CN106785490A

CN106785490A - 一种天线

Info

Publication number: CN106785490A
Application number: CN201710114461.5A
Authority: CN
Inventors: 吴少洁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明公开了一种天线，包括反射板，以及设于反射板上的多个振子，每个振子包括有PCB板，所述PCB板正面上设有两个上下对称的微带振子单元；每个微带振子单元包括有横向设置的一个底臂以及一个顶臂，底臂两端分别设有两条平行设置的、且均呈平行四边形的第一辐射臂和第二辐射臂，第二辐射臂靠近底臂、且其下部与底臂相连，第一辐射臂远离底臂，第一辐射臂与第二辐射臂的顶部均与顶臂通过第一馈电带相连；所述第二辐射臂远离第一辐射臂的一侧还设有呈平行四边形的第三辐射臂，通过合理设计，测试的10‑11dB阻抗带宽是28.5％，阻带|S11|接近于0，测试通带内平均增益8.2dBi。

Description

一种天线

技术领域

本发明涉及一种天线。

背景技术

目前，随着通信行业的发展，移动通信已成为最具活力和前途的行业，也给人们的生活带来了极大的方便。而随着移动用户数量的不断增长以及移动用户需要的增长，振子天线则是人们努力完善的一个方向，天线的种类多样，且每个天线的电流流向不同导致其电气性能差异很大，因此设计一款很宽的阻带内带外抑制率以及方向稳定，通信性能稳定的振子元显得十分重要。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种天线，包括有反射板，反射板上设有多个矩阵式排列的单极性振子；

每个单极性振子，包括有PCB板，所述PCB板正面上设有两个上下对称的微带振子单元；每个微带振子单元包括有横向设置的一个底臂以及一个顶臂，底臂两端分别设有两条平行设置的、且均呈平行四边形的第一辐射臂和第二辐射臂，第二辐射臂靠近底臂、且其下部与底臂相连，第一辐射臂远离底臂，第一辐射臂与第二辐射臂的顶部均与顶臂通过第一馈电带相连；所述第二辐射臂远离第一辐射臂的一侧还设有呈平行四边形的第三辐射臂，第三辐射臂与第二辐射臂通过第二馈电带相连；还包括有设于两个第三辐射臂中间位置的梯形辐射臂，梯形辐射臂底边通过第三馈电带与底臂相连；顶臂向下延伸出有多条辐射指，梯形辐射臂向垂直PCB板平面的方向延伸出有多条与辐射指对应的第一耦合指，第一耦合指的自由端向顶臂延伸出有第二耦合指，第二耦合指自由端向顶臂延伸出第三耦合指，第三耦合指投影位于对应辐射指上，所述顶臂上延伸出有多个矩形齿臂；PCB板背面上设有多条排列设置的矩形隔离臂。

其中，所述辐射指、第一耦合指、第二耦合指、第三耦合指均为四条。

其中，所述梯形辐射臂为等腰梯形，所述梯形辐射臂的中间横向设有矩形开口。

其中，所述矩形齿臂的数量为40-60个。

其中，每个底臂朝向PCB板的一侧区域内设有矩形的第一寄生振子臂。

其中，PCB板中间设有矩形的中心振子臂，中心振子臂的两个均设有一个矩形的第三寄生振子臂。

其中，矩形隔离臂的数量为六条。

本发明的有益效果为：通过合理设计，测试的10-11dB阻抗带宽是28.5％，阻带|S11|接近于0，测试通带内平均增益8.2dBi。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的振子的俯视图；

