CN108232438B - 一种2.4g wifi天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2.4G WIFI天线，其特征在于，它包括依次连接的第一辐射单元、电流倒相段和第二辐射单元，第一辐射单元和第二辐射单元为两个半波长的共线单元，电流倒相段的长度为半波长。本发明天线结构简单、生产成本低，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，特别是一种适用于2.4G频段的WI-FI天线。
背景技术
随着网络与通信技术的发展，无线通信的需求不断提高，当前，WIFI以其独特的优势在业界的有着极大关注。WIFI天线市场需求量大，便宜结构简单的WIFI天线将会是无线终端设备最需求的产品
目前，WIFI终端设备不仅要求WIFI天线具有较好的全向辐射性和较高的增益，而且还要求低廉的制作成本和较小的尺寸。为此，相比普通的微波天线，具有剖面薄、体积小，低成本，适合大规模生产、结构简单等多种优点的微带印刷天线得到了广泛的应用。
因此，本方案针对以上要求设计了一款工作在2.4GHz频段的全向天线，该天线使用PCB印刷覆铜，材料成本低，生产工序简单，不良率低，实用性强。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种结构简单，能够提高半波长偶极子天线的增益，使其达到高增益要求的2.4G WIFI天线。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种2.4G WIFI天线，其特征在于，它包括依次连接的第一辐射单元、电流倒相段和第二辐射单元，第一辐射单元和第二辐射单元为两个半波长的共线单元，为了保证第一辐射单元和第二辐射单元电流同向，电流倒相段其有效长度为半波长。
作为上述方案的进一步说明，所述第一辐射单元采用类偶极子结构，包括上振子辐射臂和下振子辐射臂，下振子辐射臂中间开槽且底部缩窄，底部缩窄目的是让PCB板与外罩固定；上振子辐射臂采用渐变结构，增加阻抗匹配可调变量，以便有更好的调节匹配；天线第二辐射单元为一段半波长的直线辐射单元；天线的倒相段为曲折线，由于其前后相位相差180度，因此使得第一辐射单元和第二辐射单元电流同相，得到增益叠加的效果。
所述天线第一辐射单元的馈电位置也位于偶极子中心位置，天线第一辐射单元连接有同轴线，同轴线内导体与上振子辐射臂连接，同轴线外导体与下振子辐射臂连接。
进一步地，下振子辐射臂需要固定卡位，中间开槽使其具有扼流作用，顶部延长突出部分是有两个作用，一是可以增加下振子辐射臂长度，二是调节它可以有更好的匹配。
进一步地，上振子辐射臂设计成渐变结构，实践表明，渐变结构更容易调节匹配。
所述第二辐射单元是一个半波长的直线辐射单元，由于天线工作在2.4GHz，半波长长度在50-60mm。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
本发明采用的天线结构主要是由两个半波长的共线单元组成，为了保证上下两个辐射单元电流同向，它们之间使用了半波长的电流倒相段；通过半波长曲折线段，使两个半波长的共线单元电流同向，得到了增益叠加效果，提高了天线的增益。
附图说明
图1为本发明的天线结构示意图；
图2为本发明电磁仿真反射系数曲线图；
图3为本发明电磁仿真H面增益及不圆度示意图。
附图标记说明：1、下振子辐射臂 2、上振子辐射臂 3、电流倒相段 4、第二天线辐射单元 5、馈电位置。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本技术方案作详细的描述。
如图1所示，本发明是一种2.4G WIFI天线，是采用低成本的厚0.8mm,相对介电常数为4.4的单面FR4基质板，用印刷电路技术在基质板上覆铜制成天线。在天线结构上，是由两个半波长的共线单元组成，为了保证上下两个辐射单元电流同向，它们之间使用了半波长的电流倒相段。
所述天线第一辐射单元采用类偶极子结构，上振子辐射臂2、下振子辐射臂1的长度为1/4波长。为了更加有效地调节阻抗匹配，下振子顶部延长突出。实践证明，调节突出部分长度可有效匹配驻波。上振子辐射臂采用渐变结构，调节长度和宽度，同样有调节匹配的作用。下振子辐射臂中间开槽且底部缩窄，底部缩窄目的是让PCB板与外罩固定。
天线第二辐射单元4是一段长度为半波长的直线单元。由于基质板的缩短影响，经过优化后，可与天线下部半波长辐射单元同向。所述天线第一辐射单元的馈电位置5也位于偶极子中心位置，内导体与上振子辐射臂连接，同轴线外导体与下振子辐射臂连接。下振子辐射臂需要固定卡位，中间开槽使其具有扼流作用，顶部延长突出部分是有两个作用，一是可以增加下振子辐射臂长度，二是调节它可以有更好的匹配。
图2、图3为天线仿真S11、H面方向图，从中可看出，在2.4GHz～2.5GHz工作频段内，驻波≤2，H面增益大于4.0dB，H面不圆度小于1dB，比传统的半波长天线振子提高了1～2dB。
本发明与现有技术相比，采用的天线结构主要是由两个半波长的共线单元组成，为了保证上下两个辐射单元电流同向，它们之间使用了半波长的电流倒相段；通过半波长曲折线段，使两个半波长的共线单元电流同向，得到了增益叠加效果，提高了天线的增益。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种2.4G WIFI天线，其特征在于，它包括依次连接的第一辐射单元、电流倒相段和第二辐射单元，第一辐射单元和第二辐射单元为两个半波长的共线单元，电流倒相段的长度为半波长； 天线第二辐射单元为一段半波长的直线辐射单元；天线的电流倒相段为曲折线。
2. 根据权利要求1所述的一种2.4G WIFI天线，其特征在于，所述第一辐射单元采用类偶极子结构，包括上振子辐射臂和下振子辐射臂。
3. 根据权利要求2所述的一种2.4G WIFI天线，其特征在于，下振子辐射臂中间开槽且底部缩窄。
4. 根据权利要求2所述的一种2.4G WIFI天线，其特征在于，上振子辐射臂采用渐变结构。
5. 根据权利要求1所述的一种2.4G WIFI天线，其特征在于，所述天线第一辐射单元的馈电位置位于偶极子中心位置，天线第一辐射单元连接有同轴线，同轴线内导体与上振子辐射臂连接，同轴线外导体与下振子辐射臂连接。
6. 根据权利要求1所述的一种2.4G WIFI天线，其特征在于，所述第二辐射单元半波长长度在50-60mm。
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