CN111864365A - 一种带引向结构的双极化微带天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微带贴片天线技术领域，具体地说，涉及一种带引向结构的双极化微带天线，包括微波介质基板，微波介质基板的顶面固定有金属贴片组件，金属贴片组件包括方形内金属贴片和外围金属贴片，方形内金属贴片的其中两侧均连接有调配支节和馈电探针，方形内金属贴片中间的通孔内设有金属圆柱，金属圆柱的顶端连接有若干高度调节柱。该带引向结构的双极化微带天线可以对电波信号起到引向作用，提高天线接收电波信号的稳定性；同时可以在完成PCB板加工后对微带天线的辐射特性进行小范围的调配，使天线满足具体指标的需求，提高了天线产品的可调试性；此外，在大批量生产时，通过此调配措施可降低产品的废品率，从而降低生产成本。

Description

一种带引向结构的双极化微带天线

技术领域

本发明涉及微带贴片天线技术领域，具体地说，涉及一种带引向结构的双极化微带天线。

背景技术

随着移动通信技术的发展，MIMO多天线技术成为Wi-Fi和TD-LTE通信提升通信质量和效率的关键技术。利用双极化天线技术实现极化分集，可以进行极化多址通信，提升信道的吞吐量和利用率。

其中，微带贴片天线具有剖面低、重量轻、体积小、成本低、便于集成和组成阵列等优点而得到广泛的研究和应用。双极化微带天线常用的技术方案是将两个极化通道的微带馈线连接在同一个正方形金属贴片上，虽然结构简单，但是天线的波束较宽，导致增益不高，有时难以满足指标要求；另一方面，微带天线大都在PCB板上加工，一旦制板完成，天线的指标就无法调整了，但是加工误差会导致天线性能的变化，甚至会导致不满足指标要求的情况发生。这种情况下，微带天线没有任何可调节弥补的措施，造成天线产品的废品率提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带引向结构的双极化微带天线，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带引向结构的双极化微带天线，包括微波介质基板，所述微波介质基板的底面通过螺钉固定有金属地板，所述微波介质基板的顶面通过绝缘胶粘连固定有金属贴片组件，所述金属贴片组件包括方形内金属贴片，所述方形内金属贴片的中间设有通孔，所述方形内金属贴片的外侧设有外围金属贴片，所述方形内金属贴片的其中两侧外缘均通过调配导线连接有调配支节，所述调配支节的另一侧通过微带馈线连接有馈电探针，所述通孔内设有金属圆柱，所述金属圆柱包括中心柱，所述中心柱的外侧从内至外依次套设有若干加粗套管，其中最外侧的所述加粗套管外套设有外套管，所述金属圆柱的顶端依次螺纹连接有若干高度调节柱。

作为优选，所述微波介质基板的中间设有上安装孔，所述金属地板的中间设有下安装孔，所述上安装孔与所述下安装孔孔径相等且上下连通。

作为优选，所述馈电探针包括固定板，所述固定板内卡接固定有L型探针，所述L型探针的水平段外端与所述微带馈线连接，所述L型探针的垂直段底端穿过所述微波介质基板后与同轴插座内芯连接。

作为优选，所述方形内金属贴片与所述外围金属贴片之间留有空隙，所述调配支节、所述固定板均通过绝缘胶粘连固定在所述微波介质基板位于该空隙内的部分上。

作为优选，所述中心柱的底端一体成型有螺纹杆，所述螺纹杆的长度大于所述微波介质基板与所述金属地板的厚度之和，所述螺纹杆依次穿过所述上安装孔和所述下安装孔后螺纹连接有螺母，所述中心柱的外径大于所述上安装孔的孔径，所述螺纹杆的外径等于所述上安装孔的孔径，所述外套管的外径小于所述通孔的孔径。

