CN109742560B

CN109742560B - 定向增益天线

Info

Publication number: CN109742560B
Application number: CN201811653909.1A
Authority: CN
Inventors: 尹柳中; 郭康清; 谢仁礼; 王子同; 杨福军
Original assignee: Shenzhen TCL New Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen TCL New Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2038-12-29
Also published as: CN109742560A

Abstract

本发明公开了一种定向增益天线，定向增益天线包括天线本体及金属主板，天线本体设置于金属主板上，天线本体设置于金属主板上，且天线本体与金属主板的边缘之间的距离小于天线本体与金属主板的中心之间的距离；天线本体连接有微带线，且天线本体与微带线相接，并形成天线面；天线本体设有辐射缝，且辐射缝与金属主板的边缘之间的距离小于辐射缝与金属主板的中心之间的距离；在天线本体发射电波时，电波通过微带线抑制天线面内的旁瓣，且通过辐射缝辐射。本发明实现金属主板的金属面的前向散射的增益增大，实现天线面内的定向辐射，可以减少同频干扰的可能性，同时有效抑制其他方向的辐射。

Description

定向增益天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及定向增益天线。

背景技术

天线，是在无线通讯系统中用来传送与接收电磁波能量的重要必备组件。

基于智能语音交互，常用的蓝牙天线作为终端应用很少考虑天线辐射的定向性，在项目应用中通信方式比较确定的情况下，就希望尽量把能量投射到应用区域，提通信效果，这就提出了定向发射。

然而，现有的定向发射的天线增益效果不是很好。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种定向增益天线，旨在解决现有技术中定向发射的天线增益效果不是很好的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种定向增益天线，所述定向增益天线包括天线本体及金属主板，所述天线本体设置于所述金属主板上，且所述天线本体与所述金属主板的边缘之间的距离小于所述天线本体与所述金属主板的中心之间的距离；

所述天线本体连接有微带线，且所述天线本体与微带线相接，并形成天线面；

天线本体设有辐射缝，且所述辐射缝与所述金属主板的边缘之间的距离小于所述辐射缝与所述金属主板的中心之间的距离；

在所述天线本体发射电波时，所述电波通过所述微带线抑制所述天线面内的旁瓣，且通过所述辐射缝辐射。

可选地，所述天线本体的形状为矩形，所述矩形包括第一长边、第二长边、第一短边及第二短边；所述第一长边与所述金属主板的边缘之间的距离小于所述第一长边与所述金属主板的中心之间的距离。

可选地，所述辐射缝设置于第一长边。

可选地，所述第一短边、第二短边均设为谐振边。

可选地，所述微带线的长边与所述第二长边垂直。

可选地，所述第二长边设有多个短路过孔。

可选地，所述短路过孔的孔径为0.15毫米。

可选地，所述金属主板的边缘设有多个安装缺口。

可选地，金属主板上开设有多个安装过孔。

可选地，所述金属主板包括PCB板及设置于所述PCB板正反两面的金属层。

本发明中，将天线本体设置于金属主板上，且且天线本体与金属主板的边缘之间的距离小于天线本体与金属主板的中心之间的距离，微带线设置于天线本体上，天线本体发射电波，电波通过微带线抑制天线面内的旁瓣，且通过辐射缝辐射，实现金属主板的金属面的前向散射的增益增大，实现天线面内的定向辐射，可以减少同频干扰的可能性，同时有效抑制其他方向的辐射。本发明通过将天线本体连接的微带线，有效抑制天线面内的旁瓣，充分实现天线面内的定向辐射特性。

附图说明

图1为本发明定向增益天线的结构示意图；

图2为本发明A处的放大图；

图3为本发明定向增益天线辐射电波的立体图；

图4为本发明定向增益天线辐射电波的俯视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	天线本体	20	金属主板
30	微带线	100	辐射缝
				101	谐振边	102	第二长边
103	短路过孔	201	安装缺口
				202	安装过孔

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-2所示，图1为本发明定向增益天线的结构示意图；图2为本发明A处的放大图。

参照图1，图1是本发明定向增益天线的结构示意图。

本发明提供一种定向增益天线，定向增益天线包括天线本体10及金属主板20，天线本体10设置于金属主板20上，且天线本体10与金属主板20的边缘之间的距离小于天线本体10与金属主板20的中心之间的距离；

天线本体10连接有微带线30，且天线本体10与微带线30相接，并形成天线面；

天线本体10设有辐射缝100，且辐射缝100与金属主板20的边缘之间的距离小于辐射缝100与金属主板20的中心之间的距离；

在天线本体10发射电波时，电波通过微带线30抑制天线面内的旁瓣，且通过辐射缝100辐射。

本案的天线优选为蓝牙天线，以天线本体10设置于与金属主板20靠近边缘的位置为后端，以远离天线本体10的金属主板20的边缘位置为前端，在天线本体10发射电波时，电波通过微带线30抑制天线面内的旁瓣，且通过辐射缝100辐射，实现金属主板20的金属面的前向散射的增益增大，实现天线面内的定向辐射，可以减少同频干扰的可能性，同时有效抑制其他方向的辐射。

