CN112993548B - 一种宽带宽高增益的WiFi全向天线 - Google Patents

一种宽带宽高增益的WiFi全向天线 Download PDF

Info

Publication number
CN112993548B
CN112993548B CN202110168246.XA CN202110168246A CN112993548B CN 112993548 B CN112993548 B CN 112993548B CN 202110168246 A CN202110168246 A CN 202110168246A CN 112993548 B CN112993548 B CN 112993548B
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiation
wifi
high gain
wide bandwidth
ghz
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110168246.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112993548A (zh
Inventor
梁胜
冯波涛
祝灿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen South Star Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen South Star Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen South Star Technology Co ltd filed Critical Shenzhen South Star Technology Co ltd
Priority to CN202110168246.XA priority Critical patent/CN112993548B/zh
Publication of CN112993548A publication Critical patent/CN112993548A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112993548B publication Critical patent/CN112993548B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/28—Arrangements for establishing polarisation or beam width over two or more different wavebands

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明提供了一种宽带宽高增益的WiFi全向天线，包括顺次设置在介质基板同一侧面的接地片、第一辐射片和第二辐射片；所述接地片上设有与天线馈线的地线相连的接地点，所述第一辐射片上设有与天线馈线的芯线相连的馈电点；所述第一辐射片与所述第二辐射片经由蛇形的耦合线连接在一起；所述第二辐射片的一端设有渐变型螺旋振子。该宽带宽高增益的WiFi全向天线能够同时覆盖WiFi5G频段(5.15GHz～5.85GHz)和WiFi6GHz频段(5.925GHz～7.125GHz)，且具有宽带宽、高增益、不圆度小、成本低容易制备的优点。

