CN105514585B - 一种双极性微带振子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了双极性微带振子，包括有圆形的PCB板，PCB板的一面设有微带单元；通过合理的设置，通过软件仿真及实际测试实验得出如此设置可实现较宽的频率范围；另外振子结构简单，成本低，抗干扰性更强，大大的改善了振子的阻抗特性。

Description

一种双极性微带振子
技术领域
本发明涉及一种双极性微带振子。
背景技术
目前，随着通信行业的发展，移动通信已成为最具活力和前途的行业，也给人们的生活带来了极大的方便。而随着移动用户数量的不断增长以及移动用户需要的增长，对移动通信网络的要求越来越高。随着通信行业的发展，移动通信已经成为最具活力和前途的行业，目前市场上的振子普遍频带比较窄，不适用于3G、4G网络，对于当前移动通信的高频段而言，1.7～2.7GHz频段能满足大部分移动通信应用场合，如中国电信的CDMA2000、中国联通的WCDMA、中国移动的TD-SADMA 以及GSM、LTE、网络。因此，设计出宽频振子便能满足当前移动通信网络多元化发展的要求，目前市场上的振子其阻抗特性不理想，另外目前市场上的振子结构复杂，零部件较多，因此也带来了一定的成本。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种整体带宽频率宽、阻抗特性优良、辐射特性好、结构简单的双极性微带振子。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：双极性微带振子，包括有圆形的PCB板，PCB板的一面设有微带单元。
其中，所述微带单元包括有两组、每组两个振子单元；上下两个振子单元为一组，用于辐射垂直极化信号，左右两个振子单元为一组，用于辐射水平极化信号；所述PCB板中央设有正方形镂空孔；
每个振子单元包括有辐射底边，辐射底边的两个自由端均倾斜延伸出有第一辐射边，两个第一辐射边之间形成喇叭状；两个第一辐射边的自由端均延伸出有第二辐射边，两个第二辐射边之间平行设置；两个第二辐射边的自由端均倾斜延伸出有第三辐射边，两个第三辐射边的自由端均向对方延伸出有短辐射边；
每个振子单元还包括有呈几字形的辐射底臂，辐射底臂的两侧延伸出有两个第一辐射臂，两个第一辐射臂之间形成喇叭状；两个第一辐射臂的自由端均延伸出有第二辐射臂，两个第二辐射臂之间平行设置；两个第二辐射臂的自由端均倾斜延伸出有第三辐射臂，所述第三辐射臂自靠近第二辐射臂的一端至自由端逐渐增宽，两个第三辐射臂之间连设有第四辐射臂；每个第三辐射臂与相邻的第三辐射边之间电性连接有第一连接臂；
所述辐射底臂的顶端设有呈凸字形的寄生振子臂，每个振子单元还包括有馈电盘，所述馈电盘与寄生振子臂之电性连接有第二连接臂；
所述PCB板的另一面设有四个与馈电盘对应的馈电孔。
其中，每个所述第二辐射臂均向馈电盘一侧延伸出有T形耦合杆。
其中，所述T形耦合杆的杆臂上设有多个圆形缺孔。
其中，每个T形耦合杆上的圆形缺孔的数量为6个。
其中，所述第四辐射臂远离馈电盘的一侧设有锯齿状结构。
其中，圆形缺孔内填充有半导体。
其中，还包括有设于隔离层内的金属隔离板，所述金属隔离板为圆形，所述金属隔离板上设有四个分别与振子单元对应的隔离孔。
其中，PCB板的边缘设有环装隔离带；
本发明的有益效果为：通过合理的设置，通过软件仿真及实际测试实验得出如此设置可实现较宽的频率范围；另外振子结构简单，成本低，抗干扰性更强，大大的改善了振子的阻抗特性。
附图说明
图1是本发明的俯视图；
图2是本发明的仰视图
图3是本发明的振子单元的结构示意图
图4是本发明的通信天线的频率范围仿真测试图；
图5是本发明的通信天线的方向图；
图1至图5中的附图标记说明：
1-PCB板；11-环装隔离带；12-镂空孔；13-馈电孔；
2-金属隔离板；21-隔离孔；
31-辐射底边；32-第一辐射边；33-第二辐射边；34-第三辐射边；35-短辐射边；
41-辐射底臂；42-第一辐射臂；43-第二辐射臂；44-第三辐射臂；45-第四辐射臂；46-寄生振子臂；47-馈电盘；
51-第一连接臂；52-T形耦合杆；53-圆形缺孔。
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5所示，本实施例所述的双极性微带振子，包括有圆形的PCB板1，PCB板1的一面设有微带单元。其中，所述微带单元包括有两组、每组两个振子单元；上下两个振子单元为一组，用于辐射垂直极化信号，左右两个振子单元为一组，用于辐射水平极化信号；所述PCB板1中央设有正方形镂空孔12；
每个振子单元包括有辐射底边31，辐射底边31的两个自由端均倾斜延伸出有第一辐射边32，两个第一辐射边32之间形成喇叭状；两个第一辐射边32的自由端均延伸出有第二辐射边33，两个第二辐射边33之间平行设置；两个第二辐射边33的自由端均倾斜延伸出有第三辐射边34，两个第三辐射边34的自由端均向对方延伸出有短辐射边35；
每个振子单元还包括有呈几字形的辐射底臂41，辐射底臂41的两侧延伸出有两个第一辐射臂42，两个第一辐射臂42之间形成喇叭状；两个第一辐射臂42的自由端均延伸出有第二辐射臂43，两个第二辐射臂43之间平行设置；两个第二辐射臂43的自由端均倾斜延伸出有第三辐射臂44，所述第三辐射臂44自靠近第二辐射臂43的一端至自由端逐渐增宽，两个第三辐射臂44之间连设有第四辐射臂45；每个第三辐射臂44与相邻的第三辐射边34之间电性连接有第一连接臂51；所述辐射底臂41的顶端设有呈凸字形的寄生振子臂46，每个振子单元还包括有馈电盘47，所述馈电盘47与寄生振子臂46之电性连接有第二连接臂；所述PCB板1的另一面设有四个与馈电盘47对应的馈电孔13。通过合理的辐射单元的设计，改善辐射电流，从而改善辐射特性。通过不小于600次的微带电路结构设计，以及通过不低于600次仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构，该天线具备较宽的频率范围以及较好的隔离度和方向性以及增益性能，具备较好的通信性能；实际测试中，该天线带宽可用频率范围高达1.7GHz至2.65GHz；基本满足通信频段的要求，其增益也较高，频带内平均增益大于8.952dBi；满足实际使用需要；另外其隔离度如果图频带内隔离度，隔离度表现较好，如图4，在S3中可以看出在频率范围内隔离度大于25.5dB。其方向性也好，如图5所述，其为全向性天线。
本实施例所述的双极性微带振子，每个所述第二辐射臂均向馈电盘47一侧延伸出有T形耦合杆52。通过仿真实验以及实际测试发现，该数量的缺孔能有效增加T形耦合杆的去耦性能；本实施例所述的双极性微带振子，所述T形耦合杆52的杆臂上设有多个圆形缺孔53。本实施例所述的双极性微带振子，每个T形耦合杆52上的圆形缺孔53的数量为6个。通过仿真实验以及实际测试发现，该数量的缺孔能有效增加T形耦合杆的去耦性能；本实施例所述的双极性微带振子，所述第四辐射臂45远离馈电盘47的一侧设有锯齿状结构。该结构能有效增加其隔离性能。本实施例所述的双极性微带振子，圆形缺孔53内填充有半导体。本实施例所述的双极性微带振子，还包括有设于隔离层a5内的金属隔离板2，所述金属隔离板2为圆形，所述金属隔离板2上设有四个分别与振子单元对应的隔离孔21。
本实施例所述的双极性微带振子，PCB板1的边缘设有环装隔离带11；环装隔离带能有效增强隔离性能，完善天线的电气性能。
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 (7)