图3是本发明的振子的仰视图；

图4是本发明的微带振子单元的结构图；

图5是本发明的第一耦合指的截面图；

图6是抗电辐射天线具体实施例的S11参数的仿真和测试曲线图。

图7是抗电辐射天线具体实施例的增益仿真测试曲线图和效率测试曲线图；

图8是抗电辐射天线具体实施例在5GHz的归一化辐射方向图；

图1至图8中的附图标记说明：

k1-反射板；k2-PCB板；k31-第一寄生振子臂；k32-第二寄生振子臂；k33-第三寄生振子臂；k34-矩形隔离臂；k4-底臂；k5-顶臂；k51-矩形齿臂；k61-第一辐射臂；k62-第二辐射臂；k63-第三辐射臂；k7-梯形辐射臂；k71-矩形开口；k81-第一耦合指；k82-第二耦合指；k83-第三耦合指。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图8所示，一种天线，包括有反射板，反射板k1上设有多个矩阵式排列的单极性振子；每个单极性振子，，包括有PCB板k2，所述PCB板k2正面上设有两个上下对称的微带振子单元；每个微带振子单元包括有横向设置的一个底臂k4以及一个顶臂k5，底臂k4两端分别设有两条平行设置的、且均呈平行四边形的第一辐射臂k61和第二辐射臂k62，第二辐射臂k62靠近底臂k4、且其下部与底臂k4相连，第一辐射臂k61远离底臂k4，第一辐射臂k61与第二辐射臂k62的顶部均与顶臂k5通过第一馈电带相连；所述第二辐射臂k62远离第一辐射臂k61的一侧还设有呈平行四边形的第三辐射臂k63，第三辐射臂k63与第二辐射臂k62通过第二馈电带相连；还包括有设于两个第三辐射臂k63中间位置的梯形辐射臂k7，梯形辐射臂k7底边通过第三馈电带与底臂k4相连；顶臂k5向下延伸出有多条辐射指，梯形辐射臂k7向垂直PCB板k2平面的方向延伸出有多条与辐射指对应的第一耦合指k81，第一耦合指k81的自由端向顶臂k5延伸出有第二耦合指k82，第二耦合指k82自由端向顶臂k5延伸出第三耦合指k83，第三耦合指k83投影位于对应辐射指上，所述顶臂k5上延伸出有多个矩形齿臂k51；PCB板k2背面上设有多条排列设置的矩形隔离臂k34，每个微带振子单元通过底臂k4馈电。满足远距离通信的辐射要求，设计的通信天线经过不下2000次的调整和修改设计出该天线，具体的测试结果如下：如图6，本天线的仿真与测试的|S11|参数标准一致，测试的10-11dB阻抗带宽是28.5％，阻带|S11|接近于0。如图7，本天线的增益曲线比较吻合，测试通带内平均增益8.2dBi,并且在通带边沿有很高的滚降度，在很宽的阻带内带外抑制超过20dBi，0～10GHz范围内有较好的滤波效果，因此可以得到其具备较强的抗电磁场能力；本发明实施例的带内效率高达95％。参阅图8，中心频率5GHz的归一化方向图；最大辐射方向在辐射体的正上方，主极化比交叉极化大25dBi以上。通带内其他频率的方向图与5GHz的方向图类似，整个通带内方向图稳定，证明其通信性能较高；上述天线为非尺寸要求天线，只要在弯折方向上、设置的孔、洞的方式上达到上述要求，均可达到上述实验结果。

如需获得上述稳定性能，本天线的尺寸具体可以优化为：以图2为参考，所述底臂k4的线宽为：0.8mm，最大长度为：21mm，最小长度为：20mm；第一辐射臂k61和第二辐射臂k62大小相同，其长边为：13.5mm，短边为1.7mm；第一馈电带的线宽为：0.5mm，长度为0.6mm；第三辐射臂k63的长边和短边分别为：10mm和0.5mm；第二馈电带的线宽为：0.3mm，长不超过1mm；梯形辐射臂k7为等腰梯形，顶边即短边为：7.6mm，底边即长边为：11.5mm，斜边长为：5mm；第三馈电带的线宽为：5mm ，高为：0.8mm；顶臂k5的线宽为：0.5mm，长为：21.8mm；每条辐射指的长度为 2.8mm，线宽为：1mm，相邻两个辐射指距离为：0.7mm；以图 5为参考，第一耦合指k81至第三耦合指k83的厚度为：0.5mm-1mm，第一耦合指k81的高度为：1.6mm，第二耦合指k82的长度为1.5mm，第一和第二耦合指k82的线宽均为0.8mm；第三耦合指k83的线宽和长度分别为：0.2mm和2.8mm；矩形齿臂k51之间间隔为：0.1mm；线宽为 0.2mm，高为：0.2mm；矩形隔离臂k34之间距离为4.5mm，线宽为2.4mm ，长度为：25mm。