Description

一种宽带宽高增益的WiFi全向天线
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体的，涉及一种宽带宽高增益的WiFi全向天线。
背景技术
近年来，随着无线通信技术的快速发展，人们对WiFi网络的需求在不断提高，并随着各种移动智能设备的快速发展，通过无线WiFi网络实现数据传输和交换已经成为各种智能设备的基本功能。相对于有线传输方式而言，无线WiFi具有方便、快捷和移动性好等优点。WiFi已经成为我们日常生活中不可缺少的无线网络技术。一方面，对于WiFi无线通信，全向天线需要高质量地传输语言、文字、图像、数据等重要信息，这在一定程度上要求WiFi天线增益高和全向性能好。另外一方面，现如今WiFi频段从2.4GHz(2.4GHz～2.5GHz),5GHz(5.15GHz～5.85GHz)发展到新一代的6GHz(5.925GHz～7.125GHz)，随着对无线传输速率更高要求，未来WiFi 6GHz是一个必然发展趋势，对于WiFi天线来说能够覆盖6GHz频段也是一种必然要求。所以，对于WiFi天线而言，如何在保证高增益和全向性好的前提下，能够同时覆盖5G和6G频段是一项重要工作。
现有的高增益WiFi天线中，虽然增益在5GHzWiFi频段能达到5dBi以上，但是大部分表现出带宽比较窄，不能覆盖整个5.15GHz～5.85GHz频段。现有市场上常见的天线要么只能频率覆盖低频段(5.15GHz～5.35GHz),要么及时只能覆盖(5.725GHz～5.85GHz)，能够同时覆盖WiFi5GHz和6GHz的天线更是少有。所以，在确保同时覆盖WiFi5GHz和6GHz频段的同时，实现WiFi天线的高增益和良好的全向性是设计过程中的一个难点。另外，采用的设计方式和材料选择导致天线总成本高，现有市场常见的5GHWiFi天线材料选择高频双层介质板设计，比如F4B等价格昂贵的材料。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种宽带宽高增益的WiFi全向天线，能够同时覆盖WiFi5G频段(5.15GHz～5.85GHz)和WiFi6GHz频段(5.925GHz～7.125GHz)，该天线具有宽带宽、高增益、不圆度小、成本低容易制备的优点。
为了实现上述目的，本发明提供一种宽带宽高增益的WiFi全向天线，包括顺次设置在介质基板同一侧面的接地片、第一辐射片和第二辐射片；所述接地片上设有与天线馈线的地线相连的接地点，所述第一辐射片上设有与天线馈线的芯线相连的馈电点；所述第一辐射片与所述第二辐射片经由蛇形的耦合线连接在一起；所述第二辐射片的一端设有渐变型螺旋振子。
优选地，所述渐变型螺旋振子为变径弹簧，其直径由一端向另一端递减，在靠近第二辐射片的一端设有与所述第二辐射片相连的连接部。
优选地，所述连接部沿所述变径弹簧的长向设置。
优选地，所述第一辐射片的形状与所述第二辐射片的形状不同。
优选地，在所述第二辐射片的两侧设有稳定第二辐射片的表面电流的寄生贴片。
优选地，所述接地片为工字形结构。
优选地，所述介质基板为介电常数为4.4、厚度为1mm的FR4板。
根据上面的描述和实践可知，本发明所述的宽带宽高增益的WiFi全向天线具有如下优点：
通过将接地片和辐射片布设在介质基板的同一侧面，并且将地面设计成“工”字形结构，实现了一个宽带宽WiFi全向天线；通过在两个辐射片之间引入一段蛇形的耦合线，可实现两段辐射片良好的阻抗匹配；通过在第二辐射片末端引入一段渐变型螺旋振子，可实现高增益的特性，并且可获得更稳定的全向辐射性能。
该天线能够同时覆盖WiFi5GHz频段(5.15GHz～5.85GHz)和WiFi6GHz(5.925GHz～7.125GHz)频段，能够很好地应用于未来新一代的WiFi系统；在整个目标频段内，该天线能够获得高于5dBi的增益，并且在所覆盖的频段内，增益相对比较稳定。
本发明中的天线在整个带宽范围内，其不圆度均保持在2dBi以下，具有良好的全向辐射性能。
附图说明
图1为本发明的宽带宽高增益的WiFi全向天线的结构示意图。
图2为本发明的宽带宽高增益的WiFi全向天线在不同频率下的驻波比图。
图3为本发明的宽带宽高增益的WiFi全向天线在不同频率下的增益图。
图4为本发明的宽带宽高增益的WiFi全向天线在不同频率下的方向图。
图中的附图标记为：
1、介质基板，2、接地片，3、第一辐射片,4、第二辐射片，5、耦合线，6、寄生贴片，7、渐变型螺旋振子，8、连接部。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。需要说明的是，本公开中，用语“包括”、“配置有”、“设置于”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象数量或次序的限制；术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明的宽带宽高增益的WiFi全向天线的结构示意图。请参考图1，所述宽带宽高增益的WiFi全向天线包含有一介质基板1，介质基板1在该实施例中为介电常数为4.4、厚度为1mm的FR4板，在一定程度上能够降低天线的制作成本。
在介质基板1上顺次设置有接地片2、第一辐射片3和第二辐射片4。接地片2上设有接地点，用于与该全向天线的馈线的地线相连。第一辐射片3上设有馈电点，用于与该全向天线的馈线的芯线相连，从而向该全向天线输入电信号。在该实施例中，接地片2采用了工字形的结构，第一辐射片3的一端设置于该工字形结构的中部。
