偶极子天线的制作方法

本发明涉及天线领域，特别是涉及一种偶极子天线。

背景技术：

随着人们对通信质量和通信设备的集成要求不断增强。作为通信设备子部件，天线也需要更高的性能以满足通信系统的需要。各种移动终端设备在社会上的普及率提升速度非常快，在这其中，最方便、最快捷的方式就是无线接入方式，因为无线的接入方式节约了大量的网络铺设费用，可以快速规划、快速安装、快速投入使用，维护也相对简洁。

其中，传统的偶极子天线是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，并广泛应用在无线接入领域中，但是传统的偶极子天线覆盖距离不够。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种覆盖距离更大的偶极子天线。

一种偶极子天线，包括：

第一辐射体，长度为对应预设频率的1/4波长；

第二辐射体，长度为对应所述预设频率的1/4波长，并与所述第一辐射体形成第一子偶极子天线；

第三辐射体，长度为对应所述预设频率的1/2波长，并与所述第一辐射体分别设置在第二辐射体的两侧，所述第三辐射体与第二辐射体串联形成第二子偶极子天线，所述第三辐射体与第二辐射体传输的信号相位同向叠加。

在其中一个实施例中，所述偶极子天线还包括射频线，所述射频线从内到外依次包括内部导体、绝缘体、外部导体和护套；所述射频线一端露出内部导体并与第一辐射体电性连接，所述射频线在靠近第一辐射体且与第二辐射体交接处露出外部导体与第二辐射体电性连接，所述射频线在靠近第二辐射体且与第三辐射体交接处露出外部导体与第三辐射体电性连接。

在其中一个实施例中，所述第二辐射体包括第四天线段、第五天线段和第六天线段，所述第五天线段和第六天线段对称设置在第四天线段两侧，所述第四天线段与射频线的外部导体电性连接。

在其中一个实施例中，所述第四天线段与射频线垂直设置，所述第五天线段和第六天线段与射频线平行设置，所述射频线设置在第五天线段和第六天线段之间。

在其中一个实施例中，第三辐射体与第二辐射体传输的信号相位相差180°的整数倍且同向叠加。

在其中一个实施例中，第一辐射体包括依次相连的第一天线段、第二天线段和第三天线段，所述第二天线段的宽度大于第一天线段和第三天线段。

在其中一个实施例中，第一辐射体包括依次相连的第一天线段、第二天线段和第三天线段，所述第三天线段靠近第二辐射体设置，所述第三天线段的宽度比第一辐射体和第二辐射体小。

在其中一个实施例中，所述第三天线段的宽度沿第二辐射体方向逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述第三辐射体的宽度大于第二辐射体的宽度。

在其中一个实施例中，所述第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体都设置在印刷电路板上。

上述偶极子天线通过对传统偶极子天线进行改良，第一辐射体为馈点辐射振子，第二辐射体为地辐射振子，第一辐射体和第二辐射体长度为对应预设频率的1/4波长，第一辐射体和第二辐射体组成第一子偶极子天线，第三辐射体长度为对应预设频率的1/2波长，第三辐射体与第二辐射体串联形成第二子偶极子天线并且两个辐射体传输的信号相位同向叠加，这样就可以增强信号的强度，而不会相互抵消，组成了一个半波长的偶极子天线，两个子偶极子天线叠加，天线增益明显，进而增强了偶极子天线的覆盖距离。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他实施例的附图。

图1为一传统的偶极子天线的示意图；

图2为一实施例中偶极子天线的示意图；

图3为一实施例中射频线结构图；

图4为另一实施例中偶极子天线的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1是一种传统的偶极子天线的示意图，传统偶极子天线是由馈点辐射振子110和地辐射振子120组成，结构也是最简单，其中馈点辐射振子110和地辐射振子120为规定频率的1/4波长，馈点辐射振子110和地辐射振子120设置在传统印刷电路板130(pcb板)上。单个偶极天线(半波振子)由两根导体组成，每根为1/4波长，即天线总长度为半波长。偶极子属于全向天线，以水平360度信号覆盖，效率比较高，但理论最大增益为2.15dbi，并且带宽比较窄。

图2是一种偶极子天线的示意图，该偶极子天线包括第一辐射体210、第二辐射体220和第三辐射体230。其中第一辐射体210长度为对应预设频率的1/4波长；第二辐射体220长度为对应该预设频率的1/4波长，并与第一辐射体210形成第一子偶极子天线；第三辐射体230长度为对应该预设频率的1/2波长，并与第一辐射体210分别设置在第二辐射体220的两侧，第三辐射体230与第二辐射体220串联形成第二子偶极子天线，第三辐射体230与第二辐射体220传输的信号相位同向叠加。

本实施例的偶极子天线通过对传统偶极子天线进行改良，其中第一辐射体210为馈点辐射振子，第二辐射体220为地辐射振子，并组成第一子偶极子天线，第一子偶极子天线类似于传统的偶极子天线，第三辐射体230与第二辐射体220串联形成第二子偶极子天线并且两个辐射体传输的信号相位同向叠加，这样就可以增强信号的强度，而不会相互抵消，组成了一个半波长的偶极子天线，两个子偶极子天线叠加，天线增益明显，进而增强了偶极子天线的覆盖距离。预设频率为需要发送或接收的额定频率。

