CN106549215A - 用于天线的导带和天线 - Google Patents

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耿阳
罗伟
赵建平
刘珍
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Abstract

本发明公开了一种用于天线的导带和天线,属于天线技术领域。所述导带为中心对称的片状结构,所述片状结构上设有多个镂空,所述多个镂空以所述导带的对称中心为中心沿周向均匀间隔布置,每个镂空均为轴对称图形,每个镂空的对称轴所在直线均经过所述对称中心,每个所述镂空包括位于所述对称轴两侧的一对侧边,所述一对侧边上距离对称中心较近的对称点之间的距离,小于所述两条侧边上距离对称中心较远的对称点之间的距离。当电流从导带上流过时,经过两个镂空之间的导带的电流呈发散性分布,由于该部分导带的宽度是渐变的,因此反向电流很小,反向电流小使得驻波反射小,从而改善了天线的整体驻波比,拓宽了天线的驻波带宽。

Description

用于天线的导带和天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域,特别涉及一种用于天线的导带和天线。
背景技术
随着移动网络技术的发展,移动网络的速度越来越快,人们的日常生活也越来越难与移动网络分离开来。
移动网络进行数据传输时,基站中天线的性能决定了数据传输的质量。优化天线性能会涉及天线的各个性能参数,其中,驻波比带宽是天线的主要性能参数之一,驻波比带宽是决定天线是否为宽频的重要指标,如何提高天线驻波比带宽对于天线性能优化十分重要。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种用于天线的导带和天线。所述技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供了一种用于天线的导带,所述导带为中心对称的片状结构,所述片状结构上设有多个镂空,所述多个镂空以所述导带的对称中心为中心沿周向均匀间隔布置,每个镂空均为轴对称图形,每个镂空的对称轴所在直线均经过所述对称中心,每个所述镂空包括位于所述对称轴两侧的一对侧边,所述一对侧边上距离对称中心较近的对称点之间的距离,小于所述两条侧边上距离对称中心较远的对称点之间的距离。
在本发明实施例的一种实现方式中,所述侧边为直线或平滑曲线。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述镂空还包括连接在所述一对侧边之间的顶边和底边,所述顶边靠近所述对称中心,所述顶边为弧形。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述导带为圆形或正八边形。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述导带上设有四个所述镂空。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述导带为铜制导带。
第二方面,本发明实施例还提供了一种天线,所述天线包括馈电板、中心柱、高频振子组、介质板、金属板和导带,所述中心柱设置在所述馈电板的中心,所述高频振子组包括多个高频振子,所述多个高频振子垂直设置在所述馈电板上且分布在所述中心柱的四周,所述导带、所述介质板和所述金属板均与所述馈电板平行,所述导带、所述介质板和所述金属板均安装在所述中心柱上,所述金属板设置在所述介质板远离所述馈电板的一面上,所述导带设置在所述介质板朝向所述馈电板的一面上,所述导带为中心对称的片状结构,所述片状结构上设有多个镂空,所述多个镂空以所述导带的对称中心为中心沿周向均匀间隔布置,每个镂空均为轴对称图形,每个镂空的对称轴所在直线均经过所述对称中心,每个所述镂空包括位于所述对称轴两侧的一对侧边,所述一对侧边上距离对称中心较近的对称点之间的距离,小于所述两条侧边上距离对称中心较远的对称点之间的距离。
