CN111883911B - 用于iot设备的圆极化天线和具有其的iot设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于IOT设备的圆极化天线和具有其的IOT设备，所述圆极化天线包括：第一辐射部与第二辐射部，所述第一辐射部形成为板体形状，所述第二辐射部的一端连接在所述第一辐射部的周沿，且在所述第一辐射部的厚度方向上，所述第二辐射部的另一端沿所述第一辐射部的周向螺旋向下背离所述第一辐射部延伸。根据本发明的用于IOT设备的圆极化天线，通过将第二辐射部与第一辐射部相连，并使第二辐射部沿第一辐射部的周向螺旋向下延伸，使得天线形成为具有全向接收能力的圆极化天线，增强了天线的信号收发性能。

Description

用于IOT设备的圆极化天线和具有其的IOT设备
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，尤其是涉及一种用于IOT设备的圆极化天线和具有其的IOT设备。
背景技术
相关技术中指出，IOT(物联网)技术作为5G技术中的一个重要应用场景已经开始越来越多的显示出各种应用中的潜力。由于IOT终端节点的多样性和使用环境的复杂性，给IOT设备制造提出了不小的挑战，很多IOT设备需要采用防护手段防止环境对设备的伤害，同时又需要避免所采用的防护手段对天线的信号收发功能产生影响。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种用于IOT设备的圆极化天线，所述圆极化天线可以有较好的信号收发性能。
本发明还提出一种具有上述圆极化天线的IOT设备。
根据本发明第一方面的用于IOT设备的圆极化天线，包括：第一辐射部，所述第一辐射部形成为板体形状；第二辐射部，所述第二辐射部的一端连接在所述第一辐射部的周沿，且在所述第一辐射部的厚度方向上，所述第二辐射部的另一端沿所述第一辐射部的周向螺旋向下背离所述第一辐射部延伸。
根据本发明的用于IOT设备的圆极化天线，通过将第二辐射部与第一辐射部相连，使第二辐射部沿第一辐射部的周向螺旋延伸，使得天线形成为具有全向接收能力的圆极化天线，增强了天线的信号收发性能。
根据本发明的一些实施例，所述第二辐射部包括：多个环形延伸段，多个所述环形延伸段在所述第一辐射部的厚度方向上间隔布置，每个所述环形延伸段均形成为在垂直于所述第一辐射部厚度方向的平面内延伸且具有缺口的环形，多个所述环形延伸段通过竖向延伸段顺次相连。
进一步地，在多个所述环形延伸段中，与所述第一辐射部相邻的所述环形延伸段的一端与所述第一辐射部的周沿相连。
在一些实施例中，相邻的两个所述环形延伸段的缺口位置错开设置。
根据本发明的一些实施例，相邻的两个所述环形延伸段在所述第一辐射部的厚度方向上的间隙小于所述环形延伸段在所述第一辐射部的厚度方向上的宽度。
根据本发明的一些实施例，所述第二辐射部上形成有第一射频连接点，所述第一射频连接点形成于所述第二辐射部的自由端。
根据本发明的一些实施例，所述第一辐射部和所述第二辐射部为一体成型的金属件。
根据本发明第二方面的IOT设备，包括：底盖，所述底盖呈板体形状；功能模块，所述功能模块设在所述底盖上；根据权利要求1-7中任一项所述的用于IOT设备的圆极化天线，所述圆极化天线罩设在所述底盖上，所述圆极化天线与所述功能模块通讯连接。
根据本发明的IOT设备，通过将上述第一方面的圆极化天线与功能模块通讯连接，可以更好地实现物物之间的信号联通与信息传递。
进一步地，所述功能模块包括：第二射频连接点，所述第二射频连接点设置在所述底盖朝向所述圆极化天线的一侧并与所述底盖绝缘；所述第二射频连接点与所述第一射频连接点通讯连接。
更进一步地，所述第二射频连接点与所述第一射频连接点通过金属螺钉相连，且所述底盖上形成有避让孔，所述第二射频连接点位于所述避让孔内，且第二射频连接点与所述避让孔的周壁间隔开。
在一些实施例中，所述IOT设备还包括：同轴线缆，所述功能模块与所述第二辐射部通过所述同轴线缆通讯连接。
根据本发明的一些实施例，所述底盖为金属件，所述功能模块的射频地与所述底盖电连接。
根据本发明的一些实施例，所述第二辐射部的朝向所述底盖的一端与所述底盖之间设有绝缘垫片，所述第二辐射部的所述一端通过绝缘垫片与所述底盖绝缘连接。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明第二方面实施例的IOT设备的示意图；
