CN109742519B - 一种宽带螺旋组合多网通天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种宽带螺旋组合多网通天线，涉及通信技术领域。包括：通信天线本体、柱状的螺旋天线本体及PCB板；所述通信天线本体沿所述螺旋天线本体的中心轴线穿过并与所述PCB板连接，所述通信天线本体的外壁作为所述螺旋天线本体的电流地。通过设置的所述通信天线本体及所述螺旋天线本体相互配合，使得所述通信天线本体及所述螺旋天线本体接收及传输信号的频段更全面，是一种多网通形式的天线结构形式。同时，所述通信天线本体的外壁作为所述螺旋天线本体的电流地，而所述螺旋天线本体的中心(第一端面圆心所在轴线)为电流零点，使得所述通信天线本体及所述螺旋天线本体互不干扰。

Description

一种宽带螺旋组合多网通天线
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种宽带螺旋组合多网通天线。
背景技术
在无线电通信技术中，天线已经被广泛应用于GNSS(Global NavigationSatellite System，全球卫星导航系统)接收和低轨卫星通信领域，包括星载系统和地面站使用，以及个人移动通信领域等，但是根据不同的使用领域，通常使用不同的频率。一般来讲，对于卫星通信技术领域，其通信工作频点多而且要求圆极化。
在车载通信类天线中现有常规的天线均由微带形式的天线及独立的通信天线组合形成，应用中对多网通天线结构形式的通信类天线需求越来越大。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多网通形式的宽带螺旋组合多网通天线。
本发明实施例提供了一种宽带螺旋组合多网通天线，包括：通信天线本体、柱状的螺旋天线本体及PCB板；所述通信天线本体沿所述螺旋天线本体的中心轴线穿过并与所述PCB板连接，所述通信天线本体的外壁作为所述螺旋天线本体的电流地；
所述螺旋天线本体包括螺旋臂，所述螺旋臂包括至少一个二分之一波长的第一螺旋臂以及至少一个四分之一波长的第二螺旋臂；
所述螺旋天线本体具有相对设置的第一端面及第二端面，所述第一螺旋臂位于所述第一端面的半径位置，且所述第一端面圆心所在的轴线为电流零点；所述第二螺旋臂绕制于所述螺旋天线本体上(；所述第二端面与所述PCB板连接；
所述第一螺旋臂的起点连接于馈电网络的信号线，所述第一螺旋臂的末端电连接于所述通信天线本体上；所述第二螺旋臂的起点连接于所述PCB板的参考地，所述第二螺旋臂的末端开路。
进一步地，本发明一个较佳的实施例中，所述第二螺旋臂的起点还设置有短路匹配枝节。
进一步地，本发明一个较佳的实施例中，还包括支撑介质，所述通信天线本体通过所述支撑介质与所述PCB板连接。
进一步地，本发明一个较佳的实施例中，所述支撑介质包括连接部以及支撑柱，所述支撑柱与所述连接部固定连接；
所述支撑柱套设于所述通信天线本体的外壁上，所述支撑柱穿过所述螺旋天线本体的中心轴线并与所述PCB板固定连接，且所述连接部与所述螺旋天线本体螺旋连接。
进一步地，本发明一个较佳的实施例中，所述通信天线本体包括轴线位于同一直线上的辐射体、柱状绝缘体、外导体及金属套筒，
所述绝缘体外部套设有所述外导体，所述绝缘体的顶端与所述辐射体的底端连接；沿所述外导体顶端套设有所述金属套筒，且所述辐射体的底端位于所述金属套筒内；所述外导体与所述金属套筒电连接；
所述第一螺旋臂的末端与所述外导体连接，所述外导体作为所述电流地。
