CN103794883B

CN103794883B - 定向天线

Info

Publication number: CN103794883B
Application number: CN201310106296.0A
Authority: CN
Inventors: 刘若鹏; 赵耀荣
Original assignee: Kuang Chi Innovative Technology Ltd
Current assignee: Kuang Chi Institute of Advanced Technology
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: CN103794883A

Abstract

本发明公开了一种定向天线，该天线包括：介质板、信号反射板和底板，介质板和信号反射板立置于底板上，信号反射板设置于介质板的一侧，介质板具有用于工作在第一频段的第一极子、以及用于工作在第二频段的第二极子。并且，该天线内部设计是采用交叉极化的两个不同频率偶极子，通过增加一个反射面把原来全向偶极子天线变成定向，这样便可以通过调整偶极子与反射面及底板之间的距离找出天线合适的增益值及辐射方向图及其波瓣宽度。

Description

定向天线

技术领域

本发明涉及天线领域，并且特别地，涉及一种定向天线。

背景技术

传统的吸顶天线都是采用金属辐射体和金属底板的设计也就是运用单极子与接地面的天线设计原理，主要通过改变单极子造型结构尺寸等来调整天线参数。对于传统技术中的其他天线，同样存在类似的问题。

针对相关技术中天线增益较低且无法根据需要随意调整改变信号辐射方向和改变增益值的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种定向天线，能够通过调整偶极子与反射面及底板之间的距离找出天线合适的增益值及辐射方向图及其波瓣宽度。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种定向天线，包括介质板、信号反射板和底板，所述介质板和所述信号反射板立置于所述底板上，所述信号反射板设置于所述介质板的一侧，所述介质板具有用于工作在第一频段的第一极子、以及用于工作在第二频段的第二极子。

进一步地，所述第一极子为偶极子或第二极子为偶极子。

进一步地，所述第一极子与所述第二极子的极化方向不同。

进一步地，所述介质板具有第一表面和第二表面，所述第一极子设置于所述第一表面，所述第二极子设置于所述第二表面，其中，所述第二表面朝向所述信号反射板。

进一步地，所述信号反射板为平板，且与所述介质板平行或呈一预定角度。

进一步地，所述信号反射板具有弧度。

进一步地，所述信号反射板为导电反射面。

进一步地，所述信号反射板为至少一个表面覆盖有导电反射面的绝缘材料板。

进一步地，所述介质板的下部设置有导电片，并且所述介质板通过下部的导电片与所述底板连接。

进一步地，所述信号反射板的下部设置有导电接地片，所述导电接地片与所述底板连接。

进一步地，所述第一极子和所述第二极子为固定于所述介质板的导电结构。

进一步地，所述第一极子和所述第二极子均具有用于连接馈线的馈点。

进一步地，所述第一频段和所述第二频段均选自1.8GHz-12GHz，且所述第一频段与所述第二频段不等。

可选地，所述第一频段为1.8GHz-3GHz。

可选地，所述第一频段为2GHz-2.6GHz。

可选地，所述第一频段为2.4GHz-2.5GHz。

可选地，所述第二频段为4.8GHz-6GHz。

可选地，所述第二频段为4.9GHz-6GHz。

可选地，所述第二频段为5GHz-5.9GHz。

本发明通过采用交叉极化的两个不同频率极子(例如，可以是偶极子)，并增加一个反射面将原来全向偶极子天线变成定向，这样便可以通过调整偶极子与反射面及底板之间的距离找出天线合适的增益值及辐射方向图及其波瓣宽度，使其性能得到改进，优于已有的定向天线。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的定向天线的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的定向天线的介质板的一个表面的结构图；

图3是根据本发明实施例的定向天线的介质板的另一表面的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种定向天线，该天线可以是WLAN天线，也可以是通过其他方式或协议进行信号收发的天线。

如图1所示，该天线包括介质板6、信号反射板7和底板4，介质板6和信号反射板7立置于底板4上，信号反射板7设置于介质板6的一侧，介质板6具有用于工作在第一频段的第一极子1、以及用于工作在第二频段的第二极子2，第一极子1和第二极子2均具有用于连接馈线的馈点。

此外，出于对设计空间的考虑，上述第一极子1为偶极子，第二极子2为偶极子。另外，第一极子1为对应于第一频段的半波长偶极子。第二极子2为对应于第二频段的半波长偶极子。

在一个实施例中，第一极子1与第二极子2的极化方向可以是不同的。

此外，介质板6具有第一表面和第二表面，第一极子1设置于第一表面，第二极子2设置于第二表面，其中，第二表面朝向信号反射板7。

在一个实施例中，信号反射板7为平板。并且，介质板6与信号反射板7平行或呈一预定角度。

在另一实施例中，信号反射板7具有弧度。

另外，信号反射板7可以为导电反射面(例如，可以是金属板)，或者，信号反射板7为至少一个表面覆盖有导电反射面(例如，可以是金属层)3的绝缘材料板。

此外，介质板6的下部设置有导电片(例如，可以是金属片)5，并且，介质板6通过下部的导电片5与底板4连接(例如，焊接连接)。在其他实施例中，导电片可以通过其他形式安装于介质板和信号反射板7。