微带线30是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线，其中，介质基片可以是99.5％纯度氧化铝陶瓷和聚烯烃或编织玻璃纤维材料的基片。微带线30适合制作微波集成电路的平面结构传输线，与金属波导相比，其体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性和制造成本低等。因此，本案的定向增益天线与普通金属天线在成本上相比具有一定的优势。

本发明中，将天线本体10设置于金属主板20上，且且天线本体10与金属主板20的边缘之间的距离小于天线本体10与金属主板20的中心之间的距离，微带线30设置于天线本体10上，天线本体10发射电波，电波通过微带线抑制天线面内的旁瓣，且通过辐射缝100辐射，实现金属主板20的金属面的前向散射的增益增大，实现天线面内的定向辐射，可以减少同频干扰的可能性，同时有效抑制其他方向的辐射。本发明通过将天线本体10连接的微带线30，有效抑制天线面内的旁瓣，充分实现天线面内的定向辐射特性。

请参阅图3及图4，本案经试验，成功实现了前向增益最大，且波束宽度在前向±20°内，满足水平面内定向辐射要求。

可选地，天线本体10的形状为矩形，矩形包括第一长边、第二长边102、第一短边及第二短边；第一长边与与金属主板20的边缘之间的距离小于第一长边与金属主板20的中心之间的距离。

可选地，辐射缝100设置于第一长边。

可选地，第一短边、第二短边均设为谐振边101。

天线本体10的形状设置为矩形，金属主板20的形状优选为圆形，并且，设置有辐射缝100的第一长边与与金属主板20的边缘之间的距离小于第一长边与金属主板20的中心之间的距离，使得辐射缝100在辐射电波时，从天线本体10最靠近金属主板20的边缘的后端开始散射。

第一短边、第二短边均设为谐振边101，使得两个谐振边101对称，在天线长度等于半个波长时，天线的输入阻抗是感性的，这时，适当缩短天线的长度，可以使得天线的输入阻抗变为纯电阻，此时天线就达到了谐振。

谐振边101与辐射缝100垂直，可以抑制水平面内的旁瓣，充分实现水平面内的定向辐射特性。

可选地，微带线30的长边与第二长边102垂直。

微带线30的长边与第二长边102垂直，垂直极化突出可应用于对垂直极化要求较高的场景。

可选地，第二长边102设有多个短路过孔103。

短路过孔103的前面是天线本体10的第二长边102，后面是硬件电路，硬件电路的射频部分就通过微带线30给前面的第二长边102馈电。因此，第二长边102的馈电形式为后馈形式，便于安装于应用场景的系统集成。

可选地，短路过孔103的孔径为0.15毫米。

短路过孔103可用于接地、或者是连接其他电路层。短路过孔103的孔径优选为0.15毫米，当然，也可以是其他孔径。

可选地，金属主板20的边缘设有多个安装缺口201。

可选地，金属主板20上开设有多个安装过孔202。

安装缺口201和安装过孔202均用于将该定向增益天线安装到需要应用场景。当然，安装缺口201的形状结构不局限于设置于金属主板20的边缘，安装过孔202的形状结构不局限于设置在金属主板20上，只要能将该定向增益天线安装到需要应用的场景均可。

可选地，金属主板20包括PCB板及设置于PCB板正反两面的金属层。

PCB板采用的介质材料为FR4。FR4材料的印刷电路板中的FR4材料，阻燃-4，通常被称为FR-4，是一个被用来制造印刷电路材料。本案的PCB板层厚为1.6毫米；金属层为铜层，厚度为0.5～1盎司。

配合圆形结构的PCB板及圆形结构的正反两面的铜层实现辐射缝100辐射电波时将电波散射至前端，实现前向辐射增益，同时有效抑制其他方向的辐射。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者终端中还存在另外的相同要素。

应当说明的是，本发明的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种定向增益天线，其特征在于，所述定向增益天线包括天线本体及金属主板，所述天线本体设置于所述金属主板上，且所述天线本体与所述金属主板的边缘之间的距离小于所述天线本体与所述金属主板的中心之间的距离；所述金属主板的形状为圆形；所述金属主板包括PCB板及设置于所述PCB板正反两面的铜层；

在所述天线本体发射电波时，所述电波通过所述微带线抑制所述天线面内的旁瓣，且通过所述辐射缝将所述电波辐射出去。

2.如权利要求1所述的定向增益天线，其特征在于，所述天线本体的形状为矩形，所述矩形包括第一长边、第二长边、第一短边及第二短边；所述第一长边与所述金属主板的边缘之间的距离小于所述第一长边与所述金属主板的中心之间的距离。

3.如权利要求2所述的定向增益天线，其特征在于，所述辐射缝设置于第一长边。

4.如权利要求2所述的定向增益天线，其特征在于，所述第一短边、第二短边均设为谐振边。

5.如权利要求2所述的定向增益天线，其特征在于，所述微带线的长边与所述第二长边垂直。

6.如权利要求2所述的定向增益天线，其特征在于，所述第二长边设有多个短路过孔。

7.如权利要求6所述的定向增益天线，其特征在于，所述短路过孔的孔径为0.15毫米。

8.如权利要求1所述的定向增益天线，其特征在于，所述金属主板的边缘设有多个安装缺口。

9.如权利要求1所述的定向增益天线，其特征在于，金属主板上开设有多个安装过孔。