CN106025532A - 一种双层天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双层天线,包括有叠加在一起的第一PCB板及第二PCB板;所述第一PCB板顶面设有第一微带单元,所述第一微带单元包括有两个形状相同、对称设置微带振集;所述第二PCB板顶面设有第二微带单元;第一PCB板及第二PCB板叠加时,第二微带单元位于第二PCB板顶面及第一PCB底面;通过优良的双层结构设计,通过不断试验和参数调整下,实现了优良的前后比特性较好的天线性能及增益。本天线具有低剖面、宽带、高增益的特点,天线10dB阻抗带宽28.4%,单个天线平均增益8.2dBi。
Description
技术领域
本发明涉及一种双层天线。
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天线,并将高频电流直接激励的天线结构称作有源天线,反之称作无源天线;现有天线中,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,通过调整后的天线以及普通天线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,对天线的要求也越来越高,目前的天线的增益、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,提供一种双层天线。
为实现上述目的,本发明的具体方案如下:一种双层天线,包括有叠加在一起的第一PCB板及第二PCB板;所述第一PCB板顶面设有第一微带单元,所述第一微带单元包括有两个形状相同、对称设置微带振集;所述第二PCB板顶面设有第二微带单元;第一PCB板及第二PCB板叠加时,第二微带单元位于第二PCB板顶面及第一PCB底面。
其中,每个微带振集包括有一个梯形的梯形振子臂、分别设于梯形振子臂的两侧的、呈三角形的第一角臂和第二角臂;第一角臂、第二角臂与梯形振子臂之间均连设有弧形连接臂;
每个第一角臂和第二角臂的一个角均指向第一PCB板的中心;每个第一角臂和第二角臂靠近第一PCB板中心的角处设有条形空槽;每个第一角臂和第二角臂上还设有镂空单元,镂空单元包括有F形镂空杆;每第一微带单元还包括有两个矩形馈电片,每个微带振集的梯形振子臂分别与对应的矩形馈电片馈电耦合连接。
所述第二微带单元包括有圆环形的环形辐射臂,所述环形辐射臂向内延伸出有两个相对设置的横杆,每个横杆向中心延伸出弧形的弧形辐射臂。
其中,两个馈电耦合片相邻处均设有一个耦合缺口。
其中,所述第一PCB板及第二PCB板叠加在一起时,每个横杆位于相应微带振集的梯形振子臂的垂直投影区域内。
其中,每个第一角臂和第二角臂的三个角均为圆弧角。
其中,两个弧形辐射臂之间的最大距离为M,最小距离为N,条形空槽的长度为L,则M=N+0.86L。
其中,所述第一PCB板和第二PCB板均为正方形,所述第一PCB板的四个角处设有L形的隔离微带臂;
其中,两个微带振集中间设有两个T形寄生振子臂;
其中,所述第一PCB板和第二PCB板均为正方形,且第一PCB板和第二PCB板均有两个边上设有矩形寄生振子臂;
本发明的有益效果为:通过优良的双层结构设计,通过不断试验和参数调整下,实现了优良的前后比特性较好的天线性能及增益。本天线具有低剖面、宽带、高增益的特点,天线10dB阻抗带宽28 .4%,单个天线平均增益8 .2dBi。
附图说明
图1是本发明的主视图;
图2是第一PCB板的俯视图;
图3是第二PCB板的俯视图;
图4是微带振集的结构示意图;
图5是本发明天线具体实施例的S11参数的仿真和测试曲线图。
图6是本发明天线具体实施例的增益仿真测试曲线图和效率测试曲线图;
图7是本发明天线具体实施例在5GHz的归一化辐射方向图。
图1至图7中的附图标记说明:
H1-第一PCB板;H11-梯形振子臂;H12-弧形连接臂;H13-第一角臂;H14-第二角臂;H15-条形空槽;H16-镂空单元;H17-形镂空杆;
H2-第二PCB板;H21-环形辐射臂;H22-横杆;H23-弧形辐射臂;
H3-矩形馈电片;H4-矩形寄生振子臂;H5-隔离微带臂;H6-T形寄生振子臂。
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7所示,本实施例所述的一种双层天线,包括有叠加在一起的第一PCB板H1及第二PCB板H2;所述第一PCB板H1顶面设有第一微带单元,所述第一微带单元包括有两个形状相同、对称设置微带振集;所述第二PCB板H2顶面设有第二微带单元;第一PCB板H1及第二PCB板H2叠加时,第二微带单元位于第二PCB板H2顶面及第一PCB底面;本实施例所述的一种双层天线,每个微带振集包括有一个梯形的梯形振子臂H11、分别设于梯形振子臂H11的两侧的、呈三角形的第一角臂H13和第二角臂H14;第一角臂H13、第二角臂H14与梯形振子臂H11之间均连设有弧形连接臂H12;每个第一角臂H13和第二角臂H14的一个角均指向第一PCB板H1的中心;每个第一角臂H13和第二角臂H14靠近第一PCB板H1中心的角处设有条形空槽H15;每个第一角臂H13和第二角臂H14上还设有镂空单元H16,镂空单元H16包括有F形镂空杆H17;每个微带振集还包括有一个矩形馈电片H3,每个微带振集的梯形振子臂H11分别与对应的矩形馈电片H3馈电耦合连接。