一种小型集成天线的制作方法

本专利涉及天线技术领域，更具体地，涉及一种小型集成天线。

背景技术：

全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用于郊县大区制的站型，覆盖范围大。

定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性。同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远，覆盖范围小，目标密度大，频率利用率高的环境。采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天线的主要目的是增强信号强度增加抗干扰能力。

特高频（uhf）是指波长范围为1m~1dm，频率为300~3000mhz的无线电波，常用于移动通信和广播电视领域。甚高频（vhf）是指频带为30mhz~300mhz的无线电电波。现有技术中，一个天线产品只有一组uhf振子，用户想要同时使用两组uhf振子发射或接收信号就必须购置两个天线产品，每个天线产品均要用到一个外壳、一组供电电路和放大电路、一个安装支架等，成本高、占用空间大。两组uhf振子共用一个外壳、一组供电电路和放大电路、一个安装支架等，很难解决组合安装后天线的小型化与防止振子相互干扰之间的矛盾。

技术实现要素：

有鉴于此，本专利为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种接收稳定、明显改善微弱信号接收效果的小型集成天线。

为了解决上述存在的技术问题，本专利采用下述技术方案：

一种小型集成天线，包括两组uhf振子和一组vhf振子，所述uhf振子包括一组全向振子和一组定向振子，所述全向振子、定向振子、vhf振子沿竖轴方向顺序设置且相距分布，所述全向振子和定向振子的反射或接收方向垂直于竖轴方向。

本专利中，小型集成天线包括一组vhf振子和两组uhf振子，其中一组uhf振子采用全向振子，将它安排在最上层，可以接收来自各个方向的电视信号，保证车船移动时的稳定接收；另一组uhf振子则采用定向振子，将它安排在中间层，因为定向振子的增益更高，它的作用是为了弥补全向天线接收微弱信号能力的不足，针对微弱电视信号接收会有明显的改善；只要通过合理化安排二者安装位置避免两者相互干扰，它们各自接收并放大后再混合在一起就能达到取长补短的效果；同时，这样设计可以在一个壳体内共用一块pcb线路板、共用一个供电电路，有效节省成本；vhf振子则安排在最下层，在横轴及纵轴所在平面内呈现绕uhf振子布局的设置方式，确保振子长度能尽量收到vhf频段信号，又不会对其它的天线振子接收产生影响，三层天线振子相互错开，互不干扰。三个接收振子将信号分别引到pcb上，在一块pcb上设计有高品质的滤波线路，确保vhf和uhf接收信号互不影响，达到用户需求的接收效果。

优选地，所述全向振子与定向振子在竖轴方向上的间距大于5mm。两组uhf振子之间的间距大于5mm时，能够有效防止两者相互干扰，尤其是两者的间距大于等于10mm时能够最大程度地防止两者相互干扰，与此同时还能最大程度地提高混合效果。

所述全向振子包括垂直竖轴设置的基板、接线埠和若干振子单元，所述接线埠设置于基板中心，通过同轴电缆连接至信号处理器，所述若干振子单元绕基板中心周向阵列分布于基板上，每个振子单元包括辐射部和传导部，所述辐射部包括平行设置于基板上的第一辐射片和垂直设置于基板边缘的第二辐射片，所述第一辐射片的外侧边缘与第二辐射片的内侧面相连，所述传导部平行设置于基板上，传导部一端与第一辐射片的一端连接，另一端与接线埠连接。

本专利中振子单元绕基板中心周向阵列分布于基板上，每个振子单元的传导部连接至接线埠，并由接线埠统一通过同轴电缆连接至信号处理器。第一辐射片和第二辐射片均为薄片结构，基板亦是薄板结构，第一辐射片平行设置于基板上，相当于第一辐射片附着于基板上，其所在水平面与基板所在水平面相互平行；第二辐射片垂直设置于基板边缘，即第二辐射片紧绕基板外周，形成与基板边缘形状相适应的曲面或平面，第二辐射片所在水平面或第二辐射片上任一点的切面与基板所在水平面相互垂直，因此，每个振子单元包括相互垂直连接的第一辐射片和第二辐射片，且第一辐射片连接于第二辐射片内侧面在垂直基板方向上的中间位置，带宽更宽，增益更高，极大地改善了信号接收效果，不仅能接收水平极化波信号，对垂直极化波信号也有一定的接收效果。房车天线采用本专利所述的振子盘，即使使用过程中房车经过路面崎岖的道路，接收效果也不受影响。此外，由于与第一辐射片垂直连接的第二辐射片紧挨基板边缘设置，使得振子单元的结构坚固稳定，从而保证信号接收、反射、传递的稳定性，保证信号的接收效果。

