CN105356046A - 一种应用在无线局域网的双频全向天线 - Google Patents

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唐江华
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Abstract

本发明公开一种应用在无线局域网的双频全向天线，包括有PCB板，该PCB板的正面覆铜形成有第一辐射振子、第二辐射振子、传输线和平衡不平衡转换器，第一辐射振子为2.4GHz频段谐振的辐射振子，第二辐射振子为5.0GHz频段谐振的辐射振子，该平衡不平衡转换器连接传输线的中部并向后延伸，平衡不平衡转换器的底部中心形成有馈电点；该PCB板的背面覆铜形成有接地面和两阻抗匹配线，PCB板上设置有沉铜孔，沉铜孔导通连接于PCB板之正面和背面的接地。本产品突破了传统全向天线单一频段辐射的局限性，解决了传统的双频天线难加工、难调试、成本高、性能差的缺点，实现了多频段的全向辐射；本产品具有成本低廉、制作简单、易于规模生产等特点。

Description

一种应用在无线局域网的双频全向天线
技术领域
本发明涉及天线领域技术，尤其是指一种应用在无线局域网的双频全向天线。
背景技术
现有用于互联网无线接入的技术主要有两种，即：Wi-Fi(WirelessFidelity，无线保真)和Wi-max(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，全球通用微波通信技术)。其主要工作频段都集中在2.4GHz频段(2400～2485MHz)及5.8GHz频段(5151～5850MHz)。现有的无线局域网的双频全向天线大部分采用两幅不同频率的天线装在一个天线壳子里，这样的结构势必造成体积大、成本高、调试难，不适合批量生产且两幅天线之间易产生干扰，产品使用的效果差；少部分双频天线由于未能很好的解决低驻波和良好的方向性的问题，难于满足无线局域网终端设备在无线网络覆盖中的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种应用在无线局域网的双频全向天线，其能很好的解决低驻波和良好的方向性的问题，难于满足无线局域网终端设备在无线网络覆盖中的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种应用在无线局域网的双频全向天线，包括有PCB板，该PCB板的正面覆铜形成有第一辐射振子、第二辐射振子、传输线和平衡不平衡转换器，第一辐射振子为2.4GHz频段谐振的辐射振子，第二辐射振子为5.0GHz频段谐振的辐射振子，第一辐射振子和第二辐射振子分别位于PCB板之正面的左右两侧并前后错位设置，该传输线连接第一辐射振子的后端和第二辐射振子的后端之间，该平衡不平衡转换器连接传输线的中部并向后延伸，平衡不平衡转换器的底部中心形成有馈电点；该PCB板的背面覆铜形成有接地面和两阻抗匹配线，两阻抗匹配线连接接地面并分别以平衡不平衡转换器为中心对称设置；以及，该PCB板上设置有沉铜孔，沉铜孔导通连接于PCB板之正面和背面的接地。
作为一种优选方案，所述PCB板为低损耗的高频PCB板。
作为一种优选方案，所述PCB板的厚度为1.5mm。
作为一种优选方案，所述第一辐射振子为S弯形形状。
作为一种优选方案，所述第二辐射振子为有锥度的杯型形状。
作为一种优选方案，所述沉铜孔为多个，多个沉铜孔呈四排四列间隔设置。
作为一种优选方案，所述接地面呈长方形，接地面覆盖PCB板之后端的背面。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
本产品突破了传统全向天线单一频段辐射的局限性，解决了传统的双频天线难加工、难调试、成本高、性能差的缺点，实现了多频段的全向辐射；本产品具有成本低廉、制作简单、易于规模生产等特点；焊接时只需一人操作，便可一步到位，使得焊接操作的效率高，大大地提高了生产效率，同时也提升了产品的品质；以及，产品双频段覆盖，弥补了同类型天线频带窄的不足，满足了电信设备商的多个通信频段覆盖的需求；此外，本产品体积小、重量轻、损耗小、阻抗匹配好、驻波比低，减少了调试时间，提高了生产效率。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：
附图说明
图1是本发明之较佳实施例的结构总图；
图2是本发明之较佳实施例的正面结构图；
图3是本发明之较佳实施例的背面结构图；
图4是本发明之较佳实施例的尺寸表示图；
图5是本发明之较佳实施例的水平面方向图(2450MHz)；
图6是本发明之较佳实施例测试的水平面方向图(5500MHz)；
图7是本发明之较佳实施例测试的垂直面方向图(2450MHz)；
图8是本发明之较佳实施例测试的垂直面方向图(5500MHz)；
图9是本发明之较佳实施例测试的驻波图。
附图标识说明：
10、PCB板21、第一辐射振子
22、第二辐射振子23、传输线
24、平衡不平衡转换器31、接地面