在本发明实施例的一种实现方式中,所述侧边为直线或平滑曲线。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述镂空还包括连接在所述一对侧边之间的顶边和底边,所述顶边靠近所述对称中心,所述顶边为弧形。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述导带为圆形或正八边形。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述导带上设有四个所述镂空。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述导带为铜制导带。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述天线还包括与所述馈电板平行设置的引向圆片和顶层圆片,所述介质板、所述引向圆片和所述顶层圆片间隔设置,所述引向圆片和所述顶层圆片均安装在所述中心柱上,所述介质板、所述引向圆片和所述顶层圆片与所述馈电板的距离依次增大。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
片状结构的导带上设有多个镂空,镂空以导带的对称中心为中心沿周向均匀间隔布置,每个镂空的对称轴所在直线均经过对称中心,每个镂空包括位于对称轴两侧的一对侧边,一对侧边上距离对称中心较近的对称点之间的距离,小于两条侧边上距离对称中心较远的对称点之间的距离,所以镂空的宽度是由靠近对称中心向导带的外延逐渐变宽的,导带上处理两个镂空之间的部分的宽度也是由靠近对称中心向导带的外延逐渐变宽的,当电流从导带上流过时,经过两个镂空之间的导带的电流呈发散性分布,由于该部分导带的宽度是渐变的,因此反向电流很小,反向电流小使得驻波反射小,从而改善了天线的整体驻波比,拓宽了天线的驻波带宽。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述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是本发明实施例提供的一种用于天线的导带的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的另一种用于天线的导带的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种用于天线的导带的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的另一种用于天线的导带的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的另一种用于天线的导带的结构示意图;
图6a是本发明实施例提供的一种天线的结构示意图;
图6b是本发明实施例提供的图6a中天线的局部示意图;
图7是本发明实施例提供的另一种天线的结构示意图;
图8是本发明实施例提供的天线的S11参数仿真结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种用于天线的导带的结构示意图,参见图1,导带100为中心对称的片状结构,片状结构上设有多个镂空101,多个镂空101以导带100的对称中心为中心沿周向均匀间隔布置,每个镂空101均为轴对称图形,每个镂空101的对称轴102所在直线均经过对称中心,每个镂空101包括位于对称轴102两侧的一对侧边103,一对侧边103上距离对称中心较近的对称点之间的距离,小于两条侧边103上距离对称中心较远的对称点之间的距离。
如图1所示,对称点a1和a2之间的距离小于对称点b1和b2之间的距离。
在本发明实施例中,片状结构的导带上设有多个镂空,镂空以导带的对称中心为中心沿周向均匀间隔布置,每个镂空的对称轴所在直线均经过对称中心,每个镂空包括位于对称轴两侧的一对侧边,一对侧边上距离对称中心较近的对称点之间的距离,小于两条侧边上距离对称中心较远的对称点之间的距离,所以镂空的宽度是由靠近对称中心向导带的外延逐渐变宽的,导带上处理两个镂空之间的部分的宽度也是由靠近对称中心向导带的外延逐渐变宽的,当电流从导带上流过时,经过两个镂空之间的导带的电流呈发散性分布,由于该部分导带的宽度是渐变的,因此反向电流很小,反向电流小使得驻波反射小,从而改善了天线的整体驻波比,拓宽了天线的驻波带宽。
图2是本发明实施例提供的另一种导带的结构示意图,与图1所提供的圆形的导带100相比,图2提供的导带100为正八边形。通过实验可知,采用正八边形外轮廓的导带100相较于其他形状外轮廓的导带100而言,具有更好的驻波带宽。
除了正八边形和圆形的导带100外,导带100还可以是正方形或者其他正多边形。
图3是本发明实施例提供的另一种导带的结构示意图,与图1所提供的具有8个镂空101的导带100相比,该导带100包括4个镂空101。通过实验可知,4个镂空101的导带100相较于其他数量的镂空101的导带100而言,具有更好的驻波带宽。