所述辐射部还包括平行基板且与基板相距设置的第三辐射片，所述第三辐射片的外侧边缘与第二辐射片的内侧面相连。同样地，第三辐射片也是薄片结构，辐射部包括彼此平行的第一辐射片和第三辐射片以及将前两者连接在一起的第二辐射片，而第一辐射片又与传导部连接，三者接收到的信号最终都经过传导部及与传导部连接的同轴电缆传至信号处理器。增加了与第一辐射片平行设置的第三辐射片，天线振子反射指标更好，由于结构的改变，使得天线匹配性能改善，减少信号的反射，提高接收效率。振子结构的改进，加大了振子尺寸，使得天线接收频带变宽，提高了470-520mhz频接的增益，从而加强了接收效果。在不增加产品直径的情况下，加大了振子的接收面积，改善了uhf频带内增益平坦度。

定向振子采用八木天线振子，包括垂直竖轴方向顺序设置且相距分布的反射器、主振子和引向器。具有很好的方向性和较高的增益，更好地弥补了全向振子接收微弱信号能力的不足，更加明显的改善微弱电视信号的接收。引向器略短于二分之一波长，主振子等于二分之一波长，反射器略长于二分之一波长，间距均为四分之一波长。

定向振子亦采用薄片结构设计，促进集成天线的小型化，提高其与全向振子的配合，既能进一步防止定向振子与全向振子的相互干扰，又能提高信号混合效果。所述反射器、主振子、引向器均为薄片结构，所述反射器由首尾相接的若干反射振子片构成，相邻反射振子片之间成钝角或直角或锐角设置，所述主振子为折合振子，由具有t形镂空的主振子片构成，所述引向器由引向振子片构成。

所述vhf振子为偶极子振子，由一对对称设置的弯曲的带状振子片构成。带状振子片在横轴及纵轴所在平面上的投影呈现为一对对称设置、弧心相对的弧线，保证振子长度、输入阻抗前提下降低集成天线的周向尺寸，更好地实现集成天线的小型化。在横轴及纵轴所在平面内呈现绕uhf振子布局的设置方式，与uhf振子不仅在竖轴方向保持一定间距，在横轴纵轴方向也保持了一定间距，进一步确保振子长度能尽量收到vhf频段信号，又不会对其它的天线振子接收产生影响。

此外，为了保护振子并保证三组振子的相对定位和固定，小型集成天线通常还包括内部具有容置腔的天线外壳，所述天线外壳包括相互扣合形成所述容置腔的上壳体和下壳体。三组振子安装并固定于上壳体与下壳体之间形成的容置腔内，能够有效防止雨水、雾气、灰尘对振子的污染，避免其影响信号的接收和反射。

所述上壳体顶部设有若干连接柱，所述基板上设有若干与连接柱匹配的连接孔，所述全向振子通过连接柱与连接孔的配合连接固定于上壳体顶部。所述连接柱包括具有内螺纹孔的固定柱和比固定柱高的定位柱，所述固定柱与定位柱之间通过加强筋连接在一起，所述连接孔由一组分别与固定柱和定位柱匹配的固定孔和定位孔构成，安装全向振子时，首先通过定位柱与定位孔的配合得到准确定位，再用螺钉或螺栓穿过固定孔后旋接于固定柱上的内螺纹孔，从而使全向振子得到固定。

