CN104538729B - 一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线 - Google Patents
一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种通信技术领域，具体涉及一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线；包括有反射板，反射板上设有多个振子，所述振子包括有通过馈电臂连接的上下对称的两个辐射单元；所述每个辐射单元包括有左右对称设置的两个振子片，所述每个振子片包括有第一侧臂、从第一侧臂的顶端向另一振子片方向斜向下延伸出的第一斜臂、从第一侧臂的底端向另一振子片方向斜向下延伸出的第二斜臂，还包括有与第二斜臂的自由端连接并与第一侧臂平行设置的第二侧臂；通过优良的结构设计，该天线的单个辐射单元最低频点前后比大于30dB,频带内前后比平均大于32dB；频带内平均增益大于9.8dBi。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信技术领域，具体涉及一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线。
背景技术
天线是一种把高频电流转化成无线电波发射到空间，同时可以收集空间无线电波并产生高频电流的装置。天线可看作由电容和电感组成的调谐电路；该调谐电路在某些频率点，其容性和感性将相互抵消，电路表现出纯阻性，该现象称之为谐振，而谐振现象对应的工作频点即为谐振频率点，处于天线谐振频率点的能量，其辐射特性最强。并将具有谐振特性的天线结构称作天线振子，并将高频电流直接激励的天线结构称作有源振子，反之称作无源振子；现有振子中，在根据实际使用的需要对天线进行设计时，为了使得天线的谐振频率点满足设定要求，需要对天线的输入阻抗进行调整，通过调整后的振子以及普通振子依然不能满足目前通信标准的要求，目前通信标准越来越高，对振子的要求也越来越高，目前的振子的增益、方向性、前后比均需要获得突破。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种高增益、方向性好的设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，包括有反射板，反射板上设有多个振子，所述振子包括有通过馈电臂连接的上下对称的两个辐射单元；所述每个辐射单元包括有左右对称设置的两个振子片，所述每个振子片包括有第一侧臂、从第一侧臂的顶端向另一振子片方向斜向下延伸出的第一斜臂、从第一侧臂的底端向另一振子片方向斜向下延伸出的第二斜臂，还包括有与第二斜臂的自由端连接并与第一侧臂平行设置的第二侧臂；所述第二侧臂的顶端向第一侧臂方向斜向上延伸有第三斜臂，所述两个振子片的第二侧臂之间连接有耦合桥；所述两个辐射单元之间连接有馈电臂。
优选的，所述第一侧臂与第一斜臂连接处的外侧为一圆角，所述圆角的半径为0.5mm-1mm。
优选的，所述圆角的半径为1mm。
优选的，所述第一斜臂设有一三角形缺口，所述缺口的角度为60°-80°。
优选的，所述缺口的角度为70°。
优选的，所述第一侧臂的宽度为1.5cm-2cm。
优选的，所述第一斜臂的自由端设有第一隔离部。
优选的，所述第三斜臂的自由端设有第三隔离部。
优选的，所述第一隔离部为二氧化硅半导体。
优选的，所述第三隔离部为二氧化硅半导体。
优选的，所述第二侧臂靠近另一振子片的一侧并列设有至少一个的半圆形的增频缺孔。
优选的，所述增频缺孔数量为5-8个。
优选的，所述增频缺孔的直径为0.5mm-1mm。
优选的，所述第二斜臂的底部设有第二隔离部。
优选的，所述第二隔离部为二氧化硅半导体。
优选的，所述第二侧臂远离另一振子片的一侧并列延伸出至少一个隔离杆。
优选的，所述隔离杆数量为三根，所述三根隔离杆的长度从下往上依次递减。
优选的，最长的隔离杆长度为10mm。
优选的，所述第一侧臂设有复数个第一矩形过孔，所述两个并排的第一矩形过孔为一组；
优选的，每组并列排列；所述每组第一矩形过孔之间设有第二矩形过孔，所述第二矩形过孔内填充有二氧化硅半导体。
优选的，所述第二矩形过孔的长度为2mm-5mm。
本发明的有益效果为：通过优良的结构设计，通过不断试验和参数调整下，实现了优良的前后比特性，该天线的单个辐射单元最低频点前后比大于30dB,频带内前后比平均大于32dB；并且具有较高的单元增益，依测得数据，从方向图中可以看出，其最低频点增益大于9.37dBi,频带内平均增益大于9.8dBi。
附图说明
图1是本发明的正视图；
图2是本发明的振子的正视图；
图3是图2的局部放大图；
图4是在频率为820MHZ时前后比的实验数据图；
图5是在频率为850MHZ时前后比的实验数据图；
图6是在频率为960MHZ时前后比的实验数据图；
图7是在频率为820MHZ时表示增益的方向图；
图8是在频率为850MHZ时表示增益的方向图；
图9是在频率为960MHZ时表示增益的方向图；
图1至图9中的附图标记说明：
a-反射板；b-振子；
1-第一侧臂；11-第一矩形过孔；12-第二矩形过孔；
2-第一斜臂；21-第一隔离部；
3-第二斜臂；31-第二隔离部；
4-第二侧臂；41-隔离杆；42-增频缺孔；