作为优选，所述中心柱的外侧壁上规则设有若干第一限位槽，所述中心柱的顶端设有第一螺纹孔。

作为优选，所述加粗套管的内侧壁上规则一体成型有若干限位条，所述加粗套管的外侧壁上规则设有若干第二限位槽。

作为优选，所述限位条与所述第一限位槽的尺寸相适配且位置一一对应，所述第一限位槽与所述第二限位槽的尺寸相等。

作为优选，所述高度调节柱包括中心调节柱，所述中心调节柱与所述中心柱的截面形状、尺寸均相同，所述中心调节柱的底端一体成型有螺纹块，所述螺纹块与所述第一螺纹孔螺纹连接，所述中心调节柱的外侧壁上规则设有若干第三限位槽，所述中心调节柱的顶端设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与所述第一螺纹孔尺寸相同。

作为优选，所述中心调节柱的外侧从内至外依次套设有若干加粗调节套管，其中最外侧的所述加粗调节套管外套设有外调节套管，所述加粗调节套管与所述加粗套管的截面形状、尺寸均相同，所述外调节套管与所述外套管的截面形状、尺寸均相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该带引向结构的双极化微带天线通过设置由方形内金属贴片和外围金属贴片组成的金属贴片组件，可以对电波信号起到引向作用，提高天线接收电波信号的稳定性；

2.该带引向结构的双极化微带天线通过设置可调节半径和高度的金属圆柱，可以在完成PCB板加工后对微带天线的辐射特性进行小范围的调配，使天线满足具体指标的需求，提高天线产品的可调试性，且在大批量生产时，通过此调配措施可降低产品的废品率，从而降低生产成本。

附图说明

图1为发明的整体结构示意图；

图2为发明的局部拆分结构示意图；

图3为发明中金属贴片组件的结构示意图；

图4为发明中调配支节的拆分结构示意图；

图5为发明中馈电探针的结构示意图；

图6为发明中馈电探针的局部半剖结构示意图；

图7为发明的局部拆分结构示意图；

图8为发明中金属圆柱的拆分结构示意图；

图9为发明中高度调节柱的拆分结构示意图。

图中：

1、微波介质基板；11、上安装孔；

2、金属地板；21、下安装孔；

3、金属贴片组件；31、方形内金属贴片；311、通孔；32、外围金属贴片；

4、调配支节；41、调配导线；42、微带馈线；

5、馈电探针；51、固定板；52、L型探针；

6、金属圆柱；61、中心柱；611、螺纹杆；612、螺母；613、第一限位槽；614、第一螺纹孔；62、加粗套管；621、限位条；622、第二限位槽；63、外套管；

7、高度调节柱；71、中心调节柱；711、螺纹块；712、第三限位槽；713、第二螺纹孔；72、加粗调节套管；73、外调节套管。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的发明仅仅是本发明一部分发明，而不是全部的发明。基于本发明中的发明，本领域普通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发明，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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”、“第三”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”、“第三”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，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案：

一种带引向结构的双极化微带天线，包括微波介质基板1，微波介质基板1的底面通过螺钉固定有金属地板2，微波介质基板1的顶面通过绝缘胶粘连固定有金属贴片组件3，金属贴片组件3包括方形内金属贴片31，方形内金属贴片31的中间设有通孔311，方形内金属贴片31的外侧设有外围金属贴片32，方形内金属贴片31的其中两侧外缘均通过调配导线41连接有调配支节4，调配支节4的另一侧通过微带馈线42连接有馈电探针5，通孔311内设有金属圆柱6，金属圆柱6包括中心柱61，中心柱61的外侧从内至外依次套设有若干加粗套管62，其中最外侧的加粗套管62外套设有外套管63，金属圆柱6的顶端依次螺纹连接有若干高度调节柱7。

本实施例中，微波介质基板1的中间设有上安装孔11，金属地板2的中间设有下安装孔21。

进一步地，微波介质基板1与金属地板2的形状、尺寸均相同，外围金属贴片32与微波介质基板1外缘的形状、尺寸相适配，使该天线的底板部分外缘平整。

进一步地，上安装孔11与下安装孔21孔径相等且上下连通，便于紧实地安装金属圆柱6。

本实施例中，馈电探针5包括固定板51，固定板51内卡接固定有L型探针52。

进一步地，L型探针52的水平段外端与微带馈线42连接，L型探针52的垂直段底端穿过微波介质基板1后与同轴插座内芯连接，L型探针52用于探测金属地板2的馈电并传导到调配支节4上。