所述下壳体上连接有三个一字排开且相距设置的支架，支架间的间距为定向阵子三个组成单元之间的实际要求的间距，从而保证反射振子片、主振子片、引向振子片之间的相对位置。

所述支架上设有挂钩，所述反射振子片、主振子片、引向振子片上均设有与挂钩匹配的挂孔，反射振子片、主振子片、引向振子片通过挂钩与挂孔的配合分别支撑固定于所述3个支架上。支架的高度以及挂钩的位置由三组振子的相对位置要求所决定，反过来又保证了三组振子的相对位置，从而保证了信号接收的稳定性，也有利于集成天线的自动化生产。

或者所述支架和反射振子片、主振子片、引向振子片上均设有通孔，反射振子片、主振子片、引向振子片均通过通孔并借助螺钉或螺栓等连接件与对应的支架连接固定。

抑或是上述两者的结合，所述支架上设有挂钩，所述反射振子片、主振子片、引向振子片上均设有与挂钩匹配的挂孔，所述支架和反射振子片、主振子片、引向振子片上均设有通孔，反射振子片、主振子片、引向振子片先通过挂钩与挂孔的配合分别支撑定位于对应的支架上，然后通过通孔的配合并借助螺钉或螺栓等连接件得到固定。

所述下壳体上设有与内壁相距设置的若干定位凸起，所述带状振子片夹设于所述定位凸起与下壳体的内壁之间。带状振子片通过下壳体内壁与定位凸起的配合作用得到固定，既不会占据壳体的内部空间，又不会对其他两组振子形成干扰，保证了集成天线的小型化设计。

本专利与现有技术相比较有如下有益效果：小型集成天线包括一组vhf振子和两组uhf振子，其中一组uhf振子采用全向振子，另一组uhf振子则采用定向振子，将它安排在中间层，既保证了车船移动时的稳定接收，又保证了微弱电视信号的接收效果；同时，这样设计可以在一个壳体内共用一块pcb线路板、共用一个供电电路，有效节省成本；vhf振子则安排在最下层，在横轴及纵轴所在平面内呈现绕uhf振子布局的设置方式，确保振子长度能尽量收到vhf频段信号，又不会对其它的天线振子接收产生影响，三层天线振子相互错开，互不干扰。三个接收振子将信号分别引到pcb上，在一块pcb上设计有高品质的滤波线路，确保vhf和uhf接收信号互不影响，达到用户需求的接收效果。

附图说明

图1是小型集成天线的内部结构示意图。

图2是全向振子的结构示意图。

图3是振子单元的结构示意图。

图4是定向阵子的结构示意图。

图5是小型集成天线的分解示意图。

图6是小型集成天线的剖视图。

图7是下壳体与支架的安装结构示意图。

图8是定向振子与支架的安装结构示意图。

图9是vhf振子与下壳体的安装结示意图。

附图标记说明：全向振子100，基板110，连接孔111，固定孔1111，定位孔1112，接线埠120，振子单元130，辐射部131，第一辐射片1311，第二辐射片1312，第三辐射片1313，传导部132，定向振子200，反射器210，主振子220，引向器230，挂孔204，vhf振子300，上壳体410，连接柱411，固定柱4111，定位柱4112，下壳体420，支架421，挂钩4211，定位凸起422。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。下面结合具体实施例对本专利做进一步详细说明。

如图1所示，一种小型集成天线，包括两组uhf振子和一组vhf振子300，所述uhf振子包括一组全向振子100和一组定向振子200，所述全向振子100、定向振子200、vhf振子300沿竖轴方向顺序设置且相距分布，所述全向振子和定向振子200的反射或接收方向垂直于竖轴方向。

本专利中，小型集成天线包括一组vhf振子300和两组uhf振子，其中一组uhf振子采用全向振子100，将它安排在最上层，可以接收来自各个方向的电视信号，保证车船移动时的稳定接收；另一组uhf振子则采用定向振子200，将它安排在中间层，因为定向振子200的增益更高，它的作用是为了弥补全向天线接收微弱信号能力的不足，针对微弱电视信号接收会有明显的改善；通过合理化安排二者安装位置避免两者相互干扰，它们各自接收并放大后再混合在一起就能达到取长补短的效果；同时，这样设计可以在一个壳体内共用一块pcb线路板、共用一个供电电路，有效节省成本；vhf振子300则安排在最下层，在横轴及纵轴所在平面内呈现绕uhf振子布局的设置方式，确保振子长度能尽量收到vhf频段信号，又不会对其它的天线振子接收产生影响，三层天线振子相互错开，互不干扰。三个接收振子将信号分别引到pcb上，在一块pcb上设计有高品质的滤波线路，确保vhf和uhf接收信号互不影响，达到用户需求的接收效果。

