CN105226399A

CN105226399A - 定向天线

Info

Publication number: CN105226399A
Application number: CN201410228976.4A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Kuang Chi Intelligent Photonic Technology Ltd
Current assignee: Kuang Chi Institute of Advanced Technology
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2034-05-27
Also published as: CN105226399B

Abstract

本发明公开了一种定向天线，包括底板和介质板，其中，介质板立置于底板上，并且，介质板上设置有：馈电巴伦；用于工作在第一频段的第一极子和第二极子；用于工作在第二频段的第三极子和第四极子；第一信号反射机构，位于第一极子和第二极子的一侧；第二信号反射机构，位于第三极子和第四极子的一侧；信号引向机构，位于第三极子和第四极子的另一侧；其中，第一极子、第二极子、第三极子和第四极子均与馈电巴伦相连。本发明通过在同一介质板上设置共用同一馈电巴伦且工作在不同频段的不同极子，并通过两个信号反射机构以及一个信号引向机构分别对不同频段信号进行反射和引向，从而实现了双频单馈定向吸顶天线。

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

随着科技的进步，智能手机的日益普及，人们对无线WIFI上网的需求日益增加，如在家庭、办公室、展览馆、商场等都需要WIFI覆盖，这就需要提供优良的信号覆盖，才能向用户提供高速、高质量的上网体验。而在某些特殊的场合有些地方是狭长型的(例如，地铁过道)，因此，这就需要使用定向天线来保证优良的信号覆盖。

然而，目前市场上的WIFI定向吸顶天线普遍采用的是2.4GHz/5.8GHz双频双馈线结构，这种2.4GHz/5.8GHz双频双馈线结构在使用时，由于是分别通过与每个频段对应的独立馈线接口来进行信号馈入的，从而使得不同频段的信号在馈入时，会存在信号干扰的现象，进而严重影响了用户的上网质量，大大的降低了用户的上网体验。

此外，由于这种2.4GHz/5.8GHz双频双馈线结构的每个频段均具有独立的馈线接口，从而使得WIFI定向天线的馈线接口过多，进而为天线的生产以及无线覆盖的布局带来了极大的不便，例如，在进行无线覆盖布局时，往往会导致2.4GHz的馈线接口与5.8GHz的馈线接口安装混乱。

针对现有相关技术中WIFI定向吸顶天线存在信号干扰信号以及馈线接口过多而导致生产和安装不便的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对现有相关技术中WIFI定向吸顶天线存在信号干扰信号以及馈线接口过多而导致生产和安装不便的问题，本发明提出一种定向天线，能够避免不同频段的信号干扰，有效改善信号质量，提高用户体验，同时还能够避免馈线接口过多，而导致天线生产和安装不便的问题。

为实现上述技术目的，根据本发明的一个方面，提供了一种定向天线，该定向天线包括底板和介质板，其中，介质板立置于底板上，并且，介质板上设置有：

馈电巴伦；

用于工作在第一频段的第一极子和第二极子；

用于工作在第二频段的第三极子和第四极子；

其中，第一极子、第二极子、第三极子和第四极子均与馈电巴伦相连。

其中，第一极子、第二极子、第三极子和第四极子均位于介质板的同一表面上。

其中，第一极子和第二极子位于介质板的同一条直线上并朝相反的方向延伸。

另外，第三极子和第四极子位于介质板的另一条直线上并朝相反的方向延伸，且第一极子和第二极子分别与第三极子和第四极子相互平行。

其中，馈电巴伦包括相互平行的第一馈电巴伦部分和第二馈电巴伦部分，其中，第一馈电巴伦部分垂直连接于第一极子和第三极子，第二馈电巴伦部分垂直连接于第二极子和第四极子。

此外，上述介质板上还设置有：第一信号反射机构，位于第一极子和第二极子的一侧；第二信号反射机构，位于第三极子和第四极子的一侧；信号引向机构，位于第三极子和第四极子的另一侧。

