CN108232467A - 微带准八木天线 - Google Patents

Abstract

一种微带准八木天线，涉及天线技术领域，包括：基板、馈电单元和辐射单元。其中，基板包括第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面，辐射单元设置在第一表面，馈电单元设置在第二表面。辐射单元包括：主辐射体、耦合单元和引向单元。主辐射体具有多个弯折部，主辐射体上设置有缝隙，缝隙用于调节天线的阻抗。耦合单元设置在主辐射体和引向单元之间，用于将主辐射体辐射的电磁波信号耦合到引向单元。引向单元包括至少一个微带振子，微带振子用于将主辐射体辐射的电磁波信号牵引至预设方向。上述微带准八木天线既可以达到较高的增益，又具有体积小的特点。

Description

微带准八木天线

技术领域

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种微带准八木天线。

背景技术

随着电子技术的发展，电子设备的趋势是轻薄短小，相应地，天线作为必要元件，其设计的趋势也是越来越小巧。目前在一些移动的RFID(Radio FrequencyIdentification，射频识别)终端设备中，普遍存在天线增益不够导致识读距离达不到要求的问题。八木天线具有高增益的特点，但是现有的八木天线大多都为多振子天线，主要用于卫星、雷达通讯，尺寸大，结构复杂，没法应用于RFID设备中。

发明内容

本发明实施例提供一种微带准八木天线，既可以达到较高的增益，又具有体积小的特点。

本发明实施例提供了一种微带准八木天线，包括：

基板、馈电单元和辐射单元；

所述基板包括第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述辐射单元设置在所述第一表面，所述馈电单元设置在所述第二表面；

所述辐射单元包括：主辐射体、耦合单元和引向单元；

所述主辐射体具有多个弯折部，所述主辐射体上设置有缝隙，所述缝隙用于调节天线的阻抗；

所述耦合单元设置在所述主辐射体和所述引向单元之间，用于将所述主辐射体辐射的电磁波信号耦合到所述引向单元；

所述引向单元包括至少一个微带振子，所述微带振子用于将所述主辐射体辐射的电磁波信号牵引至预设方向。

优选地，所述主辐射体包括：呈“L”形的第一辐射部、呈“L”形的第二辐射部、呈“L”形的第三辐射部和呈“L”形的第四辐射部以及呈“一”形的第五辐射部；

所述第五辐射部的一端连接所述第一辐射部和所述第二辐射部，另一端连接所述第三辐射部和所述第四辐射部，所述第一辐射部、所述第二辐射部、所述第三辐射部、所述第四辐射部以及所述第五辐射部连接在一起，共同构成上部为“凹”形，下部为“山”字形的形状；

所述馈电单元与所述第五辐射部在所述第二表面上的投影部分重叠。

优选地，所述缝隙设置在所述第五辐射部上；或者，

所述缝隙设置在所述第五辐射部上，且所述第一辐射部与所述第二辐射部以所述缝隙的延长线为轴对称，所述第三辐射部与所述第四辐射部以所述缝隙为轴对称。

优选地，所述第一表面具有相对的第一边缘和第二边缘；

所述主辐射体的“山”字形下部的底部沿所述第一边缘设置，所述主辐射体的“凹”形上部的开口朝向所述第二边缘。

优选地，所述耦合单元呈矩形；

或者，所述耦合单元呈长方形，所述耦合单元的长边的长度小于所述主辐射体的与所述耦合单元的长边平行的长边的长度，且小于所述引向单元的与所述耦合单元的长边平行的长边的长度。

优选地，所述耦合单元与所述主辐射体之间的最近距离大于所述耦合单元与所述引向单元之间的最近距离。

优选地，所述馈电单元为微带线，并与所述辐射单元通过金属化过孔的方式连接。

优选地，所述微带振子的两端分别具有弯折，且两端的弯折结构对称。

优选地，所述微带振子呈“コ”或“C”或“工”形，当所述微带振子呈“コ”或“C”形时，所述微带振子的开口朝向所述耦合单元，或，背向所述耦合单元。

优选地，所述微带振子的数量为多个时，多个所述微带振子沿着背离所述耦合单元的方向排列，各所述微带振子的开口朝向相同；

多个所述微带振子的大小越远离所述耦合单元越小，且各所述微带振子彼此之间的间距越远离所述耦合单元越小；或者

多个所述微带振子中靠近所述耦合单元的前三个微带振子单元的大小越远离所述耦合单元越小，且所述前三个微带振子单元彼此之间的间距越远离所述耦合单元越小，从第三个微带振子开始，剩余的各微带振子等大小且等距设置。