第一辐射片3和第二辐射片4为形状不同的结构，在二者之间设置有蛇形的耦合线5。耦合线5一端与第一辐射片3直接相连，另一端与第二辐射片4直接相连。其作用是为了实现两个辐射片之间更好的阻抗匹配。
另外，在第二辐射片4两侧的介质基板1上设置有两个对称的寄生贴片6，其作用是使辐射片表面的电流分布均匀，从而进一步稳定表面的电流。
此外，在第二辐射片4的远离第一辐射片3的一端设置有渐变型螺旋振子7。如图1所示，渐变型螺旋振子7为一变径弹簧，其直径由图中的左端向右端递减。在其靠近第二辐射片4的一端，该变径弹簧的本体弯折为直线形，作为与第二辐射片4相连的连接部8。其中连接部8沿渐变型螺旋振子7和介质基板1的长向设置。上述结构形式的渐变型螺旋振子7能够抑制上述辐射片表面的逆向电流，进一步稳定周围空间的辐射电场，确保该天线可具有高增益的全向辐射特性。
在该实施例中，上述接地片2、第一辐射片3、第二辐射片4和耦合线5均为布设在介质基板1上的覆铜线路或覆铜贴片。并且渐变型螺旋振子7由金属材料制成，与第二辐射片4表面的金属层直接相连。
图2为本发明的宽带宽高增益的WiFi全向天线在不同频率下的驻波比图。在该图中示出了上述宽带宽高增益的WiFi全向天线在5.0GHz～7.2GHz频段内的驻波比曲线图。从图中可知悉在WiFi5GHz频段(5.15GHz～5.85GHz)和WiFi6GHz频段(5.925GHz～7.125GHz)内的驻波比均小于2，确保该全向天线可应用于WiFi5GHz和6GHz频段内，具有一定的实用价值。
图3为本发明的宽带宽高增益的WiFi全向天线在不同频率下的增益图。在该图中示出了上述宽带宽高增益的WiFi全向天线在5.0GHz～7.2GHz频段内的增益曲线图。从图中可知悉在WiFi5GHz频段(5.15GHz～5.85GHz)和WiFi6GHz频段(5.925GHz～7.125GHz)频段内的增益均在5dBi以上，并且保持较为稳定。
图4为本发明的宽带宽高增益的WiFi全向天线在不同频率下的方向图。图中a1和b1分别示出了该宽带宽高增益的WiFi全向天线的XOZ平面和YOZ平面在5.2GHz频率下的主极化方向图和交叉极化方向图。图中a2和b2分别示出了该宽带宽高增益的WiFi全向天线的XOZ平面和YOZ平面在5.6GHz频率下的主极化方向图和交叉极化方向图。图中a3和b3分别示出了该宽带宽高增益的WiFi全向天线的XOZ平面和YOZ平面在6.4GHz频率下的主极化方向图和交叉极化方向图。
从图中可以得出XOZ平面上三个频率下的主极化的最小增益到最大增益的变化范围不超过2dBi，即不圆度小于2dBi，且交叉极化也均在-15dBi以下，控制在了理想的范围内。综上，该宽带宽高增益的WiFi全向天线在整个目标频段内的高中低三个频点(5.2GHz、5.6GHz和6.4GHz)上呈现了XOZ面不圆度小(小于2dBi)，交叉极化低(-15dBi以下)，具有较好的全向辐射性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种宽带宽高增益的WiFi全向天线，其特征在于，包括顺次设置在介质基板同一侧面的接地片、第一辐射片和第二辐射片；
所述接地片上设有与天线馈线的地线相连的接地点，所述第一辐射片上设有与天线馈线的芯线相连的馈电点；
所述第一辐射片与所述第二辐射片经由蛇形的耦合线连接在一起；
所述第二辐射片的一端设有渐变型螺旋振子，所述渐变型螺旋振子为变径弹簧，其直径由一端向另一端递减，且其靠近所述第二辐射片的一端本体弯折为直线形，并作为与所述第二辐射片相连的连接部，所述连接部沿所述变径弹簧的长向设置，能够抑制所述辐射片表面的逆向电流。
2.如权利要求1所述的宽带宽高增益的WiFi全向天线，其特征在于，所述第一辐射片的形状与所述第二辐射片的形状不同。
3.如权利要求1所述的宽带宽高增益的WiFi全向天线，其特征在于，在所述第二辐射片的两侧设有稳定第二辐射片的表面电流的寄生贴片。
4.如权利要求1所述的宽带宽高增益的WiFi全向天线，其特征在于，所述接地片为工字形结构。
5.如权利要求1所述的宽带宽高增益的WiFi全向天线，其特征在于，所述介质基板为介电常数为4.4、厚度为1mm的FR4板。
CN202110168246.XA 2021-02-07 2021-02-07 一种宽带宽高增益的WiFi全向天线 Active CN112993548B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110168246.XA CN112993548B (zh) 2021-02-07 2021-02-07 一种宽带宽高增益的WiFi全向天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110168246.XA CN112993548B (zh) 2021-02-07 2021-02-07 一种宽带宽高增益的WiFi全向天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112993548A CN112993548A (zh) 2021-06-18
CN112993548B true CN112993548B (zh) 2023-09-19

