CN105048085B - 偶极子天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种偶极子天线，设于基板上，包括至少两个天线单元，每个所述天线单元包括具有阻抗匹配功能且具有一张角的主辐射体和藕接于该主辐射体的张角一侧的信号馈入段，所述信号馈入段相对所述主辐射体呈勾状设置；两个所述天线单元中的一个相对另一个呈线性180°旋转倒置，其中一个所述天线单元的信号馈入段上设有接地点，另一个所述天线单元的信号馈入段上设有信号馈入点，每个所述天线单元的主辐射体上与所述张角相对的另一端设有开路点。由于主辐射体中两种电长度的这两条电流路径形成张角使其上拥有特殊的阻抗特性，并实现小型化超宽带，简单并易于调节天线性能，且主辐射体的理论损耗小。

Description

偶极子天线

技术领域

本发明涉及天线技术，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***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。如何设计一种小型化内置天线成为移动通讯发展的难点和瓶颈，所以为了满足这种产品的特点，相应的内置天线就需要同样的轻、薄、小，而且天线自身的性能却不能明显降低。

目前，各种网络通信终端产品的内置式PCB印制天线向着小空间，高性能方向发展，但由于设计流程不规范，天线设计随意性比较强，导致研发过程中会存在一些问题。包括与路由器内空间矛盾日益突出，走线形式复杂，随意性强，以至于在内置天线设计时调整顺序复杂，调整难度大。同时，不同项目差异大，天线设计的通用性差导致研发成本高，资源消耗大。如何使得天线设计有很强的延续性和通用性，从而降低成本，降低难度，降低周期成为难题之一。

由于产品的小型化，使天线周围的环境较为复杂，这影响了天线输入端的阻抗，传统的调整输入阻抗的方法为直接调整振子形状或在振子上添加寄生辐射段，这些方法的缺点主要表现为天线振子电流的不对称、不均匀分布，不仅影响方向图，还会降低天线增益、效率。

发明内容

本发明目的在于提供一种偶极子天线，旨在解决现有的天线振子电流的不对称、不均匀分布，降低天线增益、效率的问题。

本发明提供了一种偶极子天线，设于基板上，包括至少两个天线单元，每个所述天线单元包括具有阻抗匹配功能且具有一张角的主辐射体和藕接于该主辐射体的张角一侧的信号馈入段，所述信号馈入段相对所述主辐射体呈勾状设置，两所述张角的角度在0°至90°的范围内；两个所述天线单元中的一个相对另一个呈线性180°旋转倒置，且两个所述信号馈入段间隔相对设置；其中一个所述天线单元的信号馈入段上设有接地点，另一个所述天线单元的信号馈入段上设有信号馈入点，每个所述天线单元的主辐射体上与所述张角相对的另一端设有开路点。

与传统方法相比，上述的偶极子天线的优点为由于主辐射体中两种电长度的这两条电流路径形成张角可以让沿线各点的特性阻抗是渐变的，使其上拥有特殊的阻抗特性，并实现小型化超宽带；调整主辐射体的尺寸和张角以调整天线性能，简单并易于调节，可以应用在各种所需的频段；且主辐射体的理论损耗小，故可以实现高效率的目标。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中偶极子天线的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明较佳实施例中应用于网通终端设备的偶极子天线，通过利用双锥天线变形，结合双锥天线的阻抗特性，而演变成的一种在复杂环境下的高效率、高带宽性能的偶极子天线。通过结合双锥天线的特殊阻抗特性，利用双锥天线变形实现在复杂环境下的高效率、高带宽性能。

偶极子天线设于基板10上。天线主体印制在PCB板上，既可以单独制作成PCB天线，也可以印制在***主板上制作成板载天线。偶极子天线包括至少两个天线单元20，每个所述天线单元20包括具有阻抗匹配功能且具有一张角θ(即夹角)的主辐射体21和藕接于该主辐射体21的张角θ一侧的信号馈入段22，所述信号馈入段22相对所述主辐射体21呈勾状设置，两所述张角θ的角度在0°至90°的范围内；两个所述天线单元20中的一个相对另一个呈线性180°旋转倒置，且两个所述信号馈入段22间隔相对设置。如此，形成变形的双锥形天线。两个主辐射体21上形成辐射振子的两种电长度，形成两种电长度的这两条电流路径之间形成张角θ，两条电流路径即张角θ的两条边211、212。