上述微带准八木天线，一方面，通过在主辐射体和引向单元之间增加耦合单元，有利于将主辐射体的电磁能量更好的耦合到引向单元，从而增大天线的增益，提升天线的方向性；另一方面通过弯折的微带振子，有利于减小天线的尺寸；再一方面，通过在主辐射体上开缝，有利于调节天线的阻抗。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的微带准八木天线的反面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的微带准八木天线中主辐射体的一较佳结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图；

图6为本发明另一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图；

图7为本发明另一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图。

主要元件符号说明

基板 100

第一表面 101

第一边缘 101a

第二边缘 101b

第二表面 102

馈电单元 200

辐射单元 300

主辐射体 310

第一辐射部 311

第二辐射部 312

第三辐射部 313

第四辐射部 314

第五辐射部 315

耦合单元 320

引向单元 330

第一微带振子 331

第二微带振子 332

第三微带振子 333

第四微带振子 334

第五微带振子 335

第六微带振子 341

第七微带振子 342

第八微带振子 350

缝隙 400

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1和图2，图1为本发明一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图，图2为本发明一实施例提供的微带准八木天线的反面结构示意图。如图1和图2所示，本实施例提供的微带准八木天线主要包括：基板100、馈电单元200以及辐射单元300。

于本实施例中，基板100包括第一表面101以及与第一表面101相对设置的第二表面102。辐射单元300设置在第一表面101，馈电单元200设置在第二表面102。具体的，辐射单元300和馈电单元200可由金属材料制成，并印刷或敷设在基板100的表面。

可选的，基板100为一块方形的介质材料。在实际应用中，只要能降低天线的剖面，基板100的厚度可以根据实际需要选择，本实施例中不做具体限定。

较佳地，馈电单元200为微带线并与辐射单元300通过金属化过孔的方式连接，馈电单元200用于将电磁波信号馈入至辐射单元300。可选的，馈电单元100是一条直线。在实际应用中，馈电单元100的长度和宽度可根据实际需要调整，本实施例中不做具体限定。

于本实施例中，辐射单元300包括：主辐射体310、耦合单元320和引向单元330。

其中，主辐射体310具有多个弯折部，主辐射体的整体形状具体例如：可以呈“S”形，或者，由多个S形构成的蜿蜒状，或者，螺旋形，或者，其他具有多个弯折部的形状。通过多个弯折可减小天线的体积。

较佳地，请参见图3，图3为本发明实施例提供的微带准八木天线中主辐射体的一较佳结构示意图。如图3所示，主辐射体310包括：呈“L”形的第一辐射部311、呈“L”形的第二辐射部312、呈“L”形的第三辐射部313和呈“L”形的第四辐射部314以及呈“一”形的第五辐射部315。第一辐射部311、第二辐射部312、第三辐射部313、第四辐射部314以及第五辐射部315为微带振子。第五辐射部315的一端连接第一辐射部311和第二辐射部312，另一端连接第三辐射部313和第四辐射部314。第一辐射部311、第二辐射部312、第三辐射部313、第四辐射部314以及第五辐射部315连接在一起，共同构成上部为“凹”形，下部为“山”字形的形状。

可选的，第一辐射部311中与第五辐射部315平行的部分的端部的宽度大于第三辐射部313中与第五辐射部315平行的部分的端部的宽度，第二辐射部312中与第五辐射部315平行的部分的端部的宽度大于第四辐射部314中与第五辐射部315平行的部分的端部的宽度。

可选的，“山”字形下部的底部的长度大于“凹”形上部的底部的长度。

可以理解的，如图1所示，基板10的第一表面101具有相对的第一边缘101a和第二边缘101b。可选的，主辐射体310的“山”字形下部的底部沿第一边缘101设置，主辐射体310的“凹”形上部的开口朝向第二边缘101b。