优选地，所述全向振子100与定向振子200在竖轴方向上的间距大于5mm。两组uhf振子之间的间距大于5mm时，能够有效防止两者相互干扰，尤其是两者的间距大于等于10mm时能够最大程度地防止两者相互干扰，与此同时还能最大程度地提高混合效果。

如图2~3所示，所述全向振子100包括垂直竖轴设置的基板110、接线埠120和若干振子单元130，所述接线埠120设置于基板110中心，通过同轴电缆连接至信号处理器，所述若干振子单元130绕基板110中心周向阵列分布于基板110上，每个振子单元130包括辐射部131和传导部132，所述辐射部131包括平行设置于基板110上的第一辐射片1311和垂直设置于基板110边缘的第二辐射片1312，所述第一辐射片1311的外侧边缘与第二辐射片1312的内侧面相连，所述传导部132平行设置于基板110上，传导部132一端与第一辐射片1311的一端连接，另一端与接线埠120连接。

本专利中振子单元130绕基板110中心周向阵列分布于基板110上，每个振子单元130的传导部132连接至接线埠120，并由接线埠120统一通过同轴电缆连接至信号处理器。第一辐射片1311和第二辐射片1312均为薄片结构，基板110亦是薄板结构，第一辐射片1311平行设置于基板110上，相当于第一辐射片1311附着于基板110上，其所在水平面与基板110所在水平面相互平行；第二辐射片1312垂直设置于基板110边缘，即第二辐射片1312紧绕基板110外周，形成与基板110边缘形状相适应的曲面或平面，第二辐射片1312所在水平面或第二辐射片1312上任一点的切面与基板110所在水平面相互垂直，因此，每个振子单元130包括相互垂直连接的第一辐射片1311和第二辐射片1312，且第一辐射片1311连接于第二辐射片1312内侧面在垂直基板110方向上的中间位置，带宽更宽，增益更高，极大地改善了信号接收效果，不仅能接收水平极化波信号，对垂直极化波信号也有一定的接收效果。房车天线采用本专利所述的振子盘，即使使用过程中房车经过路面崎岖的道路，接收效果也不受影响。此外，由于与第一辐射片1311垂直连接的第二辐射片1312紧挨基板110边缘设置，使得振子单元130的结构坚固稳定，从而保证信号接收、反射、传递的稳定性，保证信号的接收效果。

所述辐射部131还包括平行基板110且与基板110相距设置的第三辐射片1313，所述第三辐射片1313的外侧边缘与第二辐射片1312的内侧面相连。同样地，第三辐射片1313也是薄片结构，辐射部131包括彼此平行的第一辐射片1311和第三辐射片1313以及将前两者连接在一起的第二辐射片1312，而第一辐射片1311又与传导部132连接，三者接收到的信号最终都经过传导部132及与传导部132连接的同轴电缆传至信号处理器。增加了与第一辐射片1311平行设置的第三辐射片1313，天线振子反射指标更好，由于结构的改变，使得天线匹配性能改善，减少信号的反射，提高接收效率。振子结构的改进，加大了振子尺寸，使得天线接收频带变宽，提高了470-520mhz频接的增益，从而加强了接收效果。在不增加产品直径的情况下，加大了振子的接收面积，改善了uhf频带内增益平坦度。

定向天线可以采用八木天线振子或对称振子或对数周期天线振子等类型的振子。如图4所示，本实施例中定向振子200采用八木天线振子，包括垂直竖轴方向顺序设置且相距分布的反射器210、主振子220和引向器230。具有很好的方向性和较高的增益，更好地弥补了全向振子100接收微弱信号能力的不足，更加明显的改善微弱电视信号的接收。引向器230略短于二分之一波长，主振子220等于二分之一波长，反射器210略长于二分之一波长，间距均为四分之一波长。

