CN112563731A - 一种全向小型化双频双馈天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种全向小型化双频双馈天线，包括PCB板、第一同轴线、第二同轴线、移相器以及第一辐射体；所述PCB板的正面设有低频n型微带线以及耦合块；所述PCB板的背面设有高频n型微带线以及第二辐射体；所述耦合块在PCB板背面上的投影与第二辐射体之间设有缝隙。本发明通过在PCB板的正面设置低频n型微带线以及耦合块，并且在PCB板的背面设置高频n型微带线以及第二辐射体，并且使耦合块与第二辐射体产生缝隙耦合，从而使得2.4G频段的电流能够通过耦合块缝隙耦合到第二辐射体，使得5G频段用第一辐射体、移相器以及第二辐射体的产生辐射，以达到小型化以及2.4G频段整体辐射源增长的目的。

Description

一种全向小型化双频双馈天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种全向小型化双频双馈天线。
背景技术
随着通信和电子技术的快速发展，各式各样的天线已广泛应用于智能手机、导航以及无线路由等终端设备中，天线的样式及规格大多根据所使用的终端设备的性能而设计。目前对天线的性能提出了更高的要求，比如在要求天线的长度最大限度缩短的同时，保持高增益、高效率及多频段特征的优点，且损耗要低、制造成本要低。
而现传统技术，一般受移相器的窄带特性导致多振子叠加时增益带宽减小，并且传统的宽带天线一般采用全PCB双馈、平面微带线以及平面辐射阵子，从而使得天线的双频双馈方向性差，并且尺寸较大以及辐射场型不立体。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种全向小型化双频双馈天线，增大天线的增益并且实现小型化。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种全向小型化双频双馈天线，包括PCB板、第一同轴线、第二同轴线、移相器以及第一辐射体；所述 PCB板的正面设有低频n型微带线以及耦合块；所述PCB板的背面设有高频n 型微带线以及第二辐射体；
所述第一同轴线的编织层与低频n型微带线连接；所述第一同轴线的线芯层与耦合块连接；
所述第二同轴线的编织层与高频n型微带线连接；所述第二同轴线的线芯层与第二辐射体连接；
所述第一辐射体通过移相器与第二辐射体连接；
所述耦合块在PCB板背面上的投影与第二辐射体之间设有缝隙。
本发明进一步设置为，所述PCB板的正面设有扼流套；所述扼流套的开口方向与低频n型微带线的开口方向相反；所述扼流套的开口方向朝向耦合块设置。
本发明进一步设置为，所述PCB板的正面设有耦合中枢体；
所述耦合中枢体在PCB板背面上的投影设于第二辐射体以及耦合块在PCB 板背面上的投影之间；所述耦合块在PCB板背面上的投影与第二辐射体之间以及耦合块在PCB板背面上的投影与耦合中枢体在PCB板背面上的投影之间均设有缝隙。
本发明进一步设置为，所述耦合中枢体包括竖臂以及分别设于竖臂两端的直臂；所述耦合块设于竖臂以及两个直臂所围成的腔体内。
本发明进一步设置为，所述低频n型微带线的自由端以及高频n型微带线的自由端分别形成有第一切口以及第二切口；所述高频n型微带线的开口方向以及低频n型微带线的开口方向均朝向远离第二辐射体的一侧。
本发明进一步设置为，所述高频n型微带线包括高频连接臂；所述高频连接臂与第二同轴线的编织层连接；高频n型微带线还包括设于高频连接臂的两端的高频上横臂以及高频下横臂；所述第二切口分别设于高频上横臂的自由端以及高频下横臂的自由端。
所述耦合块在PCB板背面上的投影设于高频连接臂上。
本发明进一步设置为，所述低频n型微带线包括低频连接臂；所述低频连接臂与第一同轴线的编织层连接；
所述低频n型微带线还包括设于连接臂的两端的上弯折臂以及下弯折臂；所述上弯折臂以及下弯折臂的分别设有低频上横臂以及低频下横臂；所述第一切口分别设于低频上横臂的自由端以及低频下横臂的自由端。
本发明进一步设置为，所述PCB板的一端设有圆台部；所述第二辐射体设于圆台部。
本发明进一步设置为，所述第一同轴线的线芯层与耦合块之间设有延伸线；所述延伸线为八分之一波长。
本发明进一步设置为，所述低频n型微带线以及高频n型微带线均为四分之一波长；
所述第一辐射体以及第二辐射体均为二分之一波长；
所述移相器为二分之一波长。