可选的，馈电单元200与第五辐射部315在基板100的第二表面102上的投影部分重叠。

于本实施例中，如图1所示，主辐射体310上设置有缝隙400，缝隙400用于调节天线的阻抗。可选的，缝隙400设置在第五辐射部315上。较佳地，第一辐射部311与第二辐射部312以缝隙400的延长线为轴对称，第三辐射部313与第四辐射部314以缝隙400为轴对称，以使得天线信号辐射的方向对称。

于本实施例中，如图1所示，耦合单元320设置在主辐射体310和引向单元330之间，用于将主辐射体310辐射的电磁波信号耦合到引向单元330，从而可在一定程度上提高天线的增益。可选的，耦合单元320呈矩形。

较佳地，耦合单元320与主辐射体310之间的最近距离大于耦合单元320与引向单元330之间的最近距离，以达到更好的耦合效果。

较佳地，耦合单元320呈长方形，耦合单元320的长边的长度小于主辐射体310的各边中与耦合单元320的长边平行的长边的长度，且小于引向单元330的各边中与耦合单元320的长边平行的长边的长度，以达到更好的耦合效果。

于本实施例中，引向单元330包括至少一个微带振子，该微带振子用于将主辐射体310辐射的电磁波信号牵引至预设方向。引向单元330中微带振子的数量可以为1个或多个。为便于理解，图1以引向单元330包括一个微带振子为例，在实际应用中，微带振子的数量可以根据性能适当增减。引向单元330能够将主辐射体310辐射的电磁波信号牵引到一个方向，使天线为定向天线，从而增大了天线的增益。

较佳地，引向单元300包括的微带振子的两端分别具有弯折，且两端的弯折结构对称。可选的，该微带振子的形状具体可以为“コ”形，或，“C”形，或“工”形。当该微带振子呈“コ”形或“C”形时，该微带振子的开口朝向耦合单元320(即，图1中的第一边缘101的方向)，或，背向耦合单元320(即，图1中的第二边缘102的方向)。

优选地，本实施例提供的微带准八木天线工作于902-928MHz(兆赫)频段。

本实施例提供的微带准八木天线，一方面，通过在主辐射体和引向单元之间增加耦合单元，有利于将主辐射体的电磁能量更好的耦合到引向单元，从而增大天线的增益，提升天线的方向性；另一方面通过弯折的微带振子，有利于减小天线的尺寸；再一方面，通过在主辐射体上开缝，有利于调节天线的阻抗。

进一步的，请参阅图4，图4为本发明另一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图。本实施例提供的微带准八木天线与图1所示的微带准八木天线不同的是，如图4所示，于本实施例中，引向单元330包括呈“コ”形的第一微带振子331和第二微带振子332，第一微带振子331和第二微带振子332的开口均与耦合单元320所处的方向相背。

较佳地，第二微带振子332的尺寸略小于第一微带振子331的尺寸。可以理解的，于其他实施例中，引向单元330中包含的微带振子的数量可以大于2个，各微带振子的大小越远离耦合单元320越小，且各微带振子彼此之间的间距越远离耦合单元320越小。可选的，微带振子的大小及间距等比递减。

进一步的，请参阅图5，图5为本发明另一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图。本实施例提供的微带准八木天线与图1所示的微带准八木天线不同的是，如图5所示，于本实施例中，引向单元330包括呈“コ”形的第一微带振子331、第二微带振子332、第三微带振子333、第四微带振子334以及第五微带振子335。各微带振子的开口均与耦合单元320所处的方向相背。

其中，第一微带振子331、第二微带振子332和第三微带振子333的大小越远离耦合单元320越小，且第一微带振子331、第二微带振子332和第三微带振子333彼此之间的间距越远离耦合单元320越小。从第三微带振子333开始，第三微带振子333、第四微带振子334以及第五微带振子335等大小且等距设置。

可以理解的，引向单元330中包含的微带振子越多，天线增益越高，方向性也越好。

进一步的，请参阅图6，图6为本发明另一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图。本实施例提供的微带准八木天线与图1所示的微带准八木天线不同的是，如图6所示，于本实施例中，引向单元330包括呈“コ”形的第六微带振子341和第七微带振子342。各微带振子的开口均与耦合单元320所处的方向相背。可选的，第七微带振子342的尺寸略小于第六微带振子341。