图2是图1中所示的IOT设备的一个角度的示意图；
图3是图1中所示的IOT设备的一个角度的示意图；
图4是图1中所示的IOT设备的底盖的示意图；
图5是根据本发明一个具体实施例的圆极化天线的回波损耗分析图。
附图标记：
IOT设备100：
圆极化天线1，第一辐射部11，第二辐射部12，环形延伸段121，竖向延伸段122，缺口123，第一射频连接点124，
底盖2，第一绝缘垫片22，功能模块3，第二射频连接点31。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1到图5描述根据本发明第一方面实施例的用于IOT设备的圆极化天线。
根据本发明第一方面的用于IOT设备100的圆极化天线1，包括：第一辐射部11和第二辐射部12。
具体地，第一辐射部11形成为板体形状，第二辐射部12的一端(例如图1中所示的第二辐射部12的上端)连接在第一辐射部11的周沿，在第一辐射部11的厚度方向(例如图1中所示的上下方向)上，第二辐射部12的另一端沿第一辐射部11的周向螺旋向下背离第一辐射部11延伸，由此，第一辐射部11与第二辐射部12可以形成为顶部为板体、侧壁为螺旋体的天线，使得本实施例的天线形成为圆极化天线1，从而具有全向收发信号的能力。
根据本发明的用于IOT设备100的圆极化天线1，通过将第二辐射部12与第一辐射部11相连，并使第二辐射部12沿第一辐射部11的周向螺旋延伸，使得天线形成为具有全向接收能力的圆极化天线1，增强了天线的信号收发性能。
根据本发明的一些实施例，参考图2，第二辐射部12可以包括：多个环形延伸段121。具体地，多个环形延伸段121在第一辐射部11的厚度方向上间隔布置，每个环形延伸段121均形成为在垂直于第一辐射部11厚度方向的平面(即水平面)内延伸且具有缺口123的环形，多个环形延伸段121可以通过竖向延伸段122顺次相连，由此，第二辐射部12可以形成为螺旋体，使得结构较为简单，便于制造，同时使得天线成为具有全向接收能力的圆极化天线1。
进一步地，在多个环形延伸段121中与第一辐射部11相邻的环形延伸段121的一端(例如图1中所示的最上侧的环形延伸段121的上端)与第一辐射部11的周沿相连，由此，使得结构更为简单，便于加工。
根据本发明的一些实施例，参考图1与图2，相邻的两个环形延伸段121的缺口123位置错开设置，这样可以使得各个环形延伸段121的缺口123在垂直方向上互不干涉，从而压缩圆极化天线1在上下方向上的高度，使圆极化天线1在不影响信号收发功能的前提下减小体积。
根据本发明的一些实施例，相邻的两个环形延伸段121在第一辐射部11的厚度方向上的间隙小于环形延伸段121在第一辐射部11的厚度方向上的宽度。
在一些实施例中，参考图2，第二辐射部12上设有第一射频连接点124，第一射频连接点124形成于辐射部的邻近底盖2的自由端，第二辐射部12可以通过第一射频连接点124接入信号。
在本发明的一些实施例中，第一辐射部11与第二辐射部12为一体成型的金属件，这样，可以进一步增强天线的辐射能力。
下面参考图1到图5描述根据本发明第二方面的IOT设备100。
参考图1，根据本发明第二方面的IOT设备100，包括底盖2、功能模块3和根据本发明第一方面的用于IOT设备100的圆极化天线1。
具体地，底盖2呈板体形状，功能模块3设在底盖2上，圆极化天线1罩设在底盖2上，圆极化天线1与功能模块3通讯连接。
根据本发明的IOT设备100，通过将上述第一方面的圆极化天线1与功能模块3通讯连接，可以更好地实现物物之间的信号联通与信息传递。
进一步地，功能模块3包括：第二射频连接点31，第二射频连接点31设置在底盖2朝向圆极化天线1的一侧并与底盖2绝缘，第二射频连接点31与第一射频连接点124通讯连接，由此可以实现圆极化天线1与功能模块3的通讯连接。
进一步地，第二射频连接点31与第一射频连接点124通过金属螺钉(图未示出)相连，且底盖2上形成有避让孔(图未示出)，第二射频连接点31位于避让孔内，且第二射频连接点31与避让孔的周壁间隔开，例如图所示，底盖2上与第二射频连接点31相对的位置可以形成为沿底盖2的厚度方向贯通底盖2的避让孔，第二射频连接点31可以位于避让孔内，也可以位于避让孔的上端并与避让孔的上周沿绝缘连接，这样，当第一射频连接点124与第二射频连接点31通过金属螺钉相连后，金属螺钉伸入避让孔内的部分可以与避让孔的周沿间隔开，这样可以防止底盖2对天线收发信号的能力形成干扰。
