一种定向天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种定向天线。
【背景技术】
[0002]天线是无线电通信和探测系统中不可缺少的重要组成部分，它是发射和接收电磁波的一种设备。从上世纪初的单一点对点通信到现在覆盖全球的卫星通信系统，天线技术无疑承担了最基本、最前端的角色，它在社会生活中的重要性与日倶增，如今已成为现代文明中不可缺少的部分。
[0003]由于空间中电波传播的法拉第旋转效应，以及移动通信中的接收天线位置的不确定性，如果采用传统的单极化天线作为收发单元，需要收发天线极化匹配对准才能实现较好的接收效果。而圆极化天线辐射出来的等幅旋转场可以分解为幅度相等相位相差90度的两个正交线极化波，普遍应用于无线通信中解决极化失配的问题。
[0004]随着无线通信终端设备的体积不断变小，对天线的尺寸也有更高要求。为此，设计人员提出了很多方案来实现天线的小型化。对于圆极化贴片天线来说，实现小型化的主要方法有两种，第一:通过在贴片上挖各种形状的槽以减小天线的尺寸。第二:将贴片覆在高介电常数的材料(如陶瓷)上来减小天线的尺寸。虽然这些方法能够有效的减小圆极化贴片天线的尺寸，却使得圆极化贴片天线的工作带宽变得很窄，使天线的增益降低，从而影响了天线的性能并增加了在实际应用中的调试难度。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种定向天线，以实现增大圆极化天线的增益和带宽，并且减小天线的体积的目的。
[0006]本发明实施例提供了一种定向天线，包括由上至下依次设置的天线贴片印制板、基板和转换板；
[0007]所述天线贴片印制板的上表面具有设定形状的天线贴片，所述天线贴片的区域内设有一馈点；
[0008]所述天线贴片印制板的下表面与所述基板的上表面相对设置且相距设定的距离，所述天线贴片印制板与所述基板通过绝缘立柱进行连接，所述基板与所述馈点对应的位置设有一过孔；
[0009]所述转换板与所述基板的下表面无间隙连接，且所述转换板与所述基板共地，所述转换板与所述基板接触的一面上设有馈电元件穿过的孔道，所述馈电元件通过所述孔道及所述过孔连接至所述馈点。
[0010]本发明通过在天线贴片印制板的上表面设置设定形状的天线贴片、及在天线贴片区域内设置馈点；按照设定的距离连接天线贴片印制板与基板，并在基板上设置与馈点的位置对应的过孔;基板的下表面与转换板无间隙连接，且在转换板与基板接触的一面上设置与过孔位置对应的孔道，使馈电元件通过转换板与基板连接至天线贴片印制板上的馈点，进而完成定向天线结构设计。本发明解决目前圆极化天线的增益和带宽较低，体积较大的问题，达到了增大圆极化天线的增益和带宽，减小体积的效果。
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例一中的一种定向天线的爆炸图；
[0012]图2是本发明实施例二中的一种定向天线的天线贴片印制板的结构示意图；
[0013]图3是本发明实施例二中的一种定向天线的天线贴片印制板沿A-A的截面图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0015]实施例一
[0016]图1为本发明实施例一提供的一种定向天线的爆炸图。所述定向天线包括由上至下依次设置的天线贴片印制板1、基板2和转换板3;
[0017]所述天线贴片印制板1的上表面具有设定形状的天线贴片11，所述天线贴片11的区域内设有一馈点12;
[0018]所述天线贴片印制板1的下表面与所述基板2的上表面相对设置且相距设定的距离，所述天线贴片印制板1与所述基板2通过绝缘立柱进行连接，所述基板2与所述馈点12对应的位置设有一过孔21;其中，所述绝缘立柱可以是涂覆有绝缘层的螺柱；
[0019]所述转换板3与所述基板2的下表面无间隙连接，且所述转换板3与所述基板2共地，所述转换板3与所述基板2接触的一面上设有馈电元件穿过的孔道31，所述馈电元件通过所述孔道31及所述过孔21连接至所述馈点12。
[0020]本实施例的定向天线可以作为定向接收天线使用，工作频段在1920-1980MHZ，天线的三分贝角度是70度，最大增益为8.2dBi，前后增益比不低于20dB。天线贴片11的尺寸决定了天线的接收带宽和增益，天线贴片11的尺寸可以由软件HFSS(High FrequencyStructrue Simulator，三维电磁场仿真软件)仿真得到。例如，通过软件HFSS仿真确定所述天线贴片印制板1的厚度为2毫米，所述天线贴片印制板1的下表面与所述基板2的上表面之间设定的距离为3.5毫米，所述基板2为金属板，所述基板2的厚度不低于0.8毫米，所述转换板3采用环氧玻璃布层压板，所述转换板3的厚度为1毫米。根据上述尺寸制造的定向接收天线可以达到1920-1980MHZ的工作频段。
[0021]进一步的，所述馈电元件为射频线缆，所述射频线缆的阻抗为50欧姆。其中，所述射频线缆为垂直穿过所述基板2，通过所述射频线缆连接所述转换板3与所述天线贴片印制板1。
