CN110739539A - 一种240.5MHz~242.5MHz的电小天线 - Google Patents

一种240.5MHz~242.5MHz的电小天线 Download PDF

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张一培
牛自豪
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Abstract

本发明公开了一种240.5~242.5MHz的电小天线，包括介质基板、金属辐射体、金属铝板、分布式电容、分布式电感；介质基板为方筒形，底端固定在金属铝板上，金属辐射体呈阶梯状、螺旋上升式分布于介质基板上，分布式电感以及分布式电容位于天线金属铝板背面，通过背馈的方式在分布式电感和分布式电容之间馈电；所述电小天线匹配网络采用分布式电感和分布式电容进行匹配，馈电左右的两支路分别经过分布式电容至金属铝板以及经过分布式电感至天线端。本发明的匹配网络的匹配效果更佳，功率容量更高，在应用系统体积受限时，可在保证增益的同时尽可能满足系统的大小需求，增强系统稳定性。

Description

一种240.5MHz~242.5MHz的电小天线
技术领域
本发明属于民用小型通信天线领域，具体涉及一种240.5~242.5MHz的电小天线。
背景技术
当前，物联网发展迅速，万物互联成为的未来主流趋势之一，而在每一个具有通信功能的通信终端上都需要天线。由于系统体积受限，以及对天线增益的要求，小型化、高增益的天线逐渐成为未来天线的发展趋势。
目前，电小天线大部分采用电感和电容器件来设计相应的匹配网络；如专利CN108832315A中公开的一种宽频段的单频ISM电小天线，它采用的辐射微带线主要有两个分支，两个分支的起点都是馈电点，终点都是接地点。一个支路上设置为电感，另一个支路上设置为电容和电感串联。集总元件功率容量很小，很容易被击穿，而微带线的功率容量很大，所以我们采用微带形式的分布电容和分布式电感。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种240.5~242.5MHz的电小天线，克服了电感电容器件易被击穿以及金属辐射体辐射效果差的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种240.5~242.5MHz的电小天线，包括介质基板、金属辐射体、金属铝板、分布式电容、分布式电感；介质基板为方筒形，底端固定在金属铝板上，金属辐射体呈阶梯状、螺旋上升式分布于介质基板上，分布式电感以及分布式电容位于天线金属铝板背面，通过背馈的方式在分布式电感和分布式电容之间馈电；所述电小天线匹配网络采用分布式电感和分布式电容进行匹配，馈电左右的两支路分别经过分布式电容至金属铝板以及经过分布式电感至天线端。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明采用微带形式的分布式电容和分布式电感，和集总元器件相比，微带线的功率容量更大，不容易被击穿，天线更加稳定；
（2）本发明采用螺旋天线，辐射体呈阶梯状、螺旋上升式分布于介质板上，这种结构的金属辐射体辐射效果好。
附图说明
图1为依照本发明实施的整体结构示意图。
图2为依照本发明实施的内部结构示意图（前侧）。
图3为依照本发明实施的内部结构示意图（左侧）。
图4为依照本发明实施的内部结构示意图（底部）。
图5为依照本发明实施的内部结构示意图（顶部）。
图6为依照本发明实施的驻波图。
图7为依照本发明实施的3D方向图。
图8为依照本发明实施的Phi=0°、90°剖面增益方向图。
图中，1-介质基板，2-金属辐射体，3-金属铝板，4-分布式电容，5-分布式电感。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
需要说明的是，本说明书附图中所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1示出了依照本发明实施的整体效果图，介质基板1为筒形，安装在金属铝板3上，金属辐射体2呈阶梯状、螺旋上升式分布于介质基板1上，分布式电感5以及分布式电容4偏心设置于天线金属铝板3背面，避开中心位置的金属辐射体2的接口，分布式电容4的一端和金属辐射体2直接相连，另一端连接馈电点，分布式电感5的一端和馈电点相连，另一端直接和金属铝板3相连，分布式电容4、分布式电感5均采用Rogers RO4350，介电常数为3.36，损耗角正切为0.004，厚度为1mm。金属辐射体2宽度是2.5mm，厚度是1mm，螺距是22mm，辐射金属体2的高度为139mm。介质基板1使用Rogers RO3010材料，采用中空方筒式结构，基板厚度为4mm，外横截面尺寸为21mm×21mm，内横截面尺寸为13mm×13mm。天线金属铝板3采用金属铝材料，厚度为2mm，尺寸为100mm×100mm。图2~图5给出了依照本发明实施的不同视角下内部结构示意图。
通过加载分布式电容和分布式电感，本发明天线整体尺寸小型化为0.08λ×0.08λ×0.124λ，λ是该频段所对应的波长。
与使用电容电感元器件的匹配效果相比，本发明采用微带形式的分布式电容和分布式电感，匹配的效果更好，并且可承受的功率大幅度提升，如图6所示，在240.5~242.5MHz内的驻波小于2。
和现有技术相比，本发明采用阶梯上升式螺旋天线，其辐射效果更好，如图7和图8所示，增益达到了1dB以上。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知技术。

Claims (4)

1.一种240.5~242.5MHz的电小天线，其特征在于：包括介质基板（1）、金属辐射体（2）、金属铝板（3）、分布式电容（4）、分布式电感（5）；介质基板（1）为方筒形，底端固定在金属铝板（3）上，金属辐射体（2）呈阶梯状、螺旋上升式分布于介质基板（1）上，分布式电感（5）以及分布式电容（4）位于天线金属铝板（3）背面，通过背馈的方式在分布式电感（5）和分布式电容（4）之间馈电；所述电小天线匹配网络采用分布式电感（5）和分布式电容（4）进行匹配，馈电左右的两支路分别经过分布式电容（4）至金属铝板（3）以及经过分布式电感（5）至天线端。
2.根据权利要求1所述的240.5~242.5MHz的电小天线，其特征在于：所述的金属辐射体（2）为1mm厚度的金属铜，金属辐射体（2）每节之间的间隔固定为22mm。
3.根据权利要求1所述的240.5~242.5MHz的电小天线，其特征在于：所述介质基板（1）横截面为方形。
4.根据权利要求1所述的240.5~242.5MHz的电小天线，其特征在于：所述分布式电容（4）以及分布式电感（5）放置于金属铝板（3）中心位置一侧。
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