其中，第一信号反射机构和第二信号反射机构均位于第一极子、第二极子、第三极子和第四极子的同一侧；并且，第一信号反射机构与第一极子或第二极子相互平行；同时，第二信号反射机构与第三极子或第四极子相互平行。

此外，信号引向机构位于第一极子、第二极子、第三极子和第四极子的另一侧，并且，信号引向机构与第三极子或第四极子相互平行。

另外，第一极子与第二极子构成偶极子；并且，第一极子和第二极子的总长度小于或等于第一频段的二分之一波长。

此外，第一极子或第二极子与第一信号反射机构之间的距离小于或等于第一频段的四分之一波长。

其中，第三极子与第四极子构成偶极子；并且，第三极子和第四极子的总长度小于或等于第二频段的二分之一波长。

另外，第三极子和第四极子与第二信号反射机构之间的距离小于或等于第二频段的四分之一波长；同时，第三极子和第四极子与信号引向机构之间的距离小于或等于第二频段的四分之一波长。

其中，第一频段和第二频段均可选自1.8GHz-12GHz，并且第一频段与第二频段不同。

其中，第一频段可选自1.8GHz-3GHz，或选自2GHz-2.6GHz，或选自2.4GHz-2.5GHz；第二频段可选自4.8GHz-6GHz，或选自4.9GHz-6GHz，或选自5GHz-5.9GHz，或选自5.725GHz-5.85GHz。

本发明通过在同一介质板上设置用于工作在不同频段的不同极化极子并与此介质板上的同一馈电巴伦连接，从而实现了双频单馈定向吸顶天线，进而使得吸顶天线在使用时，可满足第一频段信号单独馈入、第二频段信号单独馈入或两个不同频段信号同时馈入等不同设备应用需求，有效拓展了天线通用性，并减少了信号干扰，改善了信号质量，提高了用户体验，同时也避免了馈线接口过多，而导致生产和安装不便的问题。

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馈入频率为2.4GHz天线信号的定向天线的天线驻波比仿真图；

图3是根据本发明实施例的馈入频率为5.8GHz天线信号的定向天线的天线驻波比仿真图。

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，根据本发明实施例的定向天线包括底板1和介质板2，其中，介质板2立置于底板1上，并且，该介质板2上设置有：馈电巴伦7、用于工作在第一频段的第一极子3和第二极子4、用于工作在第二频段的第三极子5和第四极子6、第一信号反射机构8、第二信号反射机构9、信号引向机构10。

其中，第一极子3、第二极子4、第三极子5和第四极子6均与介质板2上的同一馈电巴伦7连接，并且，第一信号反射机构8位于第一极子3和第二极子4的一侧，第二信号反射机构9位于第三极子5和第四极子6的一侧，信号引向机构10位于第三极子5和第四极子6的另一侧。

此外，第一信号反射机构8的长度比第二信号反射机构9的长度要长，第一信号反射机构8的宽度比第二信号反射机构9的宽度要宽，第二信号反射机构9的长度比信号引向机构10的长度要长，第二信号反射机构9的宽度与信号引向机构10的宽度相等。

另外，第一极子3和第二极子4相互对称设置，第三极子5和第四极子6亦相互对称设置，且二者的对称轴相同。此外，第一极子3、第二极子4、第三极子5、第四极子6、第二信号反射机构9、信号引向机构10的宽度均相等，在其他的实施例中，第一极子3、第二极子4、第三极子5、第四极子6、第二信号反射机构9、信号引向机构10之间的宽度也可以设置成不相等，在此不做限定。

在一个实施例中，第一极子3、第二极子4、第三极子5和第四极子6均位于介质板2的同一表面上。

在另一个实施例中，第一极子3和第二极子4位于介质板2的同一条直线上并朝相反的方向延伸。

在又一个实施例中，第三极子5和第四极子6位于介质板2的另一条直线上并朝相反的方向延伸，且第一极子3和第二极子4分别与第三极子5和第四极子6相互平行。

此外，在一个实施例中，第一信号反射机构8和第二信号反射机构9均位于第一极子3、第二极子4、第三极子5和第四极子6的同一侧；并且，第一信号反射机构8与第一极子3或第二极子4相互平行；同时，第二信号反射机构9与第三极子5或第四极子6相互平行；