Family

ID=76348909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110168246.XA Active CN112993548B (zh) 2021-02-07 2021-02-07 一种宽带宽高增益的WiFi全向天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112993548B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115473043A (zh) * 2022-09-30 2022-12-13 广东中元创新科技有限公司 一种宽带高增益WiFi全向天线

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1275824A (zh) * 1999-05-27 2000-12-06 摩托罗拉公司 螺旋天线
US6215451B1 (en) * 1997-11-17 2001-04-10 Allen Telecom Inc. Dual-band glass-mounted antenna
US7948440B1 (en) * 2006-09-30 2011-05-24 LHC2 Inc. Horizontally-polarized omni-directional antenna
CN102842753A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 东莞市晖速天线技术有限公司 高增益全向天线
CN204156093U (zh) * 2014-11-13 2015-02-11 东莞市仁丰电子科技有限公司 一种改进的双频高增益全向天线
CN204348904U (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 东莞市仁丰电子科技有限公司 一种宽频带高增益全向天线
CN204680743U (zh) * 2015-03-31 2015-09-30 嘉善金昌电子有限公司 复合螺旋gps导航天线
CN106876970A (zh) * 2017-02-16 2017-06-20 深圳市菲菱科思通信技术股份有限公司 天线及其制作方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013028050A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Laird Technologies, Inc. Multiband antenna assemblies including helical and linear radiating elements

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6215451B1 (en) * 1997-11-17 2001-04-10 Allen Telecom Inc. Dual-band glass-mounted antenna
CN1275824A (zh) * 1999-05-27 2000-12-06 摩托罗拉公司 螺旋天线
US7948440B1 (en) * 2006-09-30 2011-05-24 LHC2 Inc. Horizontally-polarized omni-directional antenna
CN102842753A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 东莞市晖速天线技术有限公司 高增益全向天线
CN204156093U (zh) * 2014-11-13 2015-02-11 东莞市仁丰电子科技有限公司 一种改进的双频高增益全向天线
CN204348904U (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 东莞市仁丰电子科技有限公司 一种宽频带高增益全向天线
CN204680743U (zh) * 2015-03-31 2015-09-30 嘉善金昌电子有限公司 复合螺旋gps导航天线
CN106876970A (zh) * 2017-02-16 2017-06-20 深圳市菲菱科思通信技术股份有限公司 天线及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112993548A (zh) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10734723B2 (en) Couple multiband antennas
US7268730B2 (en) Small broadband monopole antenna having perpendicular ground plane with electromagnetically coupled feed
CN102017292B (zh) 使用慢波结构的宽频带内置型天线
US7268737B1 (en) High gain broadband planar antenna
TWI245454B (en) Low sidelobes dual band and broadband flat endfire antenna
CN105518935A (zh) 极低剖面式天线
KR100601730B1 (ko) 광대역 특성의 다중 미앤더 스트립 모노폴 안테나
CN101164198A (zh) 具有极佳的设计灵活性的超宽带天线
US20100103053A1 (en) Circularly polarized antenna
CN112993548B (zh) 一种宽带宽高增益的WiFi全向天线
TW200409402A (en) Independently tunable multiband meanderline loaded antenna
CN210111029U (zh) 一种双频天线及飞行器
CN104836020B (zh) 一种共面全向水平极化分形偶极子天线及其设计方法
CN111710982A (zh) 一种新型的宽频带磁偶极子天线
CN112993575B (zh) 一种WiFi全向天线
CN105244607B (zh) 一种螺旋加载高增益全向单极子天线
US8081136B2 (en) Dual-band antenna
CN107681257A (zh) 一种微型化多谐振天线
CN210628484U (zh) 一种超宽带偶极子天线
KR20030093146A (ko) 광대역 옴니 안테나
TWI515960B (zh) 天線與其通訊裝置
CN112993551B (zh) 应用于5G和6G频段的全向宽频WiFi天线
CN216980853U (zh) 双频全向阵列天线
CN207883899U (zh) 一种外置式wifi双频天线
CN213071364U (zh) 准平面宽带对数周期天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant