一种高增益WLAN天线及通讯装置的制作方法

一种高增益wlan天线及通讯装置
技术领域
1.本实用新型属于天线的设计领域，尤其涉及一种高增益wlan天线及通讯装置。


背景技术：

2.wlan(wireless local area networks，无线局域网)技术为在组网的灵活性、速率、容量方面给人们短距离通信带来极大便利，天线作为其无线传输的关键部件，性能优劣关乎整个组网质量。
3.随着无线通信的发展，无线局域网wlan这一通信技术被广泛应用，工作于wlan频段的天线也引起了人们的广泛研究，但现有的wlan天线增益和天线尺寸不能兼得。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种高增益wlan天线及通讯装置，在较小空间下得到较高增益。
5.为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：
6.一种高增益wlan天线，包括pcb板、至少两个沿所述pcb板长度方向排布的天线单元、接地单元及馈电单元，所述pcb板包括相对的第一表面和第二表面，所述天线单元包括上层辐射单元及下层辐射单元；
7.所述上层辐射单元设置于所述pcb板的第一表面，所述上层辐射单元包括呈l形连接的第一枝节和第二枝节，所述第一枝节与所述pcb板长度方向垂直，所述第二枝节与所述pcb板长度方向平行，所述第一枝节和所述第二枝节的连接处开设有第一缝隙，所述上层辐射单元用于产生5.15ghz～5.85ghz频段的信号；
8.所述下层辐射单元设置于所述pcb板的第二表面，所述下层辐射单元包括第二缝隙、设置于所述第二缝隙两侧的若干首尾相连的辐射单元及若干首尾相连的辐射体，所述第二缝隙的位置与所述上层辐射单元的位置相对应，所述上层辐射单元与所述下层辐射单元耦合产生2.4ghz～2.5ghz频段的信号；
9.所述接地单元包括上层接地区域及下层接地区域，所述上层接地区域设置于所述pcb板的第一表面，所述下层接地区域设置于所述pcb板的第二表面，且与所述上层接地区域位置相对应处，所述上层接地区域与所述下层接地区域之间电连接；
10.所述馈电单元包括第一微带馈线、第二微带馈线及馈入点，所述第一微带馈线及所述馈入点设于所述pcb板的第一表面上，所述第一微带馈线的一端与所述第二枝节远离所述第一枝节的一端连接，所述第一微带馈线的另一端与所述馈入点相连，所述第二微带馈线设于所述pcb板的第二表面上，所述第二微带馈线的一端与所述辐射单元及所述辐射体相连，另一端与所述下层接地区域相连。
11.优选地，所述辐射单元包括第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元及第四辐射单元，所述辐射体包括第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体及第四辐射体，所述第一辐射单元与所述第一辐射体尾部相连，且与所述第二微带馈线相连，所述第一辐射单元、所述
第二辐射单元与所述第一辐射体、所述第二辐射体形成2.4ghz～2.5ghz频段前部波形，所述第三辐射单元、所述第四辐射单元与所述第三辐射体、所述第四辐射体形成2.4ghz～2.5ghz频段后部波形，前后部波形形成2.4ghz～2.5ghz频段。
12.优选地，所述第二缝隙包括第一缝隙枝节和第二缝隙枝节，所述第一缝隙枝节和所述第二缝隙枝节呈l形连接，所述第一缝隙枝节与所述pcb板长度方向垂直，所述第二缝隙枝节与所述pcb板长度方向平行。
13.优选地，所述天线单元之间的最小间距为5mm。
14.基于相同的发明构思，本实用新型还提供了一种通讯装置，包括上述的高增益wlan天线。
15.本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