所述第二微带单元包括有圆环形的环形辐射臂H21,所述环形辐射臂H21向内延伸出有两个相对设置的横杆H22,每个横杆H22向中心延伸出弧形的弧形辐射臂H23。第一PCB板H1及第二PCB板H2叠加时,第一微带单元和第二微带单元相互作用时,在尽可能的避免耦合干扰后,其能达到优异的天线特性,参照图5,本发明实施例仿真与测试的|S11|参数较为吻合,测试的10dB阻抗带宽是28.4%,阻带|S11|接近于0。参照图6,本发明实施例仿真与测试的增益曲线比较吻合,测试通带内平均增益8.2dBi,并且在通带边沿有很高的滚降度,在很宽的阻带内带外抑制超过20dBi,0~10GHz范围内有较好的滤波效果。本发明实施例的带内效率高达95%。参阅图7,中心频率5GHz的归一化方向图。最大辐射方向在辐射体的正上方,主极化比交叉极化大25dBi以上。通带内其他频率的方向图与5GHz的方向图类似,整个通带内方向图稳定。
本实施例所述的一种双层天线,两个馈电耦合片相邻处均设有一个耦合缺口。可以有效降低耦合干扰。
本实施例所述的一种双层天线,所述第一PCB板H1及第二PCB板H2叠加在一起时,每个横杆H22位于相应微带振集的梯形振子臂H11的垂直投影区域内。增加增益,减少场外干扰。
本实施例所述的一种双层天线,每个第一角臂H13和第二角臂H14的三个角均为圆弧角。电流更圆滑,增加带宽。
本实施例所述的一种双层天线,两个弧形辐射臂H23之间的最大距离为M,最小距离为N,条形空槽H15的长度为L,则M=N+0.86L。满足该公式的时候,测试通带内平均增益可达到9.15dBi的水平。
本实施例所述的一种双层天线,所述第一PCB板H1和第二PCB板H2均为正方形,所述第一PCB板H1的四个角处设有L形的隔离微带臂H5;增加隔离性,减少驻波比。
本实施例所述的一种双层天线,两个微带振集中间设有两个T形寄生振子臂H6;具体的一个T形寄生振子臂H6的凸臂设于两个微带振集的相邻两个第一角臂H13之间,另一个T形寄生振子臂H6的凸臂设于两个微带振集的相邻两个第一角臂H13之间,能有效降低驻波比,提高天线特性。
本实施例所述的一种双层天线,所述第一PCB板H1和第二PCB板H2均为正方形,且第一PCB板H1和第二PCB板H2均有两个边上设有矩形寄生振子臂H4;有效增加增益。
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)
1.一种双层天线,其特征在于:’’包括有叠加在一起的第一PCB板(H1)及第二PCB板(H2);所述第一PCB板(H1)顶面设有第一微带单元,所述第一微带单元包括有两个形状相同、对称设置微带振集;所述第二PCB板(H2)顶面设有第二微带单元;第一PCB板(H1)及第二PCB板(H2)叠加时,第二微带单元位于第二PCB板(H2)顶面及第一PCB底面。
2.根据权利要求1所述的一种双层天线,其特征在于:每个微带振集包括有一个梯形的梯形振子臂(H11)、分别设于梯形振子臂(H11)的两侧的、呈三角形的第一角臂(H13)和第二角臂(H14);第一角臂(H13)、第二角臂(H14)与梯形振子臂(H11)之间均连设有弧形连接臂(H12);
每个第一角臂(H13)和第二角臂(H14)的一个角均指向第一PCB板(H1)的中心;每个第一角臂(H13)和第二角臂(H14)靠近第一PCB板(H1)中心的角处设有条形空槽(H15);每个第一角臂(H13)和第二角臂(H14)上还设有镂空单元(H16),镂空单元(H16)包括有F形镂空杆(H17);第一微带单元还包括有两个矩形馈电片(H3),每个微带振集的梯形振子臂(H11)分别与对应的矩形馈电片(H3)馈电耦合连接。
3.每个第一角臂(H13)和第二角臂(H14)的一个角均指向第一PCB板(H1)的中心;每个第一角臂(H13)和第二角臂(H14)靠近第一PCB板(H1)中心的角处设有条形空槽(H15);每个第一角臂(H13)和第二角臂(H14)上还设有镂空单元(H16),镂空单元(H16)包括有F形镂空杆(H17);第一微带单元还包括有两个矩形馈电片(H3),每个微带振集的梯形振子臂(H11)分别与对应的矩形馈电片(H3)馈电耦合连接。所述第二微带单元包括有圆环形的环形辐射臂(H21),所述环形辐射臂(H21)向内延伸出有两个相对设置的横杆(H22),每个横杆(H22)向中心延伸出弧形的弧形辐射臂(H23)。
4.根据权利要求2所述的一种双层天线,其特征在于:两个馈电耦合片相邻处均设有一个耦合缺口。
5.根据权利要求2所述的一种双层天线,其特征在于:所述第一PCB板(H1)及第二PCB板(H2)叠加在一起时,每个横杆(H22)位于相应微带振集的梯形振子臂(H11)的垂直投影区域内。
6.根据权利要求2所述的一种双层天线,其特征在于:每个第一角臂(H13)和第二角臂(H14)的三个角均为圆弧角。
7.根据权利要求2所述的一种双层天线,其特征在于:两个弧形辐射臂(H23)之间的最大距离为M,最小距离为N,条形空槽(H15)的长度为L,则M=N+0.86L。
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GR01 | Patent grant | ||
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