另外，在另一个实施例中，信号引向机构10位于第一极子3、第二极子4、第三极子5和第四极子6的另一侧，并且，信号引向机构10与第三极子5或第四极子6相互平行。

此外，在一个实施例中，馈电巴伦7包括相互平行的第一馈电巴伦部分71和第二馈电巴伦部分72，其中，第一馈电巴伦部分71垂直连接于第一极子3和第三极子5，第二馈电巴伦部分72垂直连接于第二极子4和第四极子6。

另外，第一馈电巴伦部分71呈“凸”字形，第二馈电巴伦部分72呈长条形，且第一馈电巴伦部分71和第二馈电巴伦部分72之间通过导体电连通。并且，第一馈电巴伦部分71的两端分别与第一极子3的一个末端、第三极子5的一个末端垂直电连接，第二馈电巴伦部分72的两端分别与第二极子4的一个末端、第四极子6的一个末端垂直电连接。

在上述方案中，第一极子3与第二极子4构成偶极子；并且，第一极子3和第二极子4的总长度小于或等于第一频段的二分之一波长(第一频段的二分之一波长即为第一频段中对应频率的二分之一波长)，同时，第一极子3或第二极子4与第一信号反射机构8之间的距离小于或等于第一频段的四分之一波长(第一频段的四分之一波长即为第一频段中对应频率的四分之一波长)。

同样的，在上述方案中，第三极子5与第四极子6构成偶极子；并且，第三极子5和第四极子6的总长度小于或等于第二频段的二分之一波长(第二频段的二分之一波长即为第二频段中对应频率的二分之一波长)；同时第三极子5或第四极子6与第二信号反射机构9之间的距离小于或等于第二频段的四分之一波长(第二频段的四分之一波长即为第二频段中对应频率的四分之一波长)；而且，第三极子5或第四极子6与信号引向机构10之间的距离也小于或等于第二频段的四分之一波长(第二频段的四分之一波长即为第二频段中对应频率的四分之一波长)。

在实际应用时，对于上述第一频段和第二频段来说，第一频段和第二频段均可选自1.8GHz-12GHz，但是，应当注意的是，第一频段和第二频段应是不同的频段。具体的，第一频段可选自1.8GHz-3GHz或者2GHz-2.6GHz或者2.4GHz-2.5GHz；而第二频段则可选自4.8GHz-6GHz或者4.9GHz-6GHz或者5GHz-5.9GHz或者5.725GHz-5.85GHz。

在上述方案中，本发明所述的定向天线虽然通过在同一介质板2的同一馈电巴伦7上连接不同频段的极子来实现的，但是，本发明所述的定向天线在传输速率上依然满足行业的标准要求。以下分别以单独馈入频率为2.4GHz的天线信号、以及单独馈入频率为5.8GHz的天线信号为例，对本发明所述的定向天线的性能进行说明。

图2是馈入频率为2.4GHz天线信号的定向天线的天线驻波比仿真图，从图2中可以看出，当频率为2,4GHz时，其对应的电压驻波比为1.10，小于2.00，由此可见，当进行频率为2.4GHz的天线信号的馈入时，本发明所述的定向天线满足行业的要求(在行业标准中，2.4GHz频率的天线的电压驻波比需小于2.00才合格)。

图3是馈入频率为5.8GHz天线信号的定向天线的天线驻波比仿真图，从图3中可以看出，当频率为5.8GHz时，其对应的电压驻波比为1.60～1.65之间，小于2.00，由此可见，当进行频率为5.8GHz的天线信号的馈入时，本发明所述的定向天线依然满足行业的要求(在行业标准中，5.8GHz频率的天线的电压驻波比需小于2.00才合格)。