16.1)本实用新型提供了一种高增益wlan天线，包括pcb板、至少两个沿pcb板长度方向排布的天线单元、接地单元及馈电单元，天线单元包括上层辐射单元及下层辐射单元，上层辐射单元包括呈l形连接的第一枝节和第二枝节，上层辐射单元用于产生5.15ghz～5.85ghz频段的信号，下层辐射单元包括第二缝隙、设置于第二缝隙两侧的若干首尾相连的辐射单元及若干首尾相连的辐射体，第二缝隙的位置与上层辐射单元的位置相对应，上层辐射单元与下层辐射单元耦合产生2.4ghz～2.5ghz频段的信号，第二缝隙与l形的上层辐射单元相对，可改变天线辐射方向，使得天线辐射方向图基本对称，可为组阵后提供更大的收益，还可增加天线带宽，细微调节天线频率偏移。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例提供的一种高增益wlan天线的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的一种高增益wlan天线的俯视图；
19.图3为本实用新型实施例提供的一种高增益wlan天线的仰视图；
20.图4为本实用新型实施例提供的一种高增益wlan天线的地馈区域的示意图；
21.图5为本实用新型实施例提供的一种高增益wlan天线的驻波随频率曲线变化图；
22.图6为本实用新型实施例提供的一种高增益wlan天线在2.45ghz频点的水平辐射方向图；
23.图7为本实用新型实施例提供的一种高增益wlan天线在5.65ghz频点的水平辐射方向图；
24.图8为本实用新型实施例提供的一种高增益wlan天线的增益随频率曲线变化图。
25.附图标记说明：
26.1：pcb板；2：天线单元；21：上层辐射单元；211：第一枝节；212：第二枝节；213：第一缝隙；22：下层辐射单元；221：第二缝隙；2211：第一缝隙枝节；2212：第二缝隙枝节；222：辐射单元；2221：第一辐射单元；2222：第二辐射单元；2223：第三辐射单元；2224：第四辐射单元；223：辐射体；2231：第一辐射体；2232：第二辐射体；2233：第三辐射体；2234：第四辐射体；3：接地单元；31：上层接地区域；32：下层接地区域；33：通孔；4：馈电单元；41：第一微带馈线；42：第二微带馈线；43：馈入点。
具体实施方式
27.以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种高增益wlan天线及通讯装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。
28.实施例一
29.参看图1至图4所示，本实施例公开了一种高增益wlan天线，包括pcb板1、至少两个沿pcb板1长度方向排布的天线单元2(如图1中虚线框所示)、接地单元3及馈电单元4，pcb板1包括相对的第一表面和第二表面，天线单元2包括上层辐射单元21及下层辐射单元22；
30.如图2所示，上层辐射单元21设置于pcb板1的第一表面，上层辐射单元21包括呈l形连接的第一枝节211和第二枝节212，第一枝节211与pcb板1长度方向垂直，第二枝节212与pcb板1长度方向平行，第一枝节211和第二枝节212的连接处开设有第一缝隙213，上层辐射单元21用于产生5.15ghz～5.85ghz频段的信号，并与下层辐射单元22耦合产生2.4ghz～2.5ghz频段的信号，如图1所示，上层辐射单元21与下层辐射单元22的第二缝隙221的位置相对应，第一枝节211与第二缝隙221的重合大小影响5.15ghz～5.85ghz频段频率偏移，即受到第一枝节211的长度及宽窄的影响；第二枝节212及第一缝隙213的长短影响2.4ghz～2.5ghz频段的波形深浅。
31.如图3所示，下层辐射单元22设置于pcb板1的第二表面，下层辐射单元22包括第二缝隙221、设置于第二缝隙221两侧的若干首尾相连的辐射单元222及若干首尾相连的辐射体223，第二缝隙221的位置与上层辐射单元21的位置相对应，上层辐射单元21与下层辐射单元22耦合产生2.4ghz～2.5ghz频段的信号；
32.作为本实施例的一个优选例，第二缝隙221包括第一缝隙枝节2211和第二缝隙枝节2212，第一缝隙枝节2211和第二缝隙枝节2212呈l形连接，第一缝隙枝节2211与pcb板1长度方向垂直，第二缝隙枝节2212与pcb板1长度方向平行，第一枝节211与第二缝隙枝节2212的重合大小影响5.15ghz～5.85ghz频段频率偏移，l形的第二缝隙221与上层辐射单元21相对，可改变天线辐射方向，使得天线辐射方向图基本对称，可为组阵后提供更大的收益，还可增加天线带宽，细微调节天线频率偏移；
