介质基板的中间位置，激励单元位于馈电端一侧，参考地单元位于接地端一侧。

进一步的，介质基板上设有开孔，馈电线从介质基板的反面经由开孔穿过并固定在介质基板的正面；馈电线的末端设置馈电端与接地端。

进一步的，第一激励分支为自馈电端起沿介质基板边缘设置的具有逆时针270度转角的微带线；

馈电端至第一激励分支末端的长度为频段470-510mhz的四分之一波长。

进一步的，第二激励分支为设置在第一激励分支形成的区域内的自馈电端起具有逆时针180度转角的微带线，且第二激励分支在逆时针180度转角处设有l形开路槽；

馈电端至第二激励分支末端的长度为频段824-960mhz的四分之一波长。

进一步的，第一参考地分支为自接地端起沿介质基板边缘设置的具有顺时针90度转角的微带线。

进一步的，第二参考地分支为自接地端起沿介质基板边缘设置的具有逆时针270度转角的微带线。

进一步的，寄生地分支为自接地端起延介质基板边缘设置的具有顺时针90度转角的微带线，且寄生地分支的末端与第一激励分支的末端位于介质基板的同一侧边。

进一步的，开孔以及馈电端和接地端设置于介质基板的中心线上。

一种网关路由器，包括上述的多频段天线。

本实用新型的多频段天线及网关路由器，仅配置一根天线就可以实现低频段470-510mhz、824-960mhz以及高频段1710-2690mhz的覆盖，整合了路由器中设计的lora模块、lte模块、wifi模块的功能，在保证路由器正常工作的前提下，可以完全避免因天线数量较多而出现装配错误导致路由器不能正常工作的情况发生；同时，减少了路由器天线接口的数量，简化了路由器内部电路的设计，降低了路由器的成本。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它附图。

图1为本实用新型实施例的一种多频段天线的设计结构图；

图2为本实用新型实施例的一种多频段天线的尺寸设计图；

图3为本实用新型实施例的一种多频段天线的回波损耗波形图；

图4为本实用新型实施例的一种多频段天线的史密斯圆图；

图5为本实用新型实施例的一种多频段天线的电压驻波波形图；

其中：1-介质基板、2-馈电线、201-馈电端、202-接地端、3-激励单元、301-第一激励分支、302-第二激励分支、4-参考地单元、401-第一参考地分支、402-第二参考地分支、403-寄生地分支、5-开孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，本实施例中的“正面”、“反面”、“左侧”、“右侧”、“上”、“下”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型更加简洁，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型提供一种多频段天线，包括介质基板1、馈电线2以及设置于介质基板1正面上的激励单元3和参考地单元4，激励单元3包括第一激励分支301和第二激励分支302，参考地单元4包括第一参考地分支401和第二参考地分支402；其中：馈电线2设有馈电端201和接地端202，第一激励分支301与第二激励分支302均与馈电线2的馈电端201电连接；第一参考地分支401与第二参考地分支402均与馈电线2的接地端202电连接；参考地单元4还包括寄生地分支403，寄生地分支403与接地端202电连接。本实施例的第一激励分支301、第二激励分支302、第一参考地分支401、第二参考地分支402以及寄生地分支403均设置在介质基板1的正面上，如图1所示，第一激励分支301和第二激励分支302设置在介质基板1正面的一侧，第一参考地分支401和第二参考地分支402设置在介质基板1正面的另一侧，寄生地分支403与馈电线2的接地端202电连接，但寄生地分支403与第一激励分支201、第二激励分支202在介质基板1的同一侧。本实施例对第一激励分支301、第二激励分支302、第一参考地分支401、第二参考地分支402以及寄生地分支403的具体形状不做限定，本领域技术人员可参考图1进行设计；本实施例中的第一激励分支301与第二激励分支302和馈电线2的馈电端201可采用焊接方式实现电连接。本实施例的第一激励分支301通过谐振产生第一频段的无线电信号，第二激励分支302通过谐振产生第二频段的无线电信号，第二激励分支302在第三频段时产生三次模，为扩展第三频段的带宽，设置寄生地分支403。本实施例的第一频段为470-510mhz，第二频段为824-960mhz，第三频段为1710-2690mhz，依次覆盖了路由器的lora频段、lte频段和wifi频段。

本实施例对介质基板1的材质、厚度以及介电常数不做限定，因其材质与介电常数相关，所以具体选用由本领域技术人员在具体使用要求下进行选择，本实施例较适宜的选择是介电常数为4.4的fr4介质基板，厚度约为1.2mm，平面为尺寸180.5*21.7mm²的长方形，此处对于介质基板1的具体限定仅是本实用新型较优的一种实现方式，并不是对保护范围的限定，本领域技术人员选用其他材质的介质基板1实现本方案的设计也落入本实施例的保护范围。

本实施例的第一激励分支301用于产生470-510mhz这一频段的无线电信号覆盖lora频段，其长度应当设计为频段470-510mhz的四分之一波长，尺寸计量自馈电端201至第一激励分支301的末端(将第一激励分支301与馈电端201电连接的一端视为首端)为准。本实施例中第一激励分支301具体的形状不做限定，如图1与图2所示，本实施例的一种优选方式为第一激励分支301为自馈电端201起沿介质基板1边缘设置的具有逆时针270度转角的微带线，本实施例对微带线的宽度不做具体的限定，可参考本实施例的附图进行设置即可，附图2中尺寸的单位为mm。