其中，偶极子天线还包括射频线250，结合图3所示，射频线250从内到外依次包括内部导体251、绝缘体252、外部导体253和护套254；射频线250一端露出内部导体251并与第一辐射体210电性连接，射频线250在靠近第一辐射体210且与第二辐射体220交接处露出外部导体253与第二辐射体220电性连接，射频线250在靠近第二辐射体220且与第三辐射体230交接处露出外部导体253与第三辐射体230电性连接。通过射频线250使第二辐射体210和第三辐射体220串联。第二辐射体220与第三辐射体230中间有空隙，第二辐射体220与第三辐射体230通过射频线250串联等效一个偶极子天线，但并不是严格的偶极子。第一辐射体210和第二辐射体220组成的第一子偶极子天线是严格的偶极子。第一辐射体210和第二辐射体220中间也有空隙。第一辐射体210和第二辐射体220之间通过射频线250的绝缘体252隔开。

可选地，第二辐射体220包括第四天线段226、第五天线段224和第六天线段225，第五天线段224和第六天线段225对称设置在第四天线段226两侧，第四天线段226与射频线250的外部导体电性连接。其中，第四天线段226可以与射频线250垂直设置，并通过外部导体与射频线250电性连接，第五天线段224和第六天线段225可以与射频线250平行设置，射频线250设置在第五天线段224和第六天线段225之间。如此设置可以在有限的空间内设置较长的第五天线段224和第六天线段225。同时而第五天线段224和第六天线段225形成对称结构可以让射频线250穿过第四天线段226的中点，第五天线段224和第六天线段225形成一个类似扼流套的作用，同时让左右臂均有分流，并且为均衡分流，使得射频线250与地自然平衡。

进一步地，第三辐射体230与第二辐射体220传输的信号相位相差180°且同向叠加。增强信号的强度，而不会相互抵消，增强天线的增益。当然也可以第三辐射体230与第二辐射体220传输的信号相位相差180°的整数倍，以满足同向叠加后增强信号的强度，而不会相互抵消，增强天线的增益。其中，可以通过调整第三辐射体230与第二辐射体220之间的距离，使得两辐射体相位相差180°。

可选地，第三辐射体230的宽度可以大于第二辐射体220和第一辐射体210的宽度。尽可能利用现有空间增加第三辐射体230的宽度，可以使得阻抗增加，带宽提高。

本实施例中，第一辐射体210、第二辐射体220和第三辐射体230都设置在印刷电路板240(pcb板)上。方便制作，体积小，适用于小型电子产品，如路由器wifi的天线等。其中，第三辐射体230的宽度接近于印刷电路板240(pcb板)的宽度。其中，印刷电路板240可以设置为梯形结构，第一辐射体210位于较短一侧，第三辐射体230也可以设置为梯形，以利用现有空间增加第三辐射体230的宽度，可以使得阻抗增加，带宽提高。

上述公式为天线带宽计算公式。其中，bandwidth为带宽，fu为带宽的最大频率，f1为带宽的最小频率，fr为谐振频率，q为品质因子，r为天线的损耗分量，l为天线的感应分量，c为天线的容性分量，s为天线的体积。∝为正比于。

图4为另一偶极子天线，本实施例与上述实施例的主要区别在于第一辐射体。

其中，第一辐射体210可以包括依次相连的第一天线段211、第二天线段212和第三天线段213，第二天线段212的宽度大于第一天线段211和第三天线段213。从而增加第一辐射体210阻抗，从而降低q值，q值的倒数成正比于带宽，q值越小，带宽就越大。第二天线段212可以在制作时宽度就比第一天线段211和第三天线段213大，也可以后面再给第二天线段212增加加载块，使第一辐射体210的阻抗增大。

还可选地，第一辐射体210可以包括依次相连的第一天线段211、第二天线段212和第三天线段213，第三天线段213靠近第二辐射体220设置，第三天线段213的宽度比第一辐射体211和第二辐射体212小。从而增加第一辐射体210阻抗，从而降低q值，q值的倒数成正比于带宽，q值越小，带宽就越大。进一步地，第三天线段213的宽度沿第二辐射体220方向逐渐减小。可以采用梯形渐变结构，也可以采用阶梯式宽度逐渐减小的结构。第三天线段213的宽度减小的过渡比较自然，不影响天线品质。其中第一天线段和第二天线段的宽度可以设置为一样则第二天线段可以省略或为第一天线段的一部分。

还可选地，第一辐射体210可以包括依次相连的第一天线段211、第二天线段212和第三天线段213，第二天线段212的宽度大于第一天线段211和第三天线段213。第三天线段213靠近第二辐射体220设置，第三天线段213的宽度比第一辐射体211和第二辐射体212小。进一步地，第三天线段213的宽度沿第二辐射体220方向逐渐减小。可以采用的是梯形渐变结构，也可以采用阶梯式宽度逐渐减小的结构。能够比单独对第二天线段212或第三天线段213改进获得更高的频带宽度。

第一辐射体210、第二辐射体220和第三辐射体230都设置在印刷电路板240(pcb板)上。其中第一辐射体210的第一天线段211、第二天线段212和第三天线段213可以一体成型。

本实施例的偶极子天线在传统的偶极子天线上，将天线馈点辐射振子即第一辐射体增加阻抗，地辐射振子即第二辐射体正下方增加一段约1/2波长的第三辐射体，同时通过射频线把第二辐射体与第三辐射体串联形成第二子偶极子天线。通过第一辐射体增加阻抗降低q值来增加带宽；同时通过串联达到第二辐射体与第三辐射体相位叠加合成，两个子偶极子天线叠加，使得增益明显提高，解决了传统天线的低增益窄带宽的问题，增强了无线产品的覆盖距离。其中天线馈点辐射振子即第一辐射体增加阻抗采用中部加宽的形式，和/或局部采用了梯形渐变结构提高阻抗，通过阻抗变化，提高天线的频带宽度。同时增加第三辐射体的宽度，提高阻抗，进而进一步提高天线的频带宽度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。