1.一种双极性微带振子，其特征在于：包括有圆形的PCB板（1），PCB板（1）的一面设有微带单元；
所述微带单元包括有两组、每组两个振子单元；上下两个振子单元为一组，用于辐射垂直极化信号，左右两个振子单元为一组，用于辐射水平极化信号；所述PCB板（1）中央设有正方形镂空孔（12）；
每个振子单元包括有辐射底边（31），辐射底边（31）的两个自由端均倾斜延伸出有第一辐射边（32），两个第一辐射边（32）之间形成喇叭状；两个第一辐射边（32）的自由端均延伸出有第二辐射边（33），两个第二辐射边（33）之间平行设置；两个第二辐射边（33）的自由端均倾斜延伸出有第三辐射边（34），两个第三辐射边（34）的自由端均向对方延伸出有短辐射边（35）；
每个振子单元还包括有呈几字形的辐射底臂（41），辐射底臂（41）的两侧延伸出有两个第一辐射臂（42），两个第一辐射臂（42）之间形成喇叭状；两个第一辐射臂（42）的自由端均延伸出有第二辐射臂（43），两个第二辐射臂（43）之间平行设置；两个第二辐射臂（43）的自由端均倾斜延伸出有第三辐射臂（44），所述第三辐射臂（44）自靠近第二辐射臂（43）的一端至自由端逐渐增宽，两个第三辐射臂（44）之间连设有第四辐射臂（45）；每个第三辐射臂（44）与相邻的第三辐射边（34）之间电性连接有第一连接臂（51）；
所述辐射底臂（41）的顶端设有呈凸字形的寄生振子臂（46），每个振子单元还包括有馈电盘（47），所述馈电盘（47）与寄生振子臂（46）之电性连接有第二连接臂；
所述PCB板（1）的另一面设有四个与馈电盘（47）对应的馈电孔（13）。
2.根据权利要求1所述的一种双极性微带振子，其特征在于：每个所述第二辐射臂均向馈电盘（47）一侧延伸出有T形耦合杆（52）。
3.根据权利要求2所述的一种双极性微带振子，其特征在于：所述T形耦合杆（52）的杆臂上设有多个圆形缺孔（53）。
4.根据权利要求3所述的一种双极性微带振子，其特征在于：每个T形耦合杆（52）上的圆形缺孔（53）的数量为6个。
5.根据权利要求1所述的一种双极性微带振子，其特征在于：所述第四辐射臂（45）远离馈电盘（47）的一侧设有锯齿状结构。
6.根据权利要求4所述的一种双极性微带振子，其特征在于：圆形缺孔（53）内填充有半导体。
7.根据权利要求1所述的一种双极性微带振子，其特征在于：还包括有设于隔离层（a5）内的金属隔离板（2），所述金属隔离板（2）为圆形，所述金属隔离板（2）上设有四个分别与振子单元对应的隔离孔（21）。
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