本发明的有益效果：本发明通过在PCB板的正面设置低频n型微带线以及耦合块，并且在PCB板的背面设置高频n型微带线以及第二辐射体，并且使耦合块与第二辐射体产生缝隙耦合，从而使得2.4G频段的电流能够通过耦合块缝隙耦合到第二辐射体，使得5G频段用第一辐射体、移相器以及第二辐射体的产生辐射，以达到小型化以及2.4G频段整体辐射源增长的目的。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的正面图；
图2为本发明的背面图；
图3为本发明PCB板的正面投影到PCB板背面的结构示意图；
其中：1、PCB板；11、圆台部；21、第一同轴线；22、第二同轴线；31、第一辐射体；32、移相器；33、第二辐射体；41、耦合块；42、扼流套；5、缝隙；6、耦合中枢体；61、竖臂；62、直臂；71、高频连接臂；72、高频上横臂；73、高频下横臂；74、第二切口；81、低频连接臂；82、上弯折臂； 83、下弯折臂；84、低频上横臂；85、低频下横臂；86、第一切口；9、延伸线。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
由图1至图3可知，本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，包括PCB板1、第一同轴线21、第二同轴线22、移相器32以及第一辐射体31；所述PCB板1的正面设有低频n型微带线以及耦合块41；所述PCB板1的背面设有高频n型微带线以及第二辐射体33；
所述第一同轴线21的编织层与低频n型微带线连接；所述第一同轴线21 的线芯层与耦合块41连接；
所述第二同轴线22的编织层与高频n型微带线连接；所述第二同轴线22 的线芯层与第二辐射体33连接；
所述第一辐射体31通过移相器32与第二辐射体33连接；
所述耦合块41在PCB板1背面上的投影与第二辐射体33之间设有缝隙5。
具体地，本实施例所述的全向小型化双频双馈天线，通过在PCB板1背面PCB板1背面，耦合块41的投影与第二辐射体33之间设置缝隙5，从而使得耦合块41与第二辐射体33产生缝隙5耦合；其中移相器32以及第一辐射体31构成立体的弹簧天线；在第一同轴线21以及第二同轴线22上分别输入 2.4G频段的低频电流以及5G频段的高频电流。
5G频段的高频电流由整机主板经过第二同轴线22后进入PCB板1背面的第二辐射体33上辐射部分能量，高频n型微带线扼制信号电流回流至第二同轴线22，然后剩余的电流信号进入移相器32中进行360度的移相后再进入第一辐射体31辐射剩余能量，由于5G频段的高频电流的辐射的相位相同，使得电磁波同相叠加干涉，形成高增益全向波束；
2.4G频段的低频电流由整机主板经过第一同轴线21后进入PCB板1正面的耦合块41上，低频n型微带线扼制信号电流回流至第一同轴线21，由于移相器32的圈数较少不足以使低频电流形成360度的移相，故第一辐射体31、移相器32以及第二辐射体33一起构成低频电流的辐射体，2.4G频段的低频电流经过PCB板1正面的耦合块41的时候，耦合块41与第二辐射体33产生缝隙5耦合，从而使得第一辐射体31、移相器32以及第二辐射体33对2.4G 频段的低频电流进行辐射。
本实施例通过在PCB板1的正面设置低频n型微带线以及耦合块41，并且在PCB板1的背面设置高频n型微带线以及第二辐射体33，并且使耦合块 41与第二辐射体33产生缝隙5耦合，从而使得2.4G频段的电流能够通过耦合块41缝隙5耦合到第二辐射体33，使得5G频段用第一辐射体31、移相器 32以及第二辐射体33的产生辐射，以达到小型化以及2.4G频段整体辐射源增长的目的；另外本实施例的天线成本低以及适配性强，适配通用于一般常规小型化电子产品，有高的效率以及能量转换损耗小，有大的增益并且辐射覆盖性强；另外通过上述设置使得双频隔离度大，抗干扰能力强。
本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，所述PCB板1的正面设有扼流套42；所述扼流套42的开口方向与低频n型微带线的开口方向相反；所述扼流套42的开口方向朝向耦合块41设置。
具体地，通过设置扼流套42能够扼制第一同轴线21外表皮的2.4G频段的电流干扰辐射场型图。
本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，所述PCB板1的正面设有耦合中枢体6；
所述耦合中枢体6在PCB板1背面上的投影设于第二辐射体33以及耦合块41在PCB板1背面上的投影之间；所述耦合块41在PCB板1背面上的投影与第二辐射体33之间以及耦合块41在PCB板1背面上的投影与耦合中枢体6在PCB板1背面上的投影之间均设有缝隙5。
具体地，通过设置耦合中枢体6能够进一步加强耦合块41与第二辐射体 33之间的耦合效果，从而增大天线的增益以及覆盖范围。
本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，所述耦合中枢体6包括竖臂61以及分别设于竖臂61两端的直臂62；所述耦合块41设于竖臂61以及两个直臂62所围成的腔体内。
具体地，通过上述设置能够进一步加强耦合块41与第二辐射体33之间的耦合效果，从而增大天线的增益以及覆盖范围。
本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，所述低频n型微带线的自由端以及高频n型微带线的自由端分别形成有第一切口86以及第二切口 74；所述高频n型微带线的开口方向以及低频n型微带线的开口方向均朝向远离第二辐射体33的一侧。
具体地，高频n型微带线以及低频n型微带线分别与第二同轴线22的编织层以及第一同轴线21的编织层进行连接，电流能够从第二同轴线22的编织层以及第一同轴线21的编织层分别流出到高频n型微带线以及低频n型微带线的外表面，从而产生辐射，进一步增强了天线的增益；当电流流至高频n 型微带线的边缘的第二切口74时或者电流流至低频n型微带线的边缘的第一切口86时，电流回流高频n型微带线的内侧内壁或者低频n型微带线的内侧内壁。由于高频n型微带线或者低频n型微带线的内侧内壁分与第二同轴线 22的编织层以及第一同轴线21的编织层之间形成四分之一波长短路线，短路线为无穷大阻值，从而能够扼制电流继续流动。
本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，所述高频n型微带线包括高频连接臂71；所述高频连接臂71与第二同轴线22的编织层连接；高频 n型微带线还包括设于高频连接臂71的两端的高频上横臂72以及高频下横臂 73；所述第二切口74分别设于高频上横臂72的自由端以及高频下横臂73的自由端。
所述耦合块41在PCB板1背面上的投影设于高频连接臂71上。通过上述设置能够防止2.4G频段的低频电流流至第二同轴线22。
本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，所述低频n型微带线包括低频连接臂81；所述低频连接臂81与第一同轴线21的编织层连接；
所述低频n型微带线还包括设于连接臂的两端的上弯折臂82以及下弯折臂83；所述上弯折臂82以及下弯折臂83的分别设有低频上横臂84以及低频下横臂85；所述第一切口86分别设于低频上横臂84的自由端以及低频下横臂85的自由端。
具体地，高频n型微带线的高频连接臂71以及低频n型微带线的低频连接臂81分别与第二同轴线22的编织层以及第一同轴线21的编织层进行连接，电流能够从同轴线的编织层经过高频上横臂72的外表面、高频下横臂73的外表面、低频上横臂84的外表面以及低频下横臂85的外表面，从而产生辐射；从而进一步增强了天线的增益；当电流经过第二切口74或者第一切口86 时，电流回流高频上横臂72的内表面、高频下横臂73的内表面、低频上横臂84的内表面以及低频下横臂85的内表面；由于高频上横臂72的内表面、高频下横臂73的内表面、低频上横臂84的内表面以及低频下横臂85的内表面分别与第一同轴线21的编织层以及第二同轴线22的编织层之间形成四分之一波长短路线，短路线为无穷大阻值，从而能够扼制电流继续流动。
本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，所述PCB板1的一端设有圆台部11；所述第二辐射体33设于圆台部11。通过上述设置能够节省天线的空间，从而进一步加强天线的小型化。
本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，所述第一同轴线21的线芯层与耦合块41之间设有延伸线9；所述延伸线9为八分之一波长。通过上述设置能够控制耦合块41的位置，从而使得耦合块41与第二辐射体33产生缝隙5耦合。
本实施例所述的一种全向小型化双频双馈天线，所述低频n型微带线以及高频n型微带线均为四分之一波长；通过上述设置有利于增强天线的增益。
所述第一辐射体31以及第二辐射体33均为二分之一波长；通过上述设置有利于增强天线的增益。
所述移相器32为二分之一波长。通过上述设置有利于增强天线的增益。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：包括PCB板(1)、第一同轴线(21)、第二同轴线(22)、移相器(32)以及第一辐射体(31)；所述PCB板(1)的正面设有低频n型微带线以及耦合块(41)；所述PCB板(1)的背面设有高频n型微带线以及第二辐射体(33)；
所述第一同轴线(21)的编织层与低频n型微带线连接；所述第一同轴线(21)的线芯层与耦合块(41)连接；
所述第二同轴线(22)的编织层与高频n型微带线连接；所述第二同轴线(22)的线芯层与第二辐射体(33)连接；
所述第一辐射体(31)通过移相器(32)与第二辐射体(33)连接；
所述耦合块(41)在PCB板(1)背面上的投影与第二辐射体(33)之间设有缝隙(5)。
2.根据权利要求1所述的一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：所述PCB板(1)的正面设有扼流套(42)；所述扼流套(42)的开口方向与低频n型微带线的开口方向相反；所述扼流套(42)的开口方向朝向耦合块(41)设置。
3.根据权利要求1所述的一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：所述PCB板(1)的正面设有耦合中枢体(6)；
所述耦合中枢体(6)在PCB板(1)背面上的投影设于第二辐射体(33)以及耦合块(41)在PCB板(1)背面上的投影之间；所述耦合块(41)在PCB板(1)背面上的投影与第二辐射体(33)之间以及耦合块(41)在PCB板(1)背面上的投影与耦合中枢体(6)在PCB板(1)背面上的投影之间均设有缝隙(5)。
4.根据权利要求3所述的一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：所述耦合中枢体(6)包括竖臂(61)以及分别设于竖臂(61)两端的直臂(62)；所述耦合块(41)设于竖臂(61)以及两个直臂(62)所围成的腔体内。
5.根据权利要求1所述的一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：所述低频n型微带线的自由端以及高频n型微带线的自由端分别形成有第一切口(86)以及第二切口(74)；所述高频n型微带线的开口方向以及低频n型微带线的开口方向均朝向远离第二辐射体(33)的一侧。
6.根据权利要求5所述的一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：
所述高频n型微带线包括高频连接臂(71)；所述高频连接臂(71)与第二同轴线(22)的编织层连接；高频n型微带线还包括设于高频连接臂(71)的两端的高频上横臂(72)以及高频下横臂(73)；所述第二切口(74)分别设于高频上横臂(72)的自由端以及高频下横臂(73)的自由端。
所述耦合块(41)在PCB板(1)背面上的投影设于高频连接臂(71)上。
7.根据权利要求5所述的一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：所述低频n型微带线包括低频连接臂(81)；所述低频连接臂(81)与第一同轴线(21)的编织层连接；
所述低频n型微带线还包括设于连接臂的两端的上弯折臂(82)以及下弯折臂(83)；所述上弯折臂(82)以及下弯折臂(83)的分别设有低频上横臂(84)以及低频下横臂(85)；所述第一切口(86)分别设于低频上横臂(84)的自由端以及低频下横臂(85)的自由端。
8.根据权利要求1所述的一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：所述PCB板(1)的一端设有圆台部(11)；所述第二辐射体(33)设于圆台部(11)。
9.根据权利要求1所述的一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：所述第一同轴线(21)的线芯层与耦合块(41)之间设有延伸线(9)；所述延伸线(9)为八分之一波长。
10.根据权利要求1所述的一种全向小型化双频双馈天线，其特征在于：所述低频n型微带线以及高频n型微带线均为四分之一波长；
所述第一辐射体(31)以及第二辐射体(33)均为二分之一波长；
所述移相器(32)为二分之一波长。
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