CN105356044B - 一种端射定向天线 - Google Patents
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Abstract
一种端射定向天线，其包括，一激励器，激励器包括两激励臂，且所述激励臂为若干门形折线，门形折线包括激励器凸部和激励器凹部；一调谐器，所述调谐器两端分别连接所述两激励臂；一与激励器相对设置的反射器，反射器包括两反射臂，反射臂由若干个门形折线构成，反射臂设有与所述激励器凸部相对设置的反射器凹部，激励器凸部与所述反射器凹部宽度相同，反射臂还设有与激励器凹部相对设置的反射器凸部，激励器凹部与反射器凸部宽度相同；一激励源，所述激励源两端分别与所述两激励臂相连，激励源位于激励器远离所述反射器的一侧；一调相器，所述调相器连接在反射器的中部。其能降低天线体积，提高增益、降低噪音、提高指向性，并能调整频率。
Description
技术领域
本发明涉及一种端射定向天线，具体是用于作为超高频射频识别手持机的小型天线终端。
背景技术
伴随着电子设备小型化和便携化发展趋势，射频识别设备也同样需要满足这样的需求。目前，射频识别小型化设备是手持机，手持机可灵活的用于对标签信息的采集，如已堆放好的物品，只需工作人员手持便携设备对物品进行扫描，既可完成信息采集，因此，射频识别手持机有很大的应用前景。在手持机的硬件中，控制电路部分和信息处理部分都可以采用集成电路工艺或模块实现体积小型化，而天线所占用空间最大，因为天线的尺寸影响着天线的增益，通常减小天线尺寸会降低天线增益。因此，为了得到高性能的手持机设备，如何在保证天线增益的情况下设计小尺寸的天线是手持机小型化的关键问题。
目前，射频识别手持机通常采用小型化的微带天线，微带天线可以在微带板的法线方向得到较高的增益，但微带天线的横向尺寸较大，这样的手持机前方通常带有一块尺寸较大的垂直平板，外形笨重。
手持机天线还可以采用八木天线，八木天线是一种结构简单的定向天线，它可以在端射方向提供高增益，但八木天线的横向尺寸和纵向尺寸都较大，横向尺寸通常为二分之一个工作波长，纵向尺寸通常大于四分之一个工作波长。八木天线的端射特性如应用在手持机中，同样可以提供较高的增益，并且可以免去手持机前方的垂直平板，使手持机外形更加小巧。限制八木天线在手持机中应用的主要问题是天线的横向尺寸太大，是需要解决的主要难题。同时，减小了八木天线的体积后，其工作频带窄，增益差等问题急需解决。
发明内容
本发明提供了一种其体积小、增益强的端射定向天线，其包括，
一激励器，所述激励器包括两激励臂，且所述激励臂为若干门形折线，所述门形折线包括激励器凸部和激励器凹部；
一调谐器，所述调谐器两端分别连接所述两激励臂；
一与激励器相对设置的反射器，所述反射器包括两反射臂，且所述反射臂由若干个门形折线构成，所述反射臂设有与所述激励器凸部相对设置的反射器凹部，所述激励器凸部与所述反射器凹部宽度相同，同时，反射臂还设有与激励器凹部相对设置的反射器凸部，且所述激励器凹部与反射器凸部宽度相同；
一激励源，所述激励源两端分别与所述两激励臂相连，且所述激励源位于激励器远离所述反射器的一侧；
一调相器，所述调相器连接在反射器的中部；
一介质基板，所述激励器、调谐器、反射器及调相器均装设于所述介质基板。
在上述技术方案的基础上，所述反射器一反射臂的末端向所述激励臂延伸，且所述反射臂的末端与所述激励器中一个激励臂的末端相交叠。
在上述技术方案的基础上，所述反射臂的末端与所述激励臂的末端之间连接第一变容二极管。
在上述技术方案的基础上，且所述反射器另一反射臂末端连有导线，所述导线连接第二变容二极管，所述第二变容二极管与所述激励器另一激励臂末端相连。
在上述技术方案的基础上，所述激励器为弯折的对称振子结构。
在上述技术方案的基础上，所述调谐器为一弯折线段结构或弧线段结构，调谐器的两端分别与激励器两激励臂相互靠近的两端相连。
在上述技术方案的基础上，所述激励源为射频电流源或电压源，所述激励源两端在两馈电点处与两激励臂相连，为激励器提供高频电流。
在上述技术方案的基础上，所述反射器为弯折的振子结构。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
(1)激励器和反射器采用弯折的振子结构，可以将八木天线的横向尺寸减小到四分之一个工作波长。
(2)激励器凸部与所述反射器凹部宽度相同、激励器凸部与反射器凹部宽度相同提供了更佳的反射效果，利用互耦原理，提高天线增益，并能进一步减小天线的体积。
(3)激励源位于远离所述反射器的一侧，使得激励源不在激励器和反射器之间，避免激励源影响反射器反射效果，同时避免在激励器和反射器之间带来噪音。
(4)反射臂的末端与所述激励器中一个激励臂的末端相交叠的空间激励结构，能有效的提高天线的定向性能。
(5)在激励臂和反射臂之间设变容二极管，实现频率可调。
附图说明
图1是本发明端射定向天线结构图。
具体实施方式