本实施例中，方形内金属贴片31与外围金属贴片32之间留有空隙，该空隙间形成一种电波信号的容器，通过上述结构，可以将电波信号引至该容器内，从而使天线接收到的电波信号更集中、稳定。

进一步地，调配支节4、固定板51均通过绝缘胶粘连固定在微波介质基板1位于该空隙内的部分上，使调配支节4和馈电探针5均安装稳固，且其不与其他导体接触，以便保持其使用的稳定性，避免影响接收电波信号的稳定性。

具体地，两组调配支节4和馈电探针5搭配起来分别形成两个极化通道，可以实现双极化，进而可以实现极化分集，可应用于极化多址通讯以提高信道的利用率。

本实施例中，中心柱61的底端一体成型有螺纹杆611，螺纹杆611的长度大于微波介质基板1与金属地板2的厚度之和，螺纹杆611依次穿过上安装孔11和下安装孔21后螺纹连接有螺母612，使中心柱61安装结实稳固，且中心柱61与金属地板2短接。

进一步地，中心柱61的外径大于上安装孔11的孔径，避免安装时中心柱61下滑到上安装孔11内。

进一步地，螺纹杆611的外径等于上安装孔11的孔径，使螺纹杆611安装稳固、不易晃动，同时确保螺纹杆611与金属地板2充分接触以保持短接状态。

此外，外套管63的外径小于通孔311的孔径，以确保任何粗细程度的金属圆柱6都不与方形内金属贴片31相接触，即保证金属圆柱6不与方形内金属贴片31电气连接。

本实施例中，中心柱61的外侧壁上规则设有若干第一限位槽613。

进一步地，加粗套管62的内侧壁上规则一体成型有若干限位条621，限位条621与第一限位槽613的尺寸相适配且位置一一对应，使中心柱61与其相邻的加粗套管62接触紧密、不易松动，同时可以增大两者之间的接触面积。

其中，若干从内至外分布的加粗套管62的外径依次增大，且每层加粗套管62的厚度均相等。

进一步地，加粗套管62的外侧壁上规则设有若干第二限位槽622，第一限位槽613与第二限位槽622的尺寸相等，即加粗套管62的第二限位槽622与其外侧相邻的加粗套管62的限位条卡接配合，进而使金属圆柱6时刻保持紧实状态。

此外，外套管63的内侧壁上规则一体成型有若干限位条621，外套管63外侧壁上不设限位槽，使最粗状态的金属圆柱6外侧光滑平整。

本实施例中，高度调节柱7包括中心调节柱71，中心调节柱71与中心柱61的截面形状、尺寸均相同。

进一步地，中心柱61的顶端设有第一螺纹孔614，中心调节柱71的底端一体成型有螺纹块711，螺纹块711与第一螺纹孔614螺纹连接，使中心调节柱71紧实稳固地安装在中心柱61上。

进一步地，中心调节柱71的顶端设有第二螺纹孔713，第二螺纹孔713与第一螺纹孔614尺寸相同，则若干中心调节柱71可以依次紧实连接。

本实施例中，中心调节柱71的外侧从内至外依次套设有若干加粗调节套管72，其中最外侧的加粗调节套管72外套设有外调节套管73。

进一步地，中心调节柱71的外侧壁上规则设有若干第三限位槽712。

进一步地，加粗调节套管72与加粗套管62的截面形状、尺寸均相同，外调节套管73与外套管63的截面形状、尺寸均相同，即确保任一粗细程度的高度调节柱7与金属圆柱6均相适配，通过上述结构，可以调节整体金属柱的粗细和高度。

此外，值得说明的是，微波介质基板1的介电常数影响辐射方向图的大小，方形内金属贴片31的尺寸和微波介质基板1的厚度决定了天线的工作频率，通孔311的半径和金属圆柱6的半径及高度影响天线的轴比。