进一步地，本发明一个较佳的实施例中，所述辐射体的起点连接于馈电网络的信号线，所述外导体连接于所述PCB板的参考地。
进一步地，本发明一个较佳的实施例中，所述PCB上设置有合路器。
进一步地，本发明一个较佳的实施例中，所述螺旋天线本体包括柔性基板，所述第二螺旋臂绕制于所述柔性基板之上。
进一步地，本发明一个较佳的实施例中，所述第一螺旋臂及所述第二螺旋臂各设置有四个。
本发明实施例提供的一种宽带螺旋组合多网通天线，通过设置的所述通信天线本体及所述螺旋天线本体相互配合，使得所述通信天线本体及所述螺旋天线本体接收及传输信号的频段更全面，是一种多网通形式的天线结构形式。同时，所述通信天线本体的外壁作为所述螺旋天线本体的电流地，而所述螺旋天线本体的中心(第一端面圆心所在轴线)为电流零点，使得所述通信天线本体及所述螺旋天线本体互不干扰。另外，所述螺旋天线本体上分别设置二分之一波长的第一螺旋臂以及四分之一波长的所述第二螺旋臂，多频搭配，保证宽带螺旋组合多网通天线工作的宽频带。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明一实施例提供的宽带螺旋组合多网通天线的爆炸图；
图2是本发明一实施例提供的宽带螺旋组合多网通天线的俯视图；
图3是本发明一实施例提供的宽带螺旋组合多网通天线的主视图；
图4是本发明一实施例提供的通信天线本体的示意图；
图5是本发明一实施例提供的螺旋天线本体的示意图。
附图标记：
1通信天线本体 11辐射体 12绝缘体 13外导体 14金属套筒 2支撑介质 21连接部 22支撑柱 3螺旋天线本体 31柔性基板 32第一螺旋臂 33第二螺旋臂 4PCB板
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
如图1-3所示，本发明实施例提供了一种宽带螺旋组合多网通天线，包括：通信天线本体1、柱状的螺旋天线本体3及PCB板4(Printed Circuit Board，印制电路板)；所述通信天线本体1沿所述螺旋天线本体3的中心轴线穿过并与所述PCB板4连接，所述通信天线本体1的外壁作为所述螺旋天线本体3的电流地。通过设置的所述通信天线本体1及所述螺旋天线本体3相互配合，使得所述通信天线本体1及所述螺旋天线本体3接收及传输信号的频段更全面，是一种多网通形式的天线结构形式。同时，所述通信天线本体1的外壁作为所述螺旋天线本体3的电流地，而所述螺旋天线本体3的中心(第一端面圆心所在轴线)为电流零点，使得所述通信天线本体1及所述螺旋天线本体3互不干扰。通信天线本体1与螺旋天线本体3能够独立应用进行信号传输，同时又相互配合相互依存。
其中，如图1-3及图5所示，所述螺旋天线本体3包括螺旋臂，所述螺旋臂包括至少一个二分之一波长的第一螺旋臂32以及至少一个四分之一波长的第二螺旋臂33；所述螺旋天线本体3具有相对设置的第一端面及第二端面，所述第一螺旋臂32位于所述第一端面的半径位置，且所述第一端面圆心所在的轴线为电流零点；所述第二螺旋臂33绕制于所述螺旋天线本体3上，本实施例中第一螺旋臂32以一定间隔排布，第二螺旋臂33也按照一定间隔绕制于柔性基板31之上；所述第二端面与所述PCB板4连接。
所述第一螺旋臂32的起点连接于馈电网络的信号线，所述第一螺旋臂32的末端短路接地，且所述第一螺旋臂32的末端电连接于所述通信天线本体1的外导体13上，第一螺旋臂32的末端与通信天线本体1的外导体13共体结构设计。所述第二螺旋臂33的起点连接于所述PCB板4的参考地(零电位)，所述第二螺旋臂33的末端开路。所述螺旋天线本体3上分别设置二分之一波长的第一螺旋臂32以及四分之一波长的所述第二螺旋臂33，多频搭配，保证宽带螺旋组合多网通天线工作的宽频带。提供了宽频带，多网通集成的通信类天线。
为更好实现匹配效果，本发明一较佳的实施例中，所述第二螺旋臂33的起点(短路接地处)还设置有短路匹配枝节。
如图1所示，本发明实施例中提供的宽带螺旋组合多网通天线，通信天线本体1与螺旋天线本体3是通过支撑介质2实现连接的，同时所述通信天线本体1通过所述支撑介质2与所述PCB板4连接，本实施例中支撑介质2的底端由螺丝固定于PCB板4上。支撑介质2用于对带有螺旋臂的柔性基板31进行支撑定型。
具体的，支撑介质2的结构图如图1及图4所示，所述支撑介质2包括连接部21以及支撑柱22，所述支撑柱22与圆形的所述连接部21固定连接；所述支撑柱22套设于所述通信天线本体1的外壁上，所述支撑柱22穿过所述螺旋天线本体3的中心轴线并与所述PCB板4固定连接，且所述连接部21与所述螺旋天线本体3螺旋连接。
其中，如图1所示，本发明一实施例提供的宽带螺旋组合多网通天线中，所述通信天线本体1包括轴线位于同一直线上的辐射体11、柱状绝缘体12、外导体13及金属套筒14，所述支撑柱22套设于所述外导体13外侧；所述外导体13内部设置所述绝缘体12，所述绝缘体12的顶端与所述辐射体11的底端连接。沿所述外导体13顶端套设有所述金属套筒14，且所述辐射体11的底端位于所述金属套筒14内，即所述金属套筒14同时包括了位于外导体13外侧的一段以及位于辐射体11外侧的一段，金属套筒14两段的设置的长度可根据各种频率设计需求而定。所述外导体13的顶部与所述金属套筒14电连接；所述第一螺旋臂32的末端与所述外导体13连接，所述外导体13作为所述电流地。其中，柱状绝缘体12的材质为FR4材质(环氧树脂复合材料)。
本实施例中，所述辐射体11的起点连接于馈电网络的信号线，所述外导体13连接于所述PCB板4的参考地。馈电网络是一个整体网络结构，信号线是馈电网络进行对外输出信号或接收信号的连接端，本实施例中，各四个二分之一波长的第一螺旋臂32分别连接于馈电网络的四个信号线上。
另外，上述实施例中提供的宽带螺旋组合多网通天线，所述PCB上设置有合路器。
本发明一实施例中提供的宽带螺旋组合多网通天线，所述螺旋天线本体3包括FPC柔性板4，即柔性基板31(Flexible Printed Circuit Board)，柔性基板31作为螺旋天线本体3的支撑结构，螺旋天线本体3的外壁面即为柔性基板31的外壁面，所述第二螺旋臂33绕制于所述柔性基板31上，位于柔性基板31的外壁面。其中，如图1所示，上述实施例提供的宽带螺旋组合多网通天线中，所述第一螺旋臂32及所述第二螺旋臂33各设置有四个。本实施例中设置的8条螺旋臂附着于FPC柔性板4之上，带有螺旋臂的FPC柔性板4绕制固定于支撑介质2之上。其他实施例中，柔性基本31也可选用其他具有高频信号特性的柔性材质作为基板。
本发明实施例提供的宽带螺旋组合多网通天线具有如下特点：
螺旋天线本体3显示为GNSS频段，在电气性能上实现天线的高增益、高前后比、宽波束、宽频带性能、频段内电流平衡等特性。通信天线本体1显示为车联网通信频段，实现天线的周向能量分布的均匀性，同时能够满足自身的多频宽带设计。本发明实施例提供的宽带螺旋组合多网通天线在结构上有效的利用两种天线的共有支撑回路地(支撑介质2的设置)形成结构上的统一。本实施例中的宽带螺旋组合多网通天线为一体式天线结构，可以设计WiFi加蓝牙、WiFi、蓝牙、V2X、V2X加WiFi或者蓝牙等频率组合。
