CN107240767A - 一种小平板天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种小平板天线，包括：一介质板，该介质板的正面设置有一蝶形槽单元，所述蝶形槽单元由一矩形槽及位于该矩形槽两端且互相对称的蝶翼构成，所述蝶翼的张角为θ；所述介质板的背面设置有一馈电微带线单元，该馈电微带线单元的一端连接馈电端口，且所述馈电微带线单元靠近馈电端口的一侧设置有一金属块；其中，所述馈电微带线单元在介质板正面的投影位于两对称蝶翼之间，且所述两蝶翼以馈电微带线单元为中心轴左右对称。与现有技术相比，本发明实现了馈电层和辐射层的隔离，消除了二者相互间的影响，同时有效克服了传统馈电方式带来的电感效应和馈电网络的寄生辐射，提高了天线的辐射能力和增益。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，具体涉及的是一种宽频带、高增益的小平板天线。
背景技术
随着微波技术的不断发展，微波射频已被应用到各行各业中，影响着我们的生活、学习和工作，随处可见的WIFI，智能穿戴技术和智能遥控技术等等。目前市面上小型、简便的2.4GHz天线普遍是鞭状天线，其具有体积小、价格低廉的优点，但是也存在驻波较差、增益较低，辐射能力弱的缺陷。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种宽频带、高增益的2.4GHz小平板天线。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种小平板天线，包括：一介质板，该介质板的正面设置有一蝶形槽单元，所述蝶形槽单元由一矩形槽及位于该矩形槽两端且互相对称的蝶翼构成，所述蝶翼的张角为θ；所述介质板的背面设置有一馈电微带线单元，该馈电微带线单元的一端连接馈电端口，且所述馈电微带线单元靠近馈电端口的一侧设置有一金属块；其中，所述馈电微带线单元在介质板正面的投影位于两对称蝶翼之间，且所述两蝶翼以馈电微带线单元为中心轴左右对称。
优选地，所述介质板的正面上方平行设置有一辐射体，该辐射***于所述蝶形槽单元的正上方，且二者之间的间距H1为7～13mm。
优选地，所述介质板的正面为金属接地面，且该金属接地面中间蚀空形成蝶形槽单元区。
优选地，所述蝶翼的张角θ介于30°～150°之间。
优选地，所述蝶翼的张角θ为50°。
优选地，所述介质板的背面下方平行设置有一反射体，该反射***于所述馈电微带线单元的正下方，且二者之间的间距H2为9～15mm。
本发明提供的小平板天线，在介质板的正面接地面上设置有蝶形槽单元，而蝶形槽单元的上方设置有辐射体；介质板的背面上设置有馈电微带线单元，馈电微带线单元的下方设置有反射体。与现有技术相比，本发明实现了馈电层和辐射层的隔离，消除了二者相互间的影响，同时有效克服了传统馈电方式带来的电感效应和馈电网络的寄生辐射，提高了天线的辐射能力和增益。
附图说明
图1为本发明天线的结构示意图；
图2为本发明介质板的结构示意图；
图3为本发明介质板的正面示意图；
图4为本发明介质板的背面示意图；
图5为本发明辐射体的结构示意图；
图6为本发明反射体的结构示意图。
图中标识说明：介质板10、正面11、蝶形槽单元111、背面12、馈电微带线单元121、金属块122、馈电端口123、辐射体20、反射体30。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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所示，图1为本发明天线的结构示意图。本发明提供了一种2.4GHz小平板天线，其包括有介质板10、设置于介质板10上方的辐射体20(见图5)以及设置于介质板10下方的反射体30(见图6)。
如图2～图4所示，介质板10的正面11为接地面(金属面)，接地面上腐蚀出一个没有金属的区域，对应形成了蝶形槽单元111。
接地面上除蝶形槽单元111以外的均为金属面，其中蝶形槽单元111是由一个矩形槽和位于矩形槽两端且互相对称的蝶翼构成(见图3)。
在另外一些实施例中，蝶形槽单元也可直接由两个对称的蝶翼构成，而不需要中间的矩形槽。
蝶形槽单元111的蝶翼的张角为θ，其中θ介于30°～150°之间，而本实施例中优选为50°。
需要说明的是，蝶槽型的蝶翼张角θ、蝶翼的侧边长和宽都是由天线中心频点和需展宽的频带决定的。
介质板10的背面12设置有馈电微带线单元121，该馈电微带线单元121为金属，而且馈电微带线单元121的长度和宽度根据介质板的材质、中心频点以及与端口阻抗值来决定。
馈电微带线单元121的一端连接馈电端口123，且所述馈电微带线单元121靠近馈电端口123的一侧设置有一个金属块122，通过设置金属块122可以很好的实现馈电单元与馈电端口之间阻抗匹配(见图4)。
本实施例采用50Ω的同轴线馈电，具有耐压、功率容量大，衰减较小、简单易匹配、通用性强的优点。
其中，所述馈电微带线单元在介质板正面的投影位于两对称蝶翼之间，且所述两蝶翼以馈电微带线单元为中心轴左右对称(见图2)。
介质板10上的蝶形槽单元111与辐射体20之间的间距为H1为7～13mm，辐射体20为一块金属板，本实施例中选择H1的距离是保证辐射单元接收馈电微带线与蝶形槽耦合馈电最佳及辐射能力强，且使得天线体积小。
反射体30与介质板10上馈电微带线单元121之间的间距H2为9～15mm，而H2的高度既能保证天线性能最佳，同时还使得天线的总体积最小。
需要说明的是，本实施例中采用的介质板为矩形板，在其他一些实施例中，也可以采用圆形板、椭圆形板或者其他异形板，但是不论其采用的介质板形状如何或者蝶形槽单元、馈电微带线单元形状做一定的变形，均不应该理解为对本发明的限值。
本实施例提供的天线具有频宽带增益高等特点，馈电微带线单元位于介质板接地面的背面；蝶形槽单元是在介质板接地面上的蝶形腐蚀区，蝶形槽的两个蝶翼以馈电微带线为中心左右对称；信号源由微带线馈电经过蝶形槽耦合辐射出去，本设计接地面将馈电层和辐射层隔离开，消除二者相互间的影响，同时有效克服传统馈电方式带来的电感效应和馈电网络的寄生辐射。
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 (6)
1.一种小平板天线，其特征在于，包括：一介质板，该介质板的正面设置有一蝶形槽单元，所述蝶形槽单元由一矩形槽及位于该矩形槽两端且互相对称的蝶翼构成，所述蝶翼的张角为θ；所述介质板的背面设置有一馈电微带线单元，该馈电微带线单元的一端连接馈电端口，且所述馈电微带线单元靠近馈电端口的一侧设置有一金属块；其中，所述馈电微带线单元在介质板正面的投影位于两对称蝶翼之间，且所述两蝶翼以馈电微带线单元为中心轴左右对称。
2.如权利要求1所述的小平板天线，其特征在于，所述介质板的正面上方平行设置有一辐射体，该辐射***于所述蝶形槽单元的正上方，且二者之间的间距H1为7～13mm。
3.如权利要求2所述的小平板天线，其特征在于，所述介质板的正面为金属接地面，且该金属接地面中间蚀空形成蝶形槽单元区。
4.如权利要求3所述的小平板天线，其特征在于，所述蝶翼的张角θ介于30°～150°之间。
5.如权利要求4所述的小平板天线，其特征在于，所述蝶翼的张角θ为50°。
6.如权利要求3所述的小平板天线，其特征在于，所述介质板的背面下方平行设置有一反射体，该反射***于所述馈电微带线单元的正下方，且二者之间的间距H2为9～15mm。
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