33.作为本实施例的一个优选例，辐射单元222包括第一辐射单元2221、第二辐射单元2222、第三辐射单元2223及第四辐射单元2224，辐射体223包括第一辐射体2231、第二辐射体2232、第三辐射体2233及第四辐射体2234，第一辐射单元2221、第二辐射单元2222、第三辐射单元2223、第四辐射单元2224与第一辐射体2231、第二辐射体2232、第三辐射体2233、第四辐射体2234相对于第二缝隙221对称布设，第一辐射单元2221与第一辐射体2231尾部相连，且与第二微带馈线42相连，第一辐射单元2221、第二辐射单元2222与第一辐射体2231、第二辐射体2232形成2.4ghz～2.5ghz频段前部波形，第三辐射单元2223、第四辐射单元2224与第三辐射体2233、第四辐射体2224形成2.4ghz～2.5ghz频段后部波形，前后部波形叠加形成2.4ghz～2.5ghz频段，使得该频段带宽变宽，2.25ghz～2.85ghz频段vswr小于2，可抵消后期在使用过程中受环境影响造成的频偏，2.4ghz～2.5ghz频段位于前后两波形叠加处产生的叠加效应可增加天线增益。
34.如图3所示，接地单元3包括上层接地区域31及下层接地区域32，上层接地区域31设置于pcb板1的第一表面，下层接地区域32设置于pcb板1的第二表面，且与上层接地区域31位置相对应处，上层接地区域31与下层接地区域32之间电连接，在本实施例中，上层接地
区域31与下层接地区域32之间通过金属通孔33连接。
35.馈电单元4包括第一微带馈线41、第二微带馈线42及馈入点43，第一微带馈线41及馈入点43设于pcb板1的第一表面上，第一微带馈线41的一端与第二枝节212远离第一枝节211的一端连接，第一微带馈线41的另一端与馈入点43相连，第二微带馈线42设于pcb板1的第二表面上，第二微带馈线42的一端与辐射单元222及辐射体223相连，另一端与下层接地区域32相连；
36.在本实施例中，第一微带馈线41、第二微带馈线42均采用二路微带功分器原理设计，馈入方式可多样化，本实施例中采用同轴线进行连接，通过馈入点43进行馈入，下层接地区域32通过通孔33与上层接地区域31相接实现接地。
37.作为本实施例的优选例，通过实验验证，天线单元之间的间距在不影响天线增益情况下，其最小间距为5mm，以达到缩短天线总长，减小天线尺寸的目的。
38.本实施例提供一种高增益wlan天线，其尺寸设计为：长108mm，宽30mm，高度1mm，其可以在较小空间下得到较高增益，将该高增益wlan天线进行性能测试，图5所示为高增益wlan天线vswr随频率曲线变化图，从图上可知，2.4ghz～2.5ghz频段与5.15ghz～5.85ghz频段的vswr均在2以下；图6所示为天线2.45ghz频点的水平辐射方向图，从水平方向图可以看出天线对称性较好，最大方向明确；图7所示为天线5.65ghz频点的水平辐射方向图，其最大增益方向与2.45ghz基本一致，给后期在中继设备中使用带来便利；如图8所示为天线增益在2.4ghz～2.5ghz频段为5.8dbi左右，5.15ghz～5.85ghz频段增益为9dbi左右。
39.本实施例提供了一种高增益wlan天线，包括pcb板、至少两个沿pcb板长度方向排布的天线单元、接地单元及馈电单元，天线单元包括上层辐射单元及下层辐射单元，上层辐射单元包括呈l形连接的第一枝节和第二枝节，上层辐射单元用于产生5.15ghz～5.85ghz频段的信号，下层辐射单元包括第二缝隙、设置于第二缝隙两侧的若干首尾相连的辐射单元及若干首尾相连的辐射体，第二缝隙的位置与上层辐射单元的位置相对应，上层辐射单元与下层辐射单元耦合产生2.4ghz～2.5ghz频段的信号，第二缝隙与l形的上层辐射单元相对，可改变天线辐射方向，使得天线辐射方向图基本对称，可为组阵后提供更大的收益，还可增加天线带宽，细微调节天线频率偏移。
40.实施例二
41.基于相同的发明构思，本实施例还提供了一种通讯装置，包括实施例一所述的高增益wlan天线。
42.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。