本发明的带引向结构的双极化微带天线在使用时，首先需根据要求确定所选用的微波介质基板1的介电常数和板材厚度，其次取用尺寸合适的方形内金属贴片31安装到微波介质基板1上，再选择尺寸适宜的通孔311，然后通过调节金属圆柱6的高度和粗细度以得到最优的轴比特性，最后分别调节两个调配支节4使天线的电压驻波比性能在工作频率达到最佳。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述发明的限制，上述发明和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：包括微波介质基板(1)，所述微波介质基板(1)的底面通过螺钉固定有金属地板(2)，所述微波介质基板(1)的顶面通过绝缘胶粘连固定有金属贴片组件(3)，所述金属贴片组件(3)包括方形内金属贴片(31)，所述方形内金属贴片(31)的中间设有通孔(311)，所述方形内金属贴片(31)的外侧设有外围金属贴片(32)，所述方形内金属贴片(31)的其中两侧外缘均通过调配导线(41)连接有调配支节(4)，所述调配支节(4)的另一侧通过微带馈线(42)连接有馈电探针(5)，所述通孔(311)内设有金属圆柱(6)，所述金属圆柱(6)包括中心柱(61)，所述中心柱(61)的外侧从内至外依次套设有若干加粗套管(62)，其中最外侧的所述加粗套管(62)外套设有外套管(63)，所述金属圆柱(6)的顶端依次螺纹连接有若干高度调节柱(7)。

2.根据权利要求1所述的带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：所述微波介质基板(1)的中间设有上安装孔(11)，所述金属地板(2)的中间设有下安装孔(21)，所述上安装孔(11)与所述下安装孔(21)孔径相等且上下连通。

3.根据权利要求1所述的带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：所述馈电探针(5)包括固定板(51)，所述固定板(51)内卡接固定有L型探针(52)，所述L型探针(52)的水平段外端与所述微带馈线(42)连接，所述L型探针(52)的垂直段底端穿过所述微波介质基板(1)后与同轴插座内芯连接。

4.根据权利要求3所述的带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：所述方形内金属贴片(31)与所述外围金属贴片(32)之间留有空隙，所述调配支节(4)、所述固定板(51)均通过绝缘胶粘连固定在所述微波介质基板(1)位于该空隙内的部分上。

5.根据权利要求2所述的带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：所述中心柱(61)的底端一体成型有螺纹杆(611)，所述螺纹杆(611)的长度大于所述微波介质基板(1)与所述金属地板(2)的厚度之和，所述螺纹杆(611)依次穿过所述上安装孔(11)和所述下安装孔(21)后螺纹连接有螺母(612)，所述中心柱(61)的外径大于所述上安装孔(11)的孔径，所述螺纹杆(611)的外径等于所述上安装孔(11)的孔径，所述外套管(63)的外径小于所述通孔(311)的孔径。

6.根据权利要求1所述的带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：所述中心柱(61)的外侧壁上规则设有若干第一限位槽(613)，所述中心柱(61)的顶端设有第一螺纹孔(614)。

7.根据权利要求6所述的带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：所述加粗套管(62)的内侧壁上规则一体成型有若干限位条(621)，所述加粗套管(62)的外侧壁上规则设有若干第二限位槽(622)。

8.根据权利要求7所述的带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：所述限位条(621)与所述第一限位槽(613)的尺寸相适配且位置一一对应，所述第一限位槽(613)与所述第二限位槽(622)的尺寸相等。

9.根据权利要求8所述的带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：所述高度调节柱(7)包括中心调节柱(71)，所述中心调节柱(71)与所述中心柱(61)的截面形状、尺寸均相同，所述中心调节柱(71)的底端一体成型有螺纹块(711)，所述螺纹块(711)与所述第一螺纹孔(614)螺纹连接，所述中心调节柱(71)的外侧壁上规则设有若干第三限位槽(712)，所述中心调节柱(71)的顶端设有第二螺纹孔(713)，所述第二螺纹孔(713)与所述第一螺纹孔(614)尺寸相同。

10.根据权利要求9所述的带引向结构的双极化微带天线，其特征在于：所述中心调节柱(71)的外侧从内至外依次套设有若干加粗调节套管(72)，其中最外侧的所述加粗调节套管(72)外套设有外调节套管(73)，所述加粗调节套管(72)与所述加粗套管(62)的截面形状、尺寸均相同，所述外调节套管(73)与所述外套管(63)的截面形状、尺寸均相同。

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