由此可见，借助于本发明的上述技术方案，在不影响天线传输速率的同时，通过在同一介质板上设置共用同一馈电巴伦且工作在不同频段的不同极子，并通过两个信号反射机构以及一个信号引向机构分别对不同频段信号进行反射和引向，从而实现了双频单馈定向吸顶天线，进而使得吸顶天线在使用时，可满足第一频段信号单独馈入、第二频段信号单独馈入或两个不同频段信号同时馈入等不同设备应用需求，有效拓展了天线通用性，并减少了信号干扰，改善了信号质量，提高了用户体验，同时也避免了馈线接口过多，而导致生产和安装不便的问题。

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，包括底板和介质板，其中，所述介质板立置于所述底板上，并且，所述介质板上设置有：

馈电巴伦；

用于工作在第一频段的第一极子和第二极子；

用于工作在第二频段的第三极子和第四极子；

其中，所述第一极子、所述第二极子、所述第三极子和所述第四极子均与所述馈电巴伦相连。

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、所述第二极子、所述第三极子和所述第四极子均位于所述介质板的同一表面上。

3.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述第一极子和所述第二极子位于所述介质板的同一条直线上并朝相反的方向延伸。

4.根据权利要求3所述的定向天线，其特征在于，所述第三极子和所述第四极子位于所述介质板的另一条直线上并朝相反的方向延伸，且所述第一极子和所述第二极子分别与所述第三极子和所述第四极子相互平行。

5.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述馈电巴伦包括相互平行的第一馈电巴伦部分和第二馈电巴伦部分，其中，所述第一馈电巴伦部分垂直连接于所述第一极子和所述第三极子，所述第二馈电巴伦部分垂直连接于所述第二极子和所述第四极子。

6.根据权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述介质板上还设置有：

第一信号反射机构，位于所述第一极子和所述第二极子的一侧；

第二信号反射机构，位于所述第三极子和所述第四极子的一侧。

7.根据权利要求6所述的定向天线，其特征在于，所述介质板上还设置有：

信号引向机构，位于所述第三极子和所述第四极子的另一侧。

8.根据权利要求7所述的定向天线，其特征在于，所述第一信号反射机构和所述第二信号反射机构均位于所述第一极子、所述第二极子、所述第三极子和所述第四极子的同一侧。

9.根据权利要求8所述的定向天线，其特征在于，所述信号引向机构位于所述第一极子、所述第二极子、所述第三极子和所述第四极子的另一侧。

10.根据权利要求6所述的定向天线，其特征在于，所述第一信号反射机构与所述第一极子或所述第二极子相互平行。

11.根据权利要求6所述的定向天线，其特征在于，所述第二信号反射机构与所述第三极子或所述第四极子相互平行。

12.根据权利要求7所述的定向天线，其特征在于，所述信号引向机构与所述第三极子或所述第四极子相互平行。

13.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，其特征在于，所述第一极子与所述第二极子构成偶极子。

14.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，其特征在于，所述第一极子和所述第二极子的总长度小于或等于第一频段的二分之一波长。

15.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，其特征在于，所述第一极子或所述第二极子与所述第一信号反射机构之间的距离小于或等于第一频段的四分之一波长。

16.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，其特征在于，所述第三极子与所述第四极子构成偶极子。

17.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，其特征在于，所述第三极子和所述第四极子的总长度小于或等于第二频段的二分之一波长。

18.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，其特征在于，所述第三极子或所述第四极子与所述第二信号反射机构之间的距离小于或等于第二频段的四分之一波长。

19.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，其特征在于，所述第三极子或所述第四极子与所述信号引向机构之间的距离小于或等于第二频段的四分之一波长。

20.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，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。

21.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，其特征在于，所述第一频段为1.8GHz-3GHz，或者2GHz-2.6GHz，或者2.4GHz-2.5GHz。

22.根据权利要求1至12中任意一项所述的定向天线，其特征在于，所述第二频段为4.8GHz-6GHz，或者4.9GHz-6GHz，或者5GHz-5.9GHz，或者5.725GHz-5.85GHz。