[0022]本实施例的技术方案，通过在天线贴片印制板1的上表面设置设定形状的天线贴片11、及在天线贴片11区域内设置馈点12;按照设定的距离连接天线贴片印制板1与基板2，并在基板2上设置与馈点12的位置对应的过孔21;基板2的下表面与转换板3无间隙连接，且在转换板3与基板2接触的一面上设置与过孔21位置对应的孔道31，使馈电元件通过转换板3与基板2连接至天线贴片印制板1上的馈点12，进而完成定向天线结构设计。本实施例解决目前圆极化天线的增益和带宽较低且体积较大的问题，达到了增大圆极化天线的增益和带宽，减小体积的效果。
[0023]在上述技术方案的基础上，在所述转换板3上设置有声表滤波器，所述声表滤波器的输入端与第一馈电元件电连接，所述声表滤波器的输出端连接第二馈电元件。优选的，所述声表滤波器的频带宽度为1920MHz至1980MHz。这样设置的好处在于使该定向天线具有滤波功能，对1920-1980MHZ外的射频信号有一定的抑制作用。
[0024]实施例二
[0025]图2是本发明实施例二中的一种定向天线的天线贴片印制板的结构示意图。所述定向天线与上述实施例的技术方案的区别在于对所述天线贴片印制板1的结构进行进一步优化，具体包括:所述天线贴片印制板1的四角为圆弧状，所述天线贴片印制板1的上表面通过刻蚀形成天线贴片11，其中，所述天线贴片11包括上部的方形区域及与所述方形区域连通的下部的L形区域，且所述L形区域的外角为90°的倒角，所述馈点12设置于所述L形区域内。其中，所述方形区域用于发射电磁波，所述L形区域用于阻抗控制以达到阻抗匹配的设计要求。所述L形区域的尺寸由阻抗控制要求确定。参见图3所示的定向天线的天线贴片印制板沿A-A的截面图，所述馈点12为贯穿所述天线贴片印制板1的孔。这样设置的好处在于保证定向天线的圆极化程度，以及满足阻抗匹配的要求，达到定向天线的小型化、高增益及宽频带的要求。
[0026]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种定向天线，其特征在于，包括由上至下依次设置的天线贴片印制板、基板和转换板； 所述天线贴片印制板的上表面具有设定形状的天线贴片，所述天线贴片的区域内设有一馈点； 所述天线贴片印制板的下表面与所述基板的上表面相对设置且相距设定的距离，所述天线贴片印制板与所述基板通过绝缘立柱进行连接，所述基板与所述馈点对应的位置设有一过孔； 所述转换板与所述基板的下表面无间隙连接，且所述转换板与所述基板共地，所述转换板与所述基板接触的一面上设有馈电元件穿过的孔道，所述馈电元件通过所述孔道及所述过孔连接至所述馈点。2.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述天线贴片印制板的四角为圆弧状，所述天线贴片印制板的上表面通过刻蚀形成天线贴片，其中，所述天线贴片包括上部的方形区域及与所述方形区域连通的下部的L形区域，且所述L形区域的外角为90°的倒角，所述馈点设置于所述L形区域内。3.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述天线贴片印制板的厚度为2毫米，所述天线贴片印制板的下表面与所述基板的上表面之间设定的距离为3.5毫米，所述基板为金属板，所述基板的厚度不低于0.8毫米，所述转换板为环氧玻璃布层压板，所述转换板的厚度为1毫米。4.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述转换板上设置有声表滤波器，所述声表滤波器的输入端与第一馈电元件电连接，所述声表滤波器的输出端连接第二馈电元件。5.根据权利要求4所述的定向天线，其特征在于，所述馈电元件为射频线缆，所述射频线缆的阻抗为50欧姆。6.根据权利要求4所述的定向天线，其特征在于，所述声表滤波器的频带宽度为1920MHz至1980MHz。
【专利摘要】本发明公开了一种定向天线，包括由上至下依次设置的天线贴片印制板、基板和转换板；所述天线贴片印制板的上表面具有设定形状的天线贴片，所述天线贴片的区域内设有一馈点；所述天线贴片印制板的下表面与所述基板的上表面相对设置且相距设定的距离，所述天线贴片印制板与所述基板通过绝缘立柱进行连接，所述基板与所述馈点对应的位置设有一过孔；所述转换板与所述基板的下表面无间隙连接，且所述转换板与所述基板共地，所述转换板与所述基板接触的一面上设有馈电元件穿过的孔道，所述馈电元件通过所述孔道及所述过孔连接至所述馈点。本发明解决目前圆极化天线的增益和带宽较低且体积较大的问题，达到增大圆极化天线的增益和带宽，减小体积的效果。
【IPC分类】H01Q1/38, H01Q1/12
【公开号】CN105470642
【申请号】CN201510954201
【发明人】陈志慧, 朱进军, 马晓华, 李锡忠, 鲁雪峰, 王超, 邓敬贤, 刘长海
【申请人】北京锐安科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月17日