本实施例中螺旋天线本体3的电流零点与外导体13共体应用，通信天线本体1的外导体13设置于螺旋天线本体3的中心轴线上，作为螺旋天线本体3的电流地；同时支撑介质2起有效固定作用。
螺旋天线本体3的中心处为电流零点，对中心轴线的通信天线本体1不会形成干扰。
二分之一波长的第一螺旋臂32与四分之一波长的第二螺旋臂33多频搭配设计，且四分之一波长的第二螺旋臂33起点处(短路接地处)新增短路匹配枝节结构，螺旋臂波长的不同设计等有效的保证了宽带螺旋组合多网通天线的宽频带工作及螺旋臂上的电流平衡。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，也即空调正常安装时对应的方位。仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种宽带螺旋组合多网通天线，其特征在于，包括：通信天线本体、柱状的螺旋天线本体及PCB板；所述通信天线本体沿所述螺旋天线本体的中心轴线穿过并与所述PCB板连接，所述通信天线本体的外壁作为所述螺旋天线本体的电流地；
所述螺旋天线本体包括螺旋臂，所述螺旋臂包括至少一个二分之一波长的第一螺旋臂以及至少一个四分之一波长的第二螺旋臂；
所述螺旋天线本体具有相对设置的第一端面及第二端面，所述第一螺旋臂位于所述第一端面的半径位置，所述第一螺旋臂的起点连接于馈电网络的信号线，所述第一螺旋臂的末端电连接于所述通信天线本体上；所述通信天线本体插设于所述第一端面圆心所在的轴线，所述第一端面圆心所在的轴线作为所述螺旋天线本体的电流零点；所述第二螺旋臂绕制于所述螺旋天线本体上；所述第二端面与所述PCB板连接；所述第二螺旋臂的起点连接于所述PCB板的参考地，所述第二螺旋臂的末端开路。
2.根据权利要求1所述的宽带螺旋组合多网通天线，其特征在于，所述第二螺旋臂的起点还设置有短路匹配枝节。
3.根据权利要求1所述的宽带螺旋组合多网通天线，其特征在于，还包括支撑介质，所述通信天线本体通过所述支撑介质与所述PCB板连接。
4.根据权利要求3所述的宽带螺旋组合多网通天线，其特征在于，所述支撑介质包括连接部以及支撑柱，所述支撑柱与所述连接部固定连接；
所述支撑柱套设于所述通信天线本体的外壁上，所述支撑柱穿过所述螺旋天线本体的中心轴线并与所述PCB板固定连接，且所述连接部与所述螺旋天线本体螺旋连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的宽带螺旋组合多网通天线，其特征在于，所述通信天线本体包括轴线位于同一直线上的辐射体、柱状绝缘体、外导体及金属套筒，
所述绝缘体外部套设有所述外导体，所述绝缘体的顶端与所述辐射体的底端连接；沿所述外导体顶端套设有所述金属套筒，且所述辐射体的底端位于所述金属套筒内；所述外导体与所述金属套筒电连接；
所述第一螺旋臂的末端与所述外导体连接，所述外导体作为所述电流地。
6.根据权利要求5所述的宽带螺旋组合多网通天线，其特征在于，所述辐射体的起点连接于馈电网络的信号线，所述外导体连接于所述PCB板的参考地。
7.根据权利要求1-4任一项所述的宽带螺旋组合多网通天线，其特征在于，所述PCB上设置有合路器。
8.根据权利要求1-4任一项所述的宽带螺旋组合多网通天线，其特征在于，所述螺旋天线本体包括柔性基板，所述第二螺旋臂绕制于所述柔性基板之上。
9.根据权利要求1-4任一项所述的宽带螺旋组合多网通天线，其特征在于，所述第一螺旋臂及所述第二螺旋臂各设置有四个。
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