而传统传输线的特性阻抗越大，输入阻抗随电长度变化就越剧烈，天线的阻抗带宽就越窄，振子的特性阻抗取决与长细比，在长度限制的情况下，仅仅加宽振子的宽度办法来实现宽频带是不现实的。故，本发明的两个主辐射体21让两条电流路径211、212形成张角θ可以让沿线各点的特性阻抗是渐变的，故当张角θ足够大时，其特性阻抗可以足够小，同时阻抗带宽可以实现无限大，虽然实际条件限制，但也是实现超带宽的有效方式。并且此种传输线形态的理论损耗很小，能有效的利用功率资源，实现高效率的目标。

天线主体中，其中一个所述天线单元20的信号馈入段22上设有接地点00，另一个所述天线单元20的信号馈入段22上设有信号馈入点01，每个所述天线单元20的主辐射体21上与所述张角θ相对的另一端设有开路点213。优选地，两个所述信号馈入段22正对且间隔设置。每个所述信号馈入段22垂直于所在天线单元20的所述张角θ的一边。

所述主辐射体21在所述基板10上的投影为类三角形。如：在所述基板10上的投影为梯形、三角形或锥形。本实施例中，主辐射体21为直角三角形，而信号馈入段22则垂直于该张角θ的直角边211。参考图1，主辐射体21的各个边优选是直线，而根据实际情况需要，也可以设置成曲线或折线，另外，每个所述天线单元20的主辐射体21和信号馈入段22的总长度对应预设天线频段的1/4波长。

所述偶极子天线的接地点00和信号馈入点01通过50欧姆同轴电缆50进行馈电。通过同轴电缆线50连接到网通终端设备的RF射频***上进行工作。可见，该偶极子天线高效率、高带宽且结构简单，使用方便。

主辐射体21和信号馈入段22的总长度为规定频率的1/4波长，其有效电场度的范围可以由目标的频率范围直接影响，且结构简单。在复杂的环境下，通过调整主辐射体21的尺寸和张角θ，可以方便的调整天线性能，使之最优。极大改善用户在弱信号环境中的信号收发效果，可以避免为了提供增益而使用尺寸过大的天线，降低整个终端设备的便携型和使用方便型。并且同时确保了天线的小型化，低轮廓尺寸的特点，节省了成本，维持了产品的整体外观。

天线安装方式为组装，天线主体印制在PCB板上，既可以单独制作成PCB天线，安装在机壳的内壁，也可以印制在***主板上制作成板载天线，两种安装方式都可以通过50欧姆同轴电缆进行馈电，通过同轴电缆线连接到网通终端设备的RF射频***上进行工作。较传统PCB印制偶极子天线，本天线由于主辐射体20中两种电长度的这两条电流路径211、212形成张角θ可以让沿线各点的特性阻抗是渐变的，使其上拥有特殊的阻抗特性，并实现小型化超宽带；调整主辐射体21的尺寸和张角θ以调整天线性能，简单并易于调节，可以应用在各种所需的频段；且主辐射体21的理论损耗小，故可以实现高效率的目标。可在机壳较小空间内使用，保证效率和增益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种偶极子天线，设于基板上，其特征在于，包括至少两个锥形的天线单元，每个所述天线单元包括具有阻抗匹配功能且具有一张角的主辐射体和耦 接于该主辐射体的张角一侧的信号馈入段，所述信号馈入段相对所述主辐射体呈勾状设置，两所述张角的角度在0°至90°的范围内；两个所述天线单元中的一个相对另一个呈线性180°旋转倒置，且两个所述信号馈入段间隔相对设置；其中一个所述天线单元的信号馈入段上设有接地点，另一个所述天线单元的信号馈入段上设有信号馈入点，每个所述天线单元的主辐射体上与所述张角相对的另一端设有开路点；

所述主辐射体的张角两侧为两种电长度。

2.如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，所述主辐射体在所述基板上的投影为类三角形。

3.如权利要求1或2所述的偶极子天线，其特征在于，所述主辐射体在所述基板上的投影为梯形、三角形或锥形。

4.如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，每个所述天线单元的主辐射体和信号馈入段的总长度对应预设天线频段的1/4波长。

5.如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，所述偶极子天线的接地点和信号馈入点通过同轴电缆进行馈电。

6.如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，两个所述信号馈入段正对且间隔设置。

7.如权利要求1或6所述的偶极子天线，其特征在于，每个所述信号馈入段垂直于所在天线单元的所述张角的一边。