定向振子200亦采用薄片结构设计，促进集成天线的小型化，提高其与全向振子100的配合，既能进一步防止定向振子200与全向振子100的相互干扰，又能提高信号混合效果。所述反射器210、主振子220、引向器230均为薄片结构，所述反射器210由首尾相接的若干反射振子片构成，相邻反射振子片之间成钝角或直角或锐角设置，所述主振子220为折合振子，由具有t形镂空的主振子220片构成，所述引向器230由引向振子片构成。

如图1所示，所述vhf振子300为偶极子振子，由一对对称设置的弯曲的带状振子片构成。带状振子片在横轴及纵轴所在平面上的投影呈现为一对对称设置、弧心相对的弧线，保证振子长度、输入阻抗前提下降低集成天线的周向尺寸，更好地实现集成天线的小型化。在横轴及纵轴所在平面内呈现绕uhf振子布局的设置方式，与uhf振子不仅在竖轴方向保持一定间距，在横轴纵轴方向也保持了一定间距，进一步确保振子长度能尽量收到vhf频段信号，又不会对其它的天线振子接收产生影响。

如图5所示，为了保护振子并保证三组振子的相对定位和固定，小型集成天线通常还包括内部具有容置腔的天线外壳，所述天线外壳包括相互扣合形成所述容置腔的上壳体410和下壳体420。三组振子安装并固定于上壳体410与下壳体420之间形成的容置腔内，能够有效防止雨水、雾气、灰尘对振子的污染，避免其影响信号的接收和反射。

如图6所示，所述上壳体410顶部设有若干连接柱411，所述基板110上设有若干与连接柱411匹配的连接孔111，所述全向振子100通过连接柱411与连接孔111的配合连接固定于上壳体410顶部。所述连接柱411包括具有内螺纹孔的固定柱4111和比固定柱4111高的定位柱4112，所述固定柱4111与定位柱4112之间通过加强筋连接在一起，所述连接孔111由一组分别与固定柱4111和定位柱4112匹配的固定孔1111和定位孔1112构成，安装全向振子100时，首先通过定位柱4112与定位孔1112的配合得到准确定位，再用螺钉或螺栓穿过固定孔1111后旋接于固定柱4111上的内螺纹孔，从而使全向振子100得到固定。

如图7所示，所述下壳体420上连接有三个一字排开且相距设置的支架421，支架421间的间距为定向阵子三个组成单元之间的实际要求的间距，从而保证反射振子片、主振子220片、引向振子片之间的相对位置。

如图8所示，所述支架421上设有挂钩4211，所述反射振子片、主振子220片、引向振子片上均设有与挂钩4211匹配的挂孔204，反射振子片、主振子220片、引向振子片通过挂钩4211与挂孔204的配合分别支撑固定于所述3个支架421上。支架421的高度以及挂钩4211的位置由三组振子的相对位置要求所决定，反过来又保证了三组振子的相对位置，从而保证了信号接收的稳定性，也有利于集成天线的自动化生产。

或者所述支架421和反射振子片、主振子220片、引向振子片上均设有通孔，反射振子片、主振子220片、引向振子片均通过通孔并借助螺钉或螺栓等连接件与对应的支架421连接固定。

抑或是上述两者的结合，所述支架421上设有挂钩4211，所述反射振子片、主振子220片、引向振子片上均设有与挂钩4211匹配的挂孔204，所述支架421和反射振子片、主振子220片、引向振子片上均设有通孔，反射振子片、主振子220片、引向振子片先通过挂钩4211与挂孔204的配合分别支撑定位于对应的支架421上，然后通过通孔的配合并借助螺钉或螺栓等连接件得到固定。

如图9所示，所述下壳体420上设有与内壁相距设置的若干定位凸起422，所述带状振子片夹设于所述定位凸起422与下壳体420的内壁之间。带状振子片通过下壳体420内壁与定位凸起422的配合作用得到固定，既不会占据壳体的内部空间，又不会对其他两组振子形成干扰，保证了集成天线的小型化设计。

显然，本专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利所作的举例，而并非是对本专利的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利权利要求的保护范围之内。