可选地，第二射频连接点31与第一射频连接点124可以通过焊接的方式实现通讯连接。
可选地，IOT设备100还可以包括：同轴线缆，功能模块3与第二辐射部12可以通过同轴线缆通讯连接。例如，功能模块3可以通过同轴线缆直接与第二辐射部12的第二射频连接点31通讯连接，从而使得结构更加简单，也可以提高圆极化天线1的抗干扰性能。
根据本发明的一些实施例，底盖2可以为金属件，功能模块3的射频地与底盖2电连接，这样，金属件的底盖2可以增强功能模块3的射频地，从而有助于增强天线的收发无线信号的性能。
进一步地，第二辐射部12的朝向底盖2的一端(例如图1中所示的第二辐射部12的下端)与底盖2之间设有绝缘垫片，第二辐射部12的一端通过绝缘垫片与底盖2绝缘连接，由此，可以避免金属材质的底盖2干扰天线的信号收发性能。
例如图4所示，底盖2上设有多个第一绝缘垫片22，多个第一绝缘垫片22在底盖2朝向第一辐射部11的上侧沿底盖2的周向间隔布置，第二辐射部12上形成有多个与第一绝缘垫片22一一对应的第二绝缘垫片，第一绝缘垫片22与第二绝缘垫片可以粘接，也可以通过塑料螺钉连接。
下面参考图1到图5描述根据本发明的IOT设备100的一个具体实施例。
实施例一，
IOT设备100包括：圆极化天线1、金属底盖2和功能模块3。
圆极化天线1用来收发信号，圆极化天线1包括：第一辐射部11和第二辐射部12。第一辐射部11可以形成为方形板体，第一辐射部11形成为圆极化天线1的顶壁，第二辐射部12沿着第一辐射部11的周沿螺旋向下延伸，第二辐射部12可以包括：多个环形延伸段121，在从上往下的方向上，多个环形延伸段121可以间隔布置，相邻的两个环形延伸段121之间形成缝隙，每个环形延伸段121均形成为在平行于底盖2的平面内延伸且具有缺口123的环形，在底盖2朝向第一辐射部11的方向上，多个环形延伸段121可以通过竖向延伸段122顺次相连，这样第二辐射部12可以形成为螺旋体的侧壁，第一辐射部11与第二辐射部12共同限定出立方体的空腔，优选地，第一辐射部11与第二辐射部12一体成型。
在上下方向上，第一辐射部11的厚度为4mm，多个环形延伸段121中的每一个的高度为4mm，相邻两个环形延伸段121之间的间隙的宽度为2mm，底盖2的厚度为2mm，圆极化天线1的总高度为30mm，此外，第一辐射部11的边长为60mm。
金属底盖2形成为方形的板体，圆极化天线1罩设在金属底盖2上，金属底盖2的上侧表面的周沿间隔布置有多个第一绝缘垫片22，第二辐射部12最下层的环形延伸段121上形成有多个与第一绝缘垫片22一一对应的第二绝缘垫片，第一绝缘垫片22与第二绝缘垫片可以粘接，也可以通过塑料螺钉连接，这样可以将金属底盖2与圆极化天线1绝缘连接。
功能模块3固设于金属底盖2的上表面且位于第一辐射部11与第二辐射部12共同限定出的立方体空腔内，功能模块3的射频地与金属底盖2电连接，功能模块3包括第二射频连接点31，第二射频连接点31绝缘设置在金属底盖2的上侧表面，第二辐射部12靠近金属底盖2的起始端设有第一射频连接点124，第一射频连接点124与第二射频连接点31通过金属螺钉连接，此时，金属底盖2上与第二射频连接点31相对的位置形成为沿底盖2的厚度方向贯通底盖2的避让孔，金属螺钉伸入避让孔内的部分可以与避让孔的内周壁间隔开，从而防止底盖2对天线收发信号的能力形成干扰。
如图5所示的回波损耗分析图，根据本发明的IOT设备100，其圆极化天线1可以在470-510MHz处形成圆极化谐振，即圆极化天线1的工作频段为470-510MHz，带宽为40MHz。
实施例二，
IOT设备100包括：圆极化天线1、底盖2和功能模块3。
圆极化天线1用来收发信号，圆极化天线1包括：第一辐射部11和第二辐射部12。第一辐射部11可以形成为圆环形板体，第一辐射部11形成为圆极化天线1的顶壁；第二辐射部12沿着第一辐射部11的周沿螺旋向下延伸，第二辐射部12可以包括：多个环形延伸段121，在从上往下的方向上，多个环形延伸段121可以间隔布置，每个环形延伸段121均形成为在平行于底盖2的平面内延伸且具有缺口123的环形，在底盖2朝向第一辐射部11的方向上，多个环形延伸段121可以通过竖向延伸段122顺次相连，这样第二辐射部12可以形成为螺旋体的侧壁，第一辐射部11与第二辐射部12共同限定出圆柱体空腔，优选地，第一辐射部11与第二辐射部12一体成型。