请参考图1，本发明一种端射定向天线，其包括激励器1，激励器1包括两个激励臂10，两激励臂10为若干门形折线。门形折线包括激励器凸部11和激励器凹部12。两激励臂10为对称结构。两激励臂10相互靠近的两端分别与调谐器2的两端相连。两激励臂10相互靠近的两端即为设有馈电点的两端。调谐器2为弯折线段结构。同时，调谐器2也可为弧线段结构。
与激励器1相对设有反射器3，反射器3为弯折的振子结构，反射器3由若干个门形折线构成。其也为对称结构。反射器3包括两反射臂30，反射臂30由若干个门形折线构成，反射臂30设有与所述激励器凸部11相对设置的反射器凹部31，并且激励器凸部11的宽度D1与反射器凹部31宽度D2相同。反射臂30还设有与激励器凹部12相对设置的反射器凸部32，且所述激励器凹部12的宽度D3与反射器凸部32宽度D4相同。因此，反射臂30和激励臂10形成了完全对应的反射结构，提供了更佳的反射效果，利用互耦原理，提高了天线增益，并能进一步减小天线的体积。
两馈电点分别与激励源5相连，激励源5为射频电流源或电压源，激励源5为激励器1提供高频电流。激励源5位于激励器1远离反射器的一侧。也就是说，两馈电点都是在激励器1远离反射器3一侧的。使得激励源5和馈电点都不在激励器1和反射器3之间。激励源5避免激励源5影响反射器3反射效果，同时避免在激励器1和反射器3之间带来噪音。
反射器3一反射臂30的末端向所述激励臂10延伸，反射臂30的末端与激励器1中一个激励臂10的末端相交叠。由于在天线的一侧形成交叠的空间激励结构，能有效的提高天线的定向性能。
为了能使天线具有调频功能，反射臂30的末端与所述激励臂10的末端之间连接第一变容二极管13。
而反射器3另一反射臂30末端连有导线14，导线14连接第二变容二极管15，第二变容二极管15与所述激励器1另一激励臂10末端相连。由于反射臂30的末端与激励臂10的末端未相交叠的一侧不具有交叠的激励结构，不会影响天线的指向性，并且使用导线14连接第二变容二极管15的结构也能满足调频的需要。
反射器3中间区域连接有调相器4，调相器4为一弯折线段结构或弧线段结构，调相器4的两端分别与反射器中心区域的两点相连。同时，激励器1、调谐器2、反射器3和调相器4可为平面结构或立体结构。
同时，激励器1、调谐器2、反射器3、调相器4、均为金属材质。并全部安装于介质基板A上，激励器1、调谐器2、反射器3、调相器4可设置在介质基板A表面上，也可设置于介质基板A内部。
反射器3采用弯折振子结构可以缩小天线的横向尺寸，但随着尺寸的缩小，会改变反射器3上感应电流的相位，影响八木天线的增益，通过在反射器3中部装设调相器4，可以调节反射器上感应电流相位，在限定较小的纵向天线尺寸下可使天线增益最大。天线的横向尺寸可以小于四分之一个工作波长，天线的纵向尺寸可以小于五分之一个工作波长。
以上仅为本发明的最佳实施例，不构成对本发明的任何限制，显然在本发明的构思下，可以对本发明的结构、参数和频率进行修改，进而得到本发明天线的小型端射辐射特性，但这些均在本发明的保护之列。
Claims (7)
1.一种端射定向天线,其特征在于：其包括，
一激励器，所述激励器包括两激励臂，且所述激励臂为若干门形折线，所述门形折线包括激励器凸部和激励器凹部；
一调谐器，所述调谐器两端分别连接所述两激励臂；
一与激励器相对设置的反射器，所述反射器包括两反射臂，且所述反射臂由若干个门形折线构成，所述反射臂设有与所述激励器凸部相对设置的反射器凹部，所述激励器凸部与所述反射器凹部宽度相同，同时，反射臂还设有与激励器凹部相对设置的反射器凸部，且所述激励器凹部与反射器凸部宽度相同；
一激励源，所述激励源两端分别与所述两激励臂相连，且所述激励源位于激励器远离所述反射器的一侧；
一调相器，所述调相器连接在反射器的中部；
一介质基板，所述激励器、调谐器、反射器及调相器均装设于所述介质基板；
所述反射器一反射臂的末端向所述激励臂延伸，且所述反射臂的末端与所述激励器中一个激励臂的末端相交叠。
2.如权利要求1所述的一种端射定向天线，其特征在于：所述反射臂的末端与所述激励臂的末端之间连接第一变容二极管。
3.如权利要求2所述的一种端射定向天线，其特征在于：且所述反射器另一反射臂末端连有导线，所述导线连接第二变容二极管，所述第二变容二极管与所述激励器另一激励臂末端相连。
4.如权利要求1所述的一种端射定向天线，其特征在于：所述激励器为弯折的对称振子结构。
5.如权利要求1所述的一种端射定向天线，其特征在于：所述调谐器为一弯折线段结构或弧线段结构，调谐器的两端分别与激励器两激励臂相互靠近的两端相连。
6.如权利要求1所述的一种端射定向天线，其特征在于：所述激励源为射频电流源或电压源，所述激励源两端在两馈电点处与两激励臂相连，为激励器提供高频电流。
7.如权利要求1所述的一种端射定向天线，其特征在于：所述反射器为弯折的振子结构。
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