进一步的，请参阅图7，图7为本发明另一实施例提供的微带准八木天线的正面结构示意图。本实施例提供的微带准八木天线与图1所示的微带准八木天线不同的是，如图7所示，于本实施例中，引向单元330包括呈“工”形的第八微带振子350。可选的，于其他实施例中，引向单元330还可以包括多个呈“工”形的的微带振子。

图3至图7所示的任意一个微带准八木天线，一方面，通过在主辐射体和引向单元之间增加耦合单元，有利于将主辐射体的电磁能量更好的耦合到引向单元，从而增大天线的增益，提升天线的方向性；另一方面通过弯折的微带振子，有利于减小天线的尺寸；再一方面，通过在主辐射体上开缝，有利于调节天线的阻抗。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的微带准八木天线的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种微带准八木天线，其特征在于，包括：基板、馈电单元和辐射单元；

所述基板包括第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述辐射单元设置在所述第一表面，所述馈电单元设置在所述第二表面；

所述辐射单元包括：主辐射体、耦合单元和引向单元；

所述主辐射体具有多个弯折部，所述主辐射体上设置有缝隙，所述缝隙用于调节天线的阻抗；

所述耦合单元设置在所述主辐射体和所述引向单元之间，用于将所述主辐射体辐射的电磁波信号耦合到所述引向单元；

所述引向单元包括至少一个微带振子，所述微带振子用于将所述主辐射体辐射的电磁波信号牵引至预设方向。

2.如权利要求1所述的微带准八木天线，其特征在于，所述主辐射体包括：呈“L”形的第一辐射部、呈“L”形的第二辐射部、呈“L”形的第三辐射部和呈“L”形的第四辐射部以及呈“一”形的第五辐射部；

所述第五辐射部的一端连接所述第一辐射部和所述第二辐射部，另一端连接所述第三辐射部和所述第四辐射部，所述第一辐射部、所述第二辐射部、所述第三辐射部、所述第四辐射部以及所述第五辐射部连接在一起，共同构成上部为“凹”形，下部为“山”字形的形状；

所述馈电单元与所述第五辐射部在所述第二表面上的投影部分重叠。

3.如权利要求2所述的微带准八木天线，其特征在于，

所述缝隙设置在所述第五辐射部上；或者，

所述缝隙设置在所述第五辐射部上，且所述第一辐射部与所述第二辐射部以所述缝隙的延长线为轴对称，所述第三辐射部与所述第四辐射部以所述缝隙为轴对称。

4.如权利要求2所述的微带准八木天线，其特征在于，

所述第一表面具有相对的第一边缘和第二边缘；

所述主辐射体的“山”字形下部的底部沿所述第一边缘设置，所述主辐射体的“凹”形上部的开口朝向所述第二边缘。

5.如权利要求1所述的微带准八木天线，其特征在于，所述耦合单元呈矩形；

或者，所述耦合单元呈长方形，所述耦合单元的长边的长度小于所述主辐射体的与所述耦合单元的长边平行的长边的长度，且小于所述引向单元的与所述耦合单元的长边平行的长边的长度。

6.如权利要求1或5所述的微带准八木天线，其特征在于，所述耦合单元与所述主辐射体之间的最近距离大于所述耦合单元与所述引向单元之间的最近距离。

7.如权利要求1所述的微带准八木天线，其特征在于，所述馈电单元为微带线，并与所述辐射单元通过金属化过孔的方式连接。

8.如权利要求1所述的微带准八木天线，其特征在于，所述微带振子的两端分别具有弯折，且两端的弯折结构对称。

9.如权利要求8所述的微带准八木天线，其特征在于，所述微带振子呈“コ”或“C”或“工”形，当所述微带振子呈“コ”或“C”形时，所述微带振子的开口朝向所述耦合单元，或，背向所述耦合单元。

10.如权利要求8或9所述的微带准八木天线，其特征在于，所述微带振子的数量为多个时，多个所述微带振子沿着背离所述耦合单元的方向排列，各所述微带振子的开口朝向相同；

多个所述微带振子的大小越远离所述耦合单元越小，且各所述微带振子彼此之间的间距越远离所述耦合单元越小；或者

多个所述微带振子中靠近所述耦合单元的前三个微带振子单元的大小越远离所述耦合单元越小，且所述前三个微带振子单元彼此之间的间距越远离所述耦合单元越小，从第三个微带振子开始，剩余的各微带振子等大小且等距设置。