底盖2形成为绝缘的圆环形板体，圆极化天线1罩设在底盖2上，第二辐射部12最下层的环形延伸段121上形成有多个绝缘垫片，底盖2与多个绝缘垫片可以粘接，也可以通过塑料螺钉连接，这样可以将底盖2与圆极化天线1固定相连。
功能模块3固设于底盖2的上表面且位于第一辐射部11与第二辐射部12共同限定出的圆柱体空腔内，第二辐射部12靠近底盖2的起始端设有射频连接点，功能模块3可以通过同轴线缆直接与第二辐射部12的射频连接点通讯连接。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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装置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，还可以是通信；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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种用于IOT设备的圆极化天线，其特征在于，包括：
第一辐射部，所述第一辐射部形成为板体形状；
第二辐射部，所述第二辐射部的一端连接在所述第一辐射部的周沿，且在所述第一辐射部的厚度方向上，所述第二辐射部的另一端沿所述第一辐射部的周向螺旋向下背离所述第一辐射部延伸；
所述第二辐射部包括：多个环形延伸段，多个所述环形延伸段在所述第一辐射部的厚度方向上间隔布置，每个所述环形延伸段均形成为在垂直于所述第一辐射部厚度方向的平面内延伸且具有缺口的环形，多个所述环形延伸段通过竖向延伸段顺次相连；
相邻的两个所述环形延伸段的缺口在朝向竖向延伸段的一侧错开设置。
2.根据权利要求1所述的用于IOT设备的圆极化天线，其特征在于，在多个所述环形延伸段中，与所述第一辐射部相邻的所述环形延伸段的一端与所述第一辐射部的周沿相连。
3.根据权利要求1所述的用于IOT设备的圆极化天线，其特征在于，相邻的两个所述环形延伸段在所述第一辐射部的厚度方向上的间隙小于所述环形延伸段在所述第一辐射部的厚度方向上的宽度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于IOT设备的圆极化天线，其特征在于，所述第二辐射部上形成有第一射频连接点，所述第一射频连接点形成于所述第二辐射部的自由端。
5.根据权利要求1-3任一项所述的用于IOT设备的圆极化天线，其特征在于，所述第一辐射部和所述第二辐射部为一体成型的金属件。
6.一种IOT设备，其特征在于，包括：
底盖，所述底盖呈板体形状；
功能模块，所述功能模块设在所述底盖上；
圆极化天线，所述圆极化天线为根据权利要求1-5中任一项所述的用于IOT设备的圆极化天线，所述圆极化天线罩设在所述底盖上，所述圆极化天线与所述功能模块电连接。
7.根据权利要求6所述的IOT设备，其特征在于，所述功能模块包括：第二射频连接点，所述第二射频连接点设置在所述底盖朝向所述圆极化天线的一侧并与所述底盖绝缘，所述第二射频连接点与所述第一射频连接点电连接。
8.根据权利要求7所述的IOT设备，其特征在于，所述第二射频连接点与所述第一射频连接点通过金属螺钉相连，且所述底盖上形成有避让孔，所述第二射频连接点位于所述避让孔内，且第二射频连接点与所述避让孔的周壁间隔开。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的IOT设备，其特征在于，还包括：同轴线缆，所述功能模块与所述第二辐射部通过所述同轴线缆电连接。
10.根据权利要求6-8任一项所述的IOT设备，其特征在于，所述底盖为金属件，所述功能模块的射频地与所述底盖电连接。
11.根据权利要求7所述的IOT设备，其特征在于，所述第二辐射部的朝向所述底盖的一端与所述底盖之间设有绝缘垫片，所述第二辐射部的所述一端通过绝缘垫片与所述底盖绝缘连接。
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