5-第三斜臂；51-第三隔离部；
6-耦合桥；61-馈电臂；
7-缺口。
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9所示，本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，包括有反射板a，反射板a上设有多个振子b，所述振子b包括有通过馈电臂61连接的上下对称的两个辐射单元；所述每个辐射单元包括有左右对称设置的两个振子片，所述每个振子片包括有第一侧臂1、从第一侧臂1的顶端向另一振子片方向斜向下延伸出的第一斜臂2、从第一侧臂1的底端向另一振子片方向斜向下延伸出的第二斜臂3，还包括有与第二斜臂的自由端连接并与第一侧臂1平行设置的第二侧臂4；所述第二侧臂4的顶端向第一侧臂1方向斜向上延伸有第三斜臂5，所述两个振子片的第二侧臂4之间连接有耦合桥6；所述两个辐射单元之间连接有馈电臂61；通过优良的结构设计，通过不断试验和参数调整下，最终确定了此结构，在820MHZ至960MHZ均表现出优良的通信性能，具体的，单个辐射单元最低频点前后比大于30dB,频带内前后比平均大于32dB；低频点增益大于9.37dBi,频带内平均增益大于9.8dBi；如图4至图9的实验数据所述，在820MHZ至960MHZ实现了优良的前后比特性，其中，在820MHZ时，如图4，其频带内前后比为31.225dB；在850MHZ时，如图5，其频带内前后比为33.635dB；在960MHZ时，如图6，其频带内前后比为34.135dB；而在增益方面，我们通过方向数据图来分析增益性能可知，在820MHZ时，如图7，其增益为9.3521dB；在850MHZ时，如图8，其增益为9.721dB；在960MHZ时，如图9，其增益为10.121dB。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第一侧臂1与第一斜臂连接处的外侧为一圆角，所述圆角的半径为0.5mm-1mm；所述圆角能有效增强高频段的增益效果，通过实验测得，其半径为0.5mm-1mm时，能有效增强高频段的增益效果。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述圆角的半径为1mm；优选的，当所述圆角的半径为1mm时，其能有效增强高频段的增益效果，通过实验测得，其增益效果最大。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第一斜臂设有一三角形缺口7，所述缺口7的角度为60°-80°；所述缺口7的角度为60°-80°时，能有效改善前后比，通过实验测得，其所述缺口7的角度为60°-80°时，前后比效果较佳。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述缺口7的角度为70°；所述缺口7的角度为70°时，能有效改善前后比，通过实验测得，其所述缺口7的角度为70°时，前后比效果最好。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第一侧臂1的宽度为1.5cm-2cm；通过实验测得，其能有效增强高频段的增益效果。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第一斜臂的自由端设有第一隔离部21；通过实验测得，设置第一隔离部21可以有效增加隔离度，隔离度在30dB。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第三斜臂5的自由端设有第三隔离部51；通过实验测得，设置第三隔离部51可以有效增加隔离度，隔离度在30dB。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第一隔离部21为二氧化硅半导体。第一隔离部21为二氧化硅半导体时，通过实验测得，第一隔离部21的隔离度最大，低频段均大于30dB。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第三隔离部51为二氧化硅半导体。第三隔离部51为二氧化硅半导体时，通过实验测得，第二隔离部31的隔离度最大，低频段均大于30dB。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第二侧臂4靠近另一振子片的一侧并列设有至少一个的半圆形的增频缺孔42；过实验测得，其能有效增强高频段的增益效果。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述增频缺孔42数量为5-8个；实验测得，所述增频缺孔42数量为5-8个时，其高频段的增益效果最佳。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述增频缺孔42的直径为0.5mm-1mm；实验测得，所述增频缺孔42的直径为0.5mm-1mm，其高频段的增益效果最佳。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第二斜臂的底部设有第二隔离部31；通过实验测得，设置第二隔离部31可以有效增加隔离度，隔离度在32dB。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第二隔离部31为二氧化硅半导体；通过实验测得，第二隔离部31的隔离度最大，低频段均大于35dB。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第二侧臂4远离另一振子片的一侧并列延伸出至少一个隔离杆41；通过实验测得，设置隔离杆41可以有效增加隔离度。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述隔离杆41数量为三根，所述三根隔离杆41的长度从下往上依次递减。 通过如此结构设计，在不断实验当中发现，依次递减的结构能有效增加隔离度，使隔离度效果更加。本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，最长的隔离杆41长度为10mm。如此可以使得隔离度效果达到最佳。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线：所述第一侧臂1设有复数个第一矩形过孔11，两个并排的第一矩形过孔11为一组；每组第一矩形过孔11并列排列；相邻两组第一矩形过孔11之间设有第二矩形过孔12，所述第二矩形过孔12内填充有二氧化硅半导体。通过此结构设计，可以使得流经第一侧臂1的电流理论长度增加，实现提高增益的效果，通过此方式排列，其增加的效果明显，增益显著增高。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第二矩形过孔12的长度为2mm-5mm。此参数的结构设计，通过实验得知，其效果最佳。通过优良的结构设计，通过不断试验和参数调整下，实现了优良的前后比特性，单个辐射单元最低频点前后比大于30dB,频带内前后比平均大于32dB；并且具有较高的单元增益，依测得数据，从方向图中可以看出，其最低频点增益大于9.37dBi,频带内平均增益大于9.8dBi。
本实施例所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，所述第三隔离部51至第一侧臂1的距离不少于5mm。所述第三隔离部51的宽度不低于1mm。
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 (10)
1.一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：包括有反射板，反射板上设有多个振子，所述振子包括有通过馈电臂连接的上下对称的两个辐射单元；所述每个辐射单元包括有左右对称设置的两个振子片，所述每个振子片包括有第一侧臂、从第一侧臂的顶端向另一振子片方向斜向下延伸出的第一斜臂、从第一侧臂的底端向另一振子片方向斜向下延伸出的第二斜臂，还包括有与第二斜臂的自由端连接并与第一侧臂平行设置的第二侧臂；所述第二侧臂的顶端向第一侧臂方向斜向上延伸有第三斜臂，所述两个振子片的第二侧臂之间连接有耦合桥；所述两个辐射单元之间连接有馈电臂；
所述第二侧臂靠近另一振子片的一侧并列设有至少一个的半圆形的增频缺孔；所述增频缺孔数量为5-8个；所述增频缺孔的直径为0.5mm-1mm；
所述第二侧臂远离另一振子片的一侧并列延伸出至少一个隔离杆；所述隔离杆数量为三根，所述三根隔离杆的长度从下往上依次递减；最长的隔离杆长度为10mm。
2.根据权利要求1所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：所述第一侧臂与第一斜臂连接处的外侧为一圆角，所述圆角的半径为0.5mm-1mm。
3.根据权利要求2所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：所述圆角的半径为1mm。
4.根据权利要求1所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：所述第一斜臂设有一三角形缺口，所述缺口的角度为60°-80°。
5.根据权利要求4所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：所述缺口的角度为70°。
6.根据权利要求1所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：所述第一侧臂的宽度为1.5cm-2cm。
7.根据权利要求1所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：所述第一斜臂的自由端设有第一隔离部。
8.根据权利要求1所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：所述第三斜臂的自由端设有第三隔离部。
9.根据权利要求7所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：所述第一隔离部为二氧化硅半导体。
10.根据权利要求8所述的一种设有增频缺口和隔离杆的单极性振子天线，其特征在于：所述第三隔离部为二氧化硅半导体。
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