32、阻抗匹配线33、沉铜孔
具体实施方式
请参照图1至图3所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有PCB板10。
该PCB板10为低损耗的高频PCB板，且所述PCB板10的厚度为1.5mm。
如图1和图2所示，该PCB板10的正面覆铜形成有第一辐射振子21、第二辐射振子22、传输线23和平衡不平衡转换器24，第一辐射振子21为2.4GHz频段谐振的辐射振子，该第一辐射振子21为S弯形形状，以降低第一辐射振子21的高度尺寸，并在有限的空间和体积内达到完美的电性能指标，同时还可增加带宽，在阻抗的匹配方面也起到了耦合谐振的作用；该第二辐射振子22为5.0GHz频段谐振的辐射振子，且该第二辐射振子22为有锥度的杯型形状，如此，利用锥形天线的设计原理来设计此天线可大大拓展此频带的带宽，从而实现高频段的宽频特性；该第一辐射振子21和第二辐射振子22分别位于PCB板10之正面的左右两侧并前后错位设置，该传输线23连接第一辐射振子21的后端和第二辐射振子22的后端之间，该平衡不平衡转换器24连接传输线23的中部并向后延伸，平衡不平衡转换器24的底部中心形成有馈电点(图中未示)，如此，天线的馈电点不是在传输线23的中间馈电，而是在平衡不平衡转换器24的底部中心馈电，馈电处采用此平衡不平衡转换器24，既可增加带宽，同时在阻抗的匹配方面也起到了耦合谐振的作用，使得电流的不平衡变为平衡，形成宽频带、低驻波的特性，从而达到天线阻抗的共轭匹配。
如图1和图3所示，该PCB板10的背面覆铜形成有接地面31和两阻抗匹配线32，该接地面31呈长方形，接地面31覆盖PCB板10之后端的背面，两阻抗匹配线32连接接地面31并分别以平衡不平衡转换器24为中心对称设置；以及，该PCB板10上设置有沉铜孔33，沉铜孔33导通连接于PCB板10之正面和背面的接地，在本实施例中，该沉铜孔33为多个，多个沉铜孔33呈四排四列间隔设置。沉铜孔33使得PCB板10的正面和背面的接地导通，同时也是和同轴电缆外导体接地焊接的地方，接地面31的大小直接影响PCB板10上的电感和电容在天线上的分布，可根据阻抗匹配调整接地面的最佳尺寸；两阻抗匹配线32对2.4GHz和5.0GHz频段的阻抗匹配能起到谐振耦合的作用。
以下列表为PCB板的尺寸图，单位为mm，如图4所示：
L1 3.2 W1 17.4 L5 14.6 W5 7.5 L9 8.1
L2 3.2 W2 5.3 L6 3.2 W6 3.5 L10 15.2
L3 9.4 W3 9 L7 26.3 W7 43.2
L4 12.5 W4 32.4 L8 13.5
本发明经由AnsoftHFSS仿真模拟计算到样品的多次修改，性能调试和完善，最后经仪器的检测验证，实现了在一副天线里面有双频的谐振，如图9所示，频率范围可从2400-2500/5150-5850MHz，驻波比小于1.7，天线的水平面方向图和垂直面方向图正常，且天线的水平面方向图不圆度在±1dB之内，如图5至图9所示，性能指标明显优于同类产品，满足了在无线局域网网络同时覆盖两个通信频段的需求，提高了产品的市场竞争力，证明该天线是确实可行的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种应用在无线局域网的双频全向天线，其特征在于：包括有PCB板，该PCB板的正面覆铜形成有第一辐射振子、第二辐射振子、传输线和平衡不平衡转换器，第一辐射振子为2.4GHz频段谐振的辐射振子，第二辐射振子为5.0GHz频段谐振的辐射振子，第一辐射振子和第二辐射振子分别位于PCB板之正面的左右两侧并前后错位设置，该传输线连接第一辐射振子的后端和第二辐射振子的后端之间，该平衡不平衡转换器连接传输线的中部并向后延伸，平衡不平衡转换器的底部中心形成有馈电点；该PCB板的背面覆铜形成有接地面和两阻抗匹配线，两阻抗匹配线连接接地面并分别以平衡不平衡转换器为中心对称设置；以及，该PCB板上设置有沉铜孔，沉铜孔导通连接于PCB板之正面和背面的接地。
2.根据权利要求1所述的一种应用在无线局域网的双频全向天线，其特征在于：所述PCB板为低损耗的高频PCB板。
3.根据权利要求1所述的一种应用在无线局域网的双频全向天线，其特征在于：所述PCB板的厚度为1.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种应用在无线局域网的双频全向天线，其特征在于：所述第一辐射振子为S弯形形状。
5.根据权利要求1所述的一种应用在无线局域网的双频全向天线，其特征在于：所述第二辐射振子为有锥度的杯型形状。
6.根据权利要求1所述的一种应用在无线局域网的双频全向天线，其特征在于：所述沉铜孔为多个，多个沉铜孔呈四排四列间隔设置。
7.根据权利要求1所述的一种应用在无线局域网的双频全向天线，其特征在于：所述接地面呈长方形，接地面覆盖PCB板之后端的背面。
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