除了在导带100上设计4个镂空101外,导带100还可以包括其他数量的镂空101,例如6、12或者其他偶数个镂空101,偶数个镂空101的导带100可以用于双极化天线。
图4是本发明实施例提供的另一种导带的结构示意图,与图1所提供的镂空100为三角形的导带100相比,该导带100中镂空101由四条边构成,除了前述的一对侧边103外,镂空10还包括连接在一对侧边103之间的顶边104和底边105,顶边104靠近对称中心,顶边104为弧形。
通过实验可知,具有上述镂空101的导带100相较于其他形状的镂空101的导带100而言,具有更好的驻波带宽。
除了上述形状的镂空101外,镂空101还可以是梯形、扇形等。
图5是本发明实施例提供的另一种导带的结构示意图,如图5所示,与图1所提供的导带100的结构相比,导带100为正八边形,导带100包括4个镂空101,且镂空101由四条边构成,除了前述的一对侧边103外,镂空10还包括连接在一对侧边103之间的顶边104和底边105,顶边104靠近对称中心,顶边104为弧形。
进一步地,在图5提供的导带100中,弧形的圆心可以为导带100的中心。
在本发明实施例中,上述图1-图5所提供的导带100中侧边103均为直线。在其他实现方式中,侧边103还可以是平滑曲线,只要一对侧边103上的对称点距离满足上述关系即可。
在本发明实施例中,上述图1-图5所提供的导带100均采用铜皮制成,即导带100为铜制导带。
在本发明实施例中,上述图1-图5所提供的导带100均可采用一体成型的方式制作,例如采用光刻工艺实现。
在本发明实施例中,上述图1-图5所提供的导带100中镂空101的个数均为偶数个。而在其他实现方式中,导带100的镂空101的个数也可以是奇数个,如5或7个,奇数个镂空101的导带100可以用于三极化天线。
图6a是本发明实施例提供的一种天线的结构示意图,参见图6a,包括馈电板201、中心柱202、高频振子组203、介质板204、金属板205和导带100,中心柱202设置在馈电板201的中心,高频振子组203包括多个高频振子2031,多个高频振子2031垂直设置在馈电板201上且分布在中心柱202的四周,导带100、介质板204和金属板205均与馈电板201平行,导带100、介质板204和金属板205均安装在中心柱202上,金属板205设置在介质板204远离馈电板201的一面上,导带100设置在介质板204朝向馈电板201的一面上。导带100为上述图1-图5任一幅图所提供的导带100。
进一步地,上述图1-图5所提供的导带100的中心部上可以设置通孔,以供导带100安装在中心柱202上。
参见图6b,天线包括4个高频振子2031,每个高频振子2031分别设置在导带100的两个镂空103之间,且4个高频振子2031均匀分布于同一圆周上。
在本发明实施例中,4个高频振子2031为垂直电振子,导带100、介质板204和金属板205形成的PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)作为水平磁振子,四个垂直电振子和一个水平磁振子构成电磁耦合振子辐射单元,水平磁振子和垂直电振子通过电磁耦合将能量辐射出去。
具体地,相对设置的高频振子2031差分馈电,组成±45°的极化端口。高频振子2031与导带100耦合产生电流,电流在导带100中的流向为:沿着两个镂空103之间的部分,从相对设置的高频振子2031中一个的上方流向相对设置的高频振子2031中另一个的上方。由于本发明中镂空的宽度是由靠近对称中心向导带的外延逐渐变宽的,所以导带上处理两个镂空之间的部分的宽度也是由靠近对称中心向导带的外延逐渐变宽的,当电流从导带上流过时,经过两个镂空之间的导带的电流呈发散性分布,由于该部分导带的宽度是渐变的,因此反向电流很小,反向电流小使得驻波反射小,从而改善了天线的整体驻波比,拓宽了天线的驻波带宽。
图7是本发明实施例提供的另一种天线的结构示意图,与图6a提供的天线相比,该天线还包括与馈电板201平行设置的引向圆片206和顶层圆片207,介质板204、引向圆片206和顶层圆片207间隔设置,引向圆片206和顶层圆片207均安装在中心柱202上,介质板204、引向圆片206和顶层圆片207与馈电板201的距离依次增大。其中,引向圆片206和顶层圆片207的作用为优化天线的方向图特性。
本发明实施例中,馈电板201可以包括两块复合板和夹设在两块复合板之间的铝板,复合板包括两块铜板和夹设在两块铜板之间的中间介质板。