此外，信号反射板7的下部设置有导电接地片(例如，可以是金属片)，并且信号反射板7通过下部的导电接地片与底板4焊接连接。

此外，第一极子1和第二极子2为固定于介质板6的导电结构，例如，片状金属结构。

并且，介质板6和信号反射板7通过贯孔(未示出)插装至底板4。

此外，参照图1，底板4可以是圆形的。在其他场景中，根据安装位置以及天线外罩等因素的限制，底板4也可以是矩形、三角形或其他形状。

此外，上述的第一频段可以为1.8GHz-3GHz，上述的第二频段可以为4.8GHz-6GHz。当然，第一频段和第二频段在1.8～12GHz内任选均可。

在一个实施例中，第一频段为2.4GHz-2.5GHz，第二频段为5.0GHz-5.9GHz。在其他实施例中，天线工作的第一和第二频段也可以是其他频段。

下面将举例说明本发明的上述技术方案。

继续参照图1，在一个实施例中，本发明提出的定向天线可以是WLAN双频双馈吸顶天线，该天线可以适用于地面为窄长型室内环境如地铁车站内走廊过道等多种场景。该天线主要包括一个2.4～2.5GHz的第一极子1、一个5.0～5.9GHz的第二极子2、一个信号反射板7(具有金属反射面3)和一个底板4。整个天线设计成两个频段(2.4～2.5GHz和5.15～5.85GHz)由两根馈线进行馈电，一个频段对应一根馈线。

上述第一极子1和第二极子2分别为对应频段(2.4～2.5GHz和5.15～5.85GHz)的半波长偶极子，且二者的造型尺寸可以根据设计需求做调整。

两个不同频段的偶极子交叉极化，以增加两个极子之间的隔离度。

金属反射面3在第一极子1和第二极子2的一侧，而且可以根据设计需求调整金属反射面3的造型尺寸以及与第一、第二极子之间距离角度等参数来改变天线的辐射方向图。

另外，如图2和图3所示，在图2所示的介质板6的一个表面，设置有第一极子1；在图3所示的介质板6的另一个表面，设置有第二极子2。并且，第二极子2所在的表面可以朝向信号反射板7。

第一极子1、第二极子2、金属反射面3均采用覆铜板蚀刻而成，工艺简单，且便于定位极子和反射面相对位置。

介质板6和信号反射板7与接地底板4采用贯孔插装并通过导电片5及导电反射面3分别与接地底板4焊接方式来保证尺寸角度正确。

另外，如图2和图3所示，介质板6的下部可以具有凹槽8，使得在凹槽8所在的位置，介质板6与底板4存在一定间隔。通过将底板4以及其他相关的结构与外界固定，能够将根据本发明的定向天线安装在房顶、墙壁、以及其他固定物上。而介质板6与底板4之间的凹槽8能够容纳固定该天线所用的螺母、螺栓等器件。

应当注意，虽然附图中示出了介质板和信号反射板的形状(介质板为类似梯形的形状，信号反射板为矩形)，并且还示出了第一极子与第二极子的形状和在介质板上的固定位置，上文中也说明了第一极子和第二极子可以是偶极子，但是，以上说明仅仅用于列举，在实际应用中，介质板和信号反射板的形状可以是其他形状。第一极子与第二极子可以安装在介质板的其他位置，并且其形状也可以采用多种其他已有形状。另外，在其他应用场景中，第一极子和/或第二极子也可以是单极子。

综上所述，本发明提出了改进的定向天线，该天线可以通过吸顶或其他方式进行固定，并且可以应用于多种场景(例如，可用于地面为窄长型室内环境，可以是地铁站内走廊过道)。天线内部设计是采用交叉极化的两个不同频率偶极子，通过增加一个反射面把原来全向偶极子天线变成定向，这样便可以通过调整偶极子与反射面及底板之间的距离找出天线合适的增益值及辐射方向图及其波瓣宽度。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种定向天线，其特征在于，包括介质板、信号反射板和底板，所述介质板和所述信号反射板立置于所述底板上，所述信号反射板设置于所述介质板的一侧，所述介质板具有用于工作在第一频段的第一极子、以及用于工作在第二频段的第二极子，所述介质板的下部设置有导电片，并且所述介质板通过下部的导电片与所述底板连接，所述导电片与所述第一极子和第二极子相互隔离，所述介质板的下部具有凹槽，使得在凹槽所在的位置，所述介质板与所述底板存在一定间隔。

2.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述第一极子为偶极子或第二极子为偶极子。

3.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述第一极子与所述第二极子的极化方向不同。

4.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述介质板具有第一表面和第二表面，所述第一极子设置于所述第一表面，所述第二极子设置于所述第二表面，其中，所述第二表面朝向所述信号反射板。

5.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述信号反射板为平板，且与所述介质板平行或呈一预定角度。

6.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述信号反射板具有弧度。

7.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述信号反射板为导电反射面。

8.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述信号反射板为至少一个表面覆盖有导电反射面的绝缘材料板。

9.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述信号反射板的下部设置有导电接地片，并且所述信号反射板通过下部的所述导电接地片与所述底板连接。

10.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述第一极子和所述第二极子为固定于所述介质板的导电结构。

11.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述第一极子和所述第二极子均具有用于连接馈线的馈点。

12.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述第一频段和所述第二频段均选自1.8GHz-12GHz，且所述第一频段与所述第二频段不同。

13.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述第一频段为1.8GHz-3GHz。

14.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述第一频段为2GHz-2.6GHz。

15.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述第一频段为2.4GHz-2.5GHz。

16.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述第二频段为4.8GHz-6GHz。

17.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述第二频段为4.9GHz-6GHz。

18.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述第二频段为5GHz-5.9GHz。