通用型物联网天线的制作方法

文档序号:10194030
通用型物联网天线的制作方法
【技术领域】
[〇〇〇1]本实用新型涉及无线技术领域,特别涉及天线技术领域,具体是指一种通用型物联网天线。
【背景技术】
[0002]近年来,随着物联网技术的快速发展与应用,无线数据传输技术也得到了广泛应用。天线是无线数据传输系统重要组成部分。目前,市面上所应用的天线的性能与具体物联网系统有关,天线对于不同的工作环境需要不同的调试匹配,甚至同一个物联网系统中处于不同位置的同一种天线都需要不同的调试匹配,而不能作为一个无需调试的通用件,这极大地影响了物联网技术的应用,也制约了物联网的进一步发展。因此,如何提供一种免调试的通用型天线成为物联网领域亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点,通过在射频同轴电缆与平衡/不平衡转换器的连接处外套设射频扼流圈,从而使偶极子天线上的电流仅通过射频同轴电缆的内导体与外导体的内侧面所组成的传输线同天线所工作的系统连接,同时阻止射频电流从射频同轴电缆的外导体的外表面流出,确保天线阻抗以及天线上电流分布等性能与天线所工作的系统没有关系,由此形成一种能适用于物联网中任何设备的无线信号收发系统,且无需调试,结构简单,生产与应用成本低廉,应用范围广泛的通用型物联网天线。
[0004]为了实现上述的目的,本实用新型的通用型物联网天线具有如下构成:
[0005]该通用型物联网天线,包括偶极子天线、平衡/不平衡转换器、射频同轴电缆和射频连接器,所述的射频同轴电缆的第一端连接所述的射频连接器或开路;所述的射频同轴电缆的第二端的内导体连接所述的平衡/不平衡转换器的不平衡端口,该射频同轴电缆的第二端的外导体连接所述的平衡/不平衡转换器的地;所述的平衡/不平衡转换器的平衡端口连接所述的偶极子天线,在所述的射频同轴电缆的第二端外套设有射频扼流圈。
[0006]该通用型物联网天线中,所述的偶极子天线为自谐振偶极子天线。
[0007]该通用型物联网天线中,所述的自谐振偶极子天线为电偶极子天线,该电偶极子天线为对称结构,包括第一谐振振子和第二谐振振子。
[0008]该通用型物联网天线中,所述的第一谐振振子和第二谐振振子为线振子、棒振子和面振子中的一种。
[0009]该通用型物联网天线中,所述的自谐振偶极子天线为磁偶极子天线,该磁偶极子天线为环形导线或环形金属棒。
[〇〇1〇]该通用型物联网天线中,所述的自谐振偶极子天线和平衡/不平衡转换器均设置于一印刷电路板上。
[〇〇11]该通用型物联网天线中,所述的射频扼流圈为金属套筒,该金属套筒的一端与所述的射频同轴电缆第二端的端面齐平,且不接触;所述的金属套筒的另一端与所述的射频同轴电缆的外表面连接,该金属套筒的两端之间的长度约等于所述偶极子天线工作波长的四分之一。
[0012]该通用型物联网天线中,所述的射频扼流圈为铁氧体材料套筒,该铁氧体材料套筒为包括铁、锰、锌、镍元素的混合半导体材料。
[0013]采用了该实用新型的通用型物联网天线,其射频同轴电缆的第一端连接所述的射频连接器;射频同轴电缆的第二端的内导体连接平衡/不平衡转换器的不平衡端口,第二端的外导体连接平衡/不平衡转换器的地;并在该第二端外套设有射频扼流圈。从而使偶极子天线上的电流仅通过射频同轴电缆的内导体与外导体的内侧面所组成的传输线同天线所工作的系统连接,同时阻止射频电流从射频同轴电缆的外导体的外表面流出,确保天线阻抗以及天线上电流分布等性能与天线所工作的系统没有关系,使得本实用新型的通用型物联网天线在无需调试的情况下,即可适用于物联网中任何设备的无线信号收发系统。且本实用新型的通用型物联网天线,结构简单,生产与应用成本低廉,应用范围也相当广泛。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的通用型物联网天线的结构示意图。
[0015]图2为本实用新型的通用型物联网天线中电偶极子天线为线振子或棒振子的结构示意图。
[0016]图3为本实用新型的通用型物联网天线中电偶极子天线和平衡/不平衡转换器设置于印刷电路板上的结构示意图。
[0017]图4为现有技术中不具备扼流圈的天线的电流流向不意图。
[0018]图5为本实用新型的通用型物联网天线的电流流向示意图。
[0019]图6为本实用新型的通用型物联网天线中射频同轴电缆的第一端开路的结构示意图。
[0020]图7为本实用新型的通用型物联网天线中磁偶极子天线为环形导线的结构示意图。
[0021]图8为本实用新型的通用型物联网天线中磁偶极子天线为环形金属棒的结构示意图。
[0022]图9为本实用新型的通用型物联网天线中磁偶极子天线和平衡/不平衡转换器设置于印刷电路板上的结构示意图。
[0023]图10为本实用新型的通用型物联网天线中确定的参考面处低频时的等效电路。
[0024]图11为本实用新型的通用型物联网天线中确定的参考面处高频时的等效电路。
[0025]图12为本实用新型的通用型物联网天线中铁氧体材料套筒的铁氧体材料特性参数示意图。
[0026]图13为本实用新型的通用型物联网天线中确定的参考面处测得的射频阻抗示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容,特举以下实施例详细说明。
[0028] 请参阅图1所示,为本实用新型的通用型物联网天线的结构示意图。
[0029] 在一种实施方式中,该通用型物联网天线包括偶极子天线1、平衡/不平衡转换器
2、射频同轴电缆4和射频连接器5。所述的射频同轴电缆4的第一端连接所述的射频连接器5,或该射频同轴电缆4的第一端开路。在开路的情况下,如图6所示,射频同轴电缆4的内导体7直接焊接射频信号线,射频同轴电缆4的外导体与地连接。所述的射频同轴电缆4的第二端的内导体连接所述的平衡/不平衡转换器2的不平衡端口,该射频同轴电缆4的第二端的外导体连接所述的平衡/不平衡转换器2的地;所述的平衡/不平衡转换器2的平衡端口连接所述的偶极子天线1,在所述的射频同轴电缆4的第二端外套设有射频扼流圈3〇
[0030] 在较优选的实施方式中,所述的偶极子天线1为自谐振偶极子天线。该自谐振偶极子天线可以为如图1至图3所示的具有对称结构的电偶极子天线1,其包括第一谐振振子11和第二谐振振子12,所述的第一谐振振子11和第二谐振振子12为线振子、棒振子和面振子中的一种。该自谐振偶极子天线也可为如图7至图9所示的磁偶极子天线Γ,该磁偶极子天线1’为如图7所示的环形导线或如图8所示的环形金属棒。环形导线或金属棒可以是圆环、方环、矩形环、三角环或任意三维空间上的成环结构。
[0031] 在进一步优选的实施方式中,图3及图9所示,所述的自谐振偶极子天线1或Γ和平衡/不平衡转换器2均设置于一印刷电路板6上。
[0032] 在更优选的实施方式中,射频扼流圈3可以为金属套筒或铁氧体材料套筒。
[0033]其中,采用金属套筒的情况下,如图1所示,该金属套筒3的一端与所述的射频同轴电缆4第二端的端面齐平,且不接触。所述的金属套筒3的另一端连接所述的射频同轴电缆4的外表面,形成短路,接地。该金属套筒4的两端之间的长度L约等于所
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