本发明实施例中,金属板205可以为八边形铜板。
本发明实施例提供的天线的优点可通过以下仿真进一步说明,以具有图5的导带的天线为例:
利用仿真软件对该天线及普通天线(没有采用本发明中导带的天线)的S11参数进行仿真计算。如图8所示,横坐标为频率,纵坐标为S11参数(即输入反射系数);图8中,实线对应图6a提供的天线,虚线对应普通天线。通过观察图8可以看出,普通天线只在某些很窄的频段内输入反射系数≤-15dB,天线的输入反射系数大造成天线驻波较差;而图6a提供的天线,在大部分频段内输入反射系数≤-15dB,天线驻波较好,并且从图8可以看出该天线的曲线的谐振点多,谐振深度加深,拓展了天线的驻波带宽。因此,图6a提供的天线较之普通天线可以拓宽天线的驻波比带宽。
本发明实施例中,片状结构的导带上设有多个镂空,镂空以导带的对称中心为中心沿周向均匀间隔布置,每个镂空的对称轴所在直线均经过对称中心,每个镂空包括位于对称轴两侧的一对侧边,一对侧边上距离对称中心较近的对称点之间的距离,小于两条侧边上距离对称中心较远的对称点之间的距离,所以镂空的宽度是由靠近对称中心向导带的外延逐渐变宽的,导带上处理两个镂空之间的部分的宽度也是由靠近对称中心向导带的外延逐渐变宽的,当电流从导带上流过时,经过两个镂空之间的导带的电流呈发散性分布,由于该部分导带的宽度是渐变的,因此反向电流很小,反向电流小使得驻波反射小,从而改善了天线的整体驻波比,拓宽了天线的驻波带宽。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,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 (13)

1.一种用于天线的导带,其特征在于,所述导带为中心对称的片状结构,所述片状结构上设有多个镂空,所述多个镂空以所述导带的对称中心为中心沿周向均匀间隔布置,每个镂空均为轴对称图形,每个镂空的对称轴所在直线均经过所述对称中心,每个所述镂空包括位于所述对称轴两侧的一对侧边,所述一对侧边上距离对称中心较近的对称点之间的距离,小于所述两条侧边上距离对称中心较远的对称点之间的距离。
2.根据权利要求1所述的导带,其特征在于,所述侧边为直线或平滑曲线。
3.根据权利要求1所述的导带,其特征在于,所述镂空还包括连接在所述一对侧边之间的顶边和底边,所述顶边靠近所述对称中心,所述顶边为弧形。
4.根据权利要求1-3任一项所述的导带,其特征在于,所述导带为圆形或正八边形。
5.根据权利要求1-3任一项所述的导带,其特征在于,所述导带上设有四个所述镂空。
6.根据权利要求1-3任一项所述的导带,其特征在于,所述导带为铜制导带。
7.一种天线,所述天线包括馈电板、中心柱、高频振子组、介质板、金属板和导带,所述中心柱设置在所述馈电板的中心,所述高频振子组包括多个高频振子,所述多个高频振子垂直设置在所述馈电板上且分布在所述中心柱的四周,所述导带、所述介质板和所述金属板均与所述馈电板平行,所述导带、所述介质板和所述金属板均安装在所述中心柱上,所述金属板设置在所述介质板远离所述馈电板的一面上,所述导带设置在所述介质板朝向所述馈电板的一面上,其特征在于,所述导带为中心对称的片状结构,所述片状结构上设有多个镂空,所述多个镂空以所述导带的对称中心为中心沿周向均匀间隔布置,每个镂空均为轴对称图形,每个镂空的对称轴所在直线均经过所述对称中心,每个所述镂空包括位于所述对称轴两侧的一对侧边,所述一对侧边上距离对称中心较近的对称点之间的距离,小于所述两条侧边上距离对称中心较远的对称点之间的距离。
8.根据权利要求7所述的天线,其特征在于,所述侧边为直线或平滑曲线。
9.根据权利要求7所述的天线,其特征在于,所述镂空还包括连接在所述一对侧边之间的顶边和底边,所述顶边靠近所述对称中心,所述顶边为弧形。
10.根据权利要求7-9任一项所述的天线,其特征在于,所述导带为圆形或正八边形。
11.根据权利要求7-9任一项所述的天线,其特征在于,所述导带上设有四个所述镂空。
12.根据权利要求7-9任一项所述的天线,其特征在于,所述导带为铜制导带。
13.根据权利要求7-9任一项所述的天线,其特征在于,所述天线还包括与所述馈电板平行设置的引向圆片和顶层圆片,所述介质板、所述引向圆片和所述顶层圆片间隔设置,所述引向圆片和所述顶层圆片均安装在所述中心柱上,所述介质板、所述引向圆片和所述顶层圆片与所述馈电板的距离依次增大。
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