其中，当设置矩形隔离臂k34的时候隔离度增加10%，不设置矩形隔离臂k34的时候隔离度不变，当将该矩形隔离臂k34设于其他微带天线背面的时候，隔离度变化不明显，可以预见的是，本矩形隔离臂k34与本天线具有互相匹配的特性。

本实施例所述的一种天线，所述辐射指、第一耦合指k81、第二耦合指k82、第三耦合指k83均为四条，性能温度，带宽稳定。

本实施例所述的一种天线，所述梯形辐射臂k7为等腰梯形，所述梯形辐射臂k7的中间横向设有矩形开口k71；矩形开口k71的线宽不超过1mm，长不超过2mm；用于提高增益。

本实施例所述的一种天线，所述矩形齿臂k51的数量为40-60个。本实施例所述的一种单极化振子，每个底臂k4朝向PCB板k2的一侧区域内设有矩形的第一寄生振子臂k31，PCB板k2中间设有矩形的中心振子臂，中心振子臂的两个均设有一个矩形的第三寄生振子臂k33。本实施例所述的一种单极化振子，矩形隔离臂k34的数量为六条；降低驻波比，提高隔离度。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims

1.一种天线，其特征在于：包括有反射板，反射板上设有多个矩阵式排列的单极性振子；

每个单极性振子包括有PCB板（k2），所述PCB板（k2）正面上设有两个上下对称的微带振子单元；每个微带振子单元包括有横向设置的一个底臂（k4）以及一个顶臂（k5），底臂（k4）两端分别设有两条平行设置的、且均呈平行四边形的第一辐射臂（k61）和第二辐射臂（k62），第二辐射臂（k62）靠近底臂（k4）、且其下部与底臂（k4）相连，第一辐射臂（k61）远离底臂（k4），第一辐射臂（k61）与第二辐射臂（k62）的顶部均与顶臂（k5）通过第一馈电带相连；所述第二辐射臂（k62）远离第一辐射臂（k61）的一侧还设有呈平行四边形的第三辐射臂（k63），第三辐射臂（k63）与第二辐射臂（k62）通过第二馈电带相连；还包括有设于两个第三辐射臂（k63）中间位置的梯形辐射臂（k7），梯形辐射臂（k7）底边通过第三馈电带与底臂（k4）相连；顶臂（k5）向下延伸出有多条辐射指，梯形辐射臂（k7）向垂直PCB板（k2）平面的方向延伸出有多条与辐射指对应的第一耦合指（k81），第一耦合指（k81）的自由端向顶臂（k5）延伸出有第二耦合指（k82），第二耦合指（k82）自由端向顶臂（k5）延伸出第三耦合指（k83），第三耦合指（k83）投影位于对应辐射指上，所述顶臂（k5）上延伸出有多个矩形齿臂（k51）；PCB板（k2）背面上设有多条排列设置的矩形隔离臂（k34）。

2.根据权利要求1所述的一种天线，其特征在于：所述辐射指、第一耦合指（k81）、第二耦合指（k82）、第三耦合指（k83）均为四条。

3.根据权利要求1所述的一种单极化振子，其特征在于：所述梯形辐射臂（k7）为等腰梯形，所述梯形辐射臂（k7）的中间横向设有矩形开口（k71）。

4.根据权利要求1所述的一种天线，其特征在于：所述矩形齿臂（k51）的数量为40-60个。

5.根据权利要求1所述的一种天线，其特征在于：每个底臂（k4）朝向PCB板（k2）的一侧区域内设有矩形的第一寄生振子臂（k31）。

6.根据权利要求1所述的一种天线，其特征在于：PCB板（k2）中间设有矩形的中心振子臂，中心振子臂的两个均设有一个矩形的第三寄生振子臂（k33）。

7.根据权利要求1所述的一种天线，其特征在于：矩形隔离臂（k34）的数量为六条。