本实施例的第二激励分支302用于产生824-960mhz这一频段的无线电信号覆盖lte频段，其长度根据频段824-960mhz的四分之一波长进行取值，尺寸计量自馈电端201至第二激励分支302的末端(将第二激励分支302与馈电端201电连接的一端视为首端)为准。本实施例对第二激励分支302的具体形状不做限定，如图1与图2所示，本实施例的一种优选方式为第二激励分支302为设置在第一激励分支301形成的区域内的自馈电端201起具有逆时针180度转角的微带线，且第二激励分支302在逆时针180度转角处设有l形开路槽，l形开路槽的作用在于调整第二激励分支302的长度满足频段824-960mhz的四分之一波长。本实施例对第二激励分支302的具体宽度不做限定，可参照图2尺寸进行设置。

本实施例的第一参考地分支401为自接地端202起沿介质基板1边缘设置的具有顺时针90度转角的微带线。其具体设计尺寸参考图2进行设计即可。

本实施例的第二参考地分支402为自接地端202起沿介质基板1边缘设置的具有逆时针270度转角的微带线。其具体设计尺寸参考图2进行设计即可。

本实施例中第一激励分支301和第二激励分支302的长度还应当考虑介质基板1的介电常数，例如在选用介电常数为4.4的fr4介质基板时，设置在介质基板1上实际长度应该相较于设置在空气中的长度短一些。本实施例的第一激励分支301和第二激励分支302分别在频段470-510mhz和频段824-960mhz时均工作在基模模式，本实施例中的第二激励分支302在低频段824-960mhz产生基模的同时，也会在高频段1710-2690mhz产生三次模，实现1710-2690mhz这一频段的无线电信号覆盖wifi频段。但由于频段1710-2690mhz的频宽较宽，本实施例还设计了寄生地分支403来扩展高频段的带宽。本实施例不具体限定寄生地分支403的形状以及尺寸，优选的，寄生地分支403为自接地端202起延介质基板1边缘设置的具有顺时针90度转角的微带线，且寄生地分支403的末端与第一激励分支301的末端位于介质基板1的同一侧边，本实施例的寄生地分支403其具体设计尺寸参考图2进行设计即可。

本实施例中的第一激励分支301、第二激励分支302、第一参考地分支401、第二参考地分支402、寄生地分支403可为天线贴片的形式粘附在介质基板1上，。天线贴片的材质应该为金属，例如铜，或者铜合金。

本实施例的多频段天线，实现了低频段470-510mhz、824-960mhz以及高频段1710-2690mhz的覆盖，仅用一根天线整合了路由器中设计的lora模块、lte模块、wifi模块的功能，在保证路由器正常工作的前提下，可以完全避免因天线数量较多而出现装配错误导致路由器不能正常工作的情况发生。

具体的，如图1所示，在上述实施例的基础上，介质基板1上设有开孔5，馈电线2从介质基板1的反面经由开孔5穿过并固定在介质基板1的正面；馈电线2的末端设置馈电端201与接地端202。本实施例中开孔5的尺寸稍大于馈电线2的线径，此处对开孔5的具体设置位置不做限定，但当馈电线2从介质基板1的反面自开孔5穿过至介质基板1的正面，应避免馈电线2直接从介质基板1的正面引线发生与参考地单元4出现接触的情况，否则会造成相应频段的频偏，继而保证了天线的性能更加稳定。本实施例中的馈电线2有选用同轴馈电线，同轴馈电线的外壳与接地端202电接触，同轴馈电线的内芯与馈电端201电接触，同轴馈电线的结构便于出线且能够尽可能的避免与参考地单元4相接触从而影响天线的谐振点。

具体的，本实用新型实施例中的馈电端201与接地端202设置于介质基板1的中间位置，激励单元3位于馈电端201一侧，参考地单元4位于接地端202一侧。如图1所示，馈电端201设置在左侧，接地端202设置在右侧，本实施例的馈电线2的末端设置的馈电端201和接地端202之间相互绝缘，为保证激励单元3和参考地单元4互不干扰，将激励单元3设置在介质基板1正面的左侧，参考地单元4设置在介质基板1正面的右侧。

具体的，本实施例中的开孔5以及馈电端201和接地端202设置于介质基板1的中心线上。将馈电端201和接地端设置于介质基板1的中心线上时，因其对称性特点，对于激励单元3和参考地单元4的尺寸设计则更加简单。

如图3至图5，分别为本实施例多频段天线的回波损耗波形图、史密斯圆图以及电压驻波波形图。其中，图3中本实施例的多频段天线在470-510mhz、824-960mhz和1710-2690mhz三个频段内基本都可达到-6db，完全满足实用需求。

本实用新型还提供一种网关路由器，包括上述实施例的多频段天线。本实施例的网关路由器的具体产品型号在此处不做限定，只要配置有本实施例的多频段天线就属于本实施例的保护范围。本实施例的网关路由器，仅配置一根天线就可以实现低频段470-510mhz、824-960mhz以及高频段1710-2690mhz的覆盖，整合了路由器中设计的lora模块、lte模块、wifi模块的功能，在保证路由器正常工作的前提下，可以完全避免因天线数量较多而出现装配错误导致路由器不能正常工作的情况发生；同时，减少了路由器天线接口的数量，简化了路由器内部电路的设计，降低了路由器的成本。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。