CN113517533B - 折叠天线 - Google Patents

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Abstract

折叠天线包括：基板，其包括电介基材和设置在介电基材的第一表面上的接地部；以及天线元件，其包括弯曲部和折叠部，弯曲部在垂直于基板的方向上弯曲，折叠部在平行于基板的方向上从弯曲部进一步弯曲并且经由介电基材电容耦合至接地部。通过改变折叠部的宽度尺寸而不改变弯曲部的高度尺寸来调整折叠部分的面积，从而调整折叠天线的阻抗。

Description

折叠天线
技术领域
本发明涉及一种紧凑且薄型的折叠天线。
背景技术
专利文献1(JP 2013-017034A)中公开了该类型的折叠天线。专利文献1中公开的折叠天线包括在导电的地上竖立的直立元件，以及在弯曲部分处馈电的天线元件，并且该天线元件具有经由第一元件、连接元件和折叠元件连接到直立元件的尖端。
通过改变(调整)天线元件的各个元件距离地的高度尺寸来调整阻抗。此外，为了使折叠天线在垂直偏振/水平面(地的平行面)中的增益最大化，需要使高度尺寸最大化。
发明内容
在专利文献1中公开的折叠天线中，当调整阻抗时，再次改变高度以确保阻抗性能，但是此时存在增益特性降低的可能。
已经鉴于这样的背景技术的问题而做出本发明。本发明的目的是提供一种紧凑且薄型的折叠天线，其能够调整阻抗并稳定输入阻抗，同时保持天线的高增益。
根据本发明的一方面，一种折叠天线包括：基板，其包括介电基材和设置在介电基材的第一表面上的接地部；以及天线元件，该天线元件包括弯曲部和折叠部，弯曲部在垂直于基板的方向上弯曲，折叠部在平行于基板的方向上从弯曲部进一步弯曲并且经由介电基材电容耦合至接地部。通过在不改变弯曲部的高度尺寸的状态下改变折叠部的宽度尺寸来调整折叠部的面积，从而调整折叠天线的阻抗。
天线元件可包括：第一元件，该第一元件在一端侧上具有供给部和第一弯曲部；以及第二元件，该第二元件在一端侧上经由第一折叠部与第一元件的另一端侧连续地设置，并且该第二元件在另一端侧上具有经由第二弯曲部的第二折叠部。并且，折叠部是第二折叠部，弯曲部是第二弯曲部，并且通过在不改变第二弯曲部的高度尺寸的状态下改变第二折叠部的宽度尺寸来调整第二折叠部的面积，从而调整天线元件的阻抗。
接地部可以是在介电基材的第一表面的整个表面上形成的铜箔。
折叠部可以具有矩形板状，其以L形从弯曲部向内弯曲，并且具有矩形板状的折叠部通过焊接而固定至形成在介电基材的第二表面上的固定图案。
根据本发明，能够提供一种紧凑且薄型的折叠天线，其可以调整阻抗并且稳定输入阻抗，同时保持天线的高增益。
附图说明
图1是根据实施例的折叠天线的实例的立体图。
图2是根据实施例的折叠天线的天线单元的立体图。
图3是根据实施例的折叠天线的天线单元的天线元件的立体图。
图4是从后侧观看的根据实施例的折叠天线的天线单元的立体图。
图5是根据实施例的折叠天线的天线单元的主要部分的侧视图。
图6是图5的X部分的放大截面图。
图7是示出根据实施例的折叠天线的电压驻波比的频率特性的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述符合实施例的折叠天线。
如图1和2所示，根据实施例的折叠天线1被配置为使得包括一个基板10和一对天线元件20的天线单元2容纳于在下表面侧上具有开口的盒形上盖3与矩形板状下盖4之间。即，折叠天线1包括左右对称地形成为两个天线的一对天线元件20。该对天线元件20经由一对同轴电缆30供电。
如图4和6所示，基板10包括介电基材11和铜箔12，铜箔12形成在介电基材11的整个后表面(第一表面)11b上，铜箔12用作接地部。如图2所示，在介电基材11的前表面(第二表面)11a的一侧的中央处，形成一对U形带状线13，来自各个同轴电缆30的电力经由该对U形带状线13而供应。在介电基材11的前表面11a的一侧的两边上形成有用于通过焊接来固定各个第二折叠部27的一对固定图案14。在基板10上形成一对圆孔15。
如图2和图3所示，每个天线元件20均包括第一元件21和第二元件25，该第一元件21和第二元件25通过弯曲矩形金属板而形成，并且每个天线元件20用作折叠天线1以发射期望频率的无线电波。
如图2和图3所示，在第一元件21的一端21a侧，设置了馈电部22和第一弯曲部23。第一弯曲部23在垂直于基板10的方向上弯曲。馈电部22以L状从第一弯曲部23向内弯曲，并且通过焊接等电连接到基板10的U形带状线13的一端13a。
如图2、3和5所示，第二元件25的一端25a侧经由第一折叠部24连接到第一元件21的另一端21b侧。在第二元件25的另一端25b侧上，设置了通过第二弯曲部(弯曲部)26弯曲的第二折叠部(折叠部)27。第二弯曲部26在垂直于基板10的方向上弯曲。第二折叠部27在平行于基板10的方向上从第二折叠部分26进一步弯曲，且经由介电基材11电容耦合至铜箔(地)12。即，第二折叠部27形成为以L形从第二折叠部26向内弯曲的矩形板形状。能够在不改变第二弯曲部26的高度H的状态下通过改变第二折叠部27的宽度R以调整第二折叠部27的面积来调整阻抗。
每个天线元件20均设置于介电基材11的前表面11a上，使得第二元件25的第二折叠部27经由介电基材11电容耦合至铜箔(地)12。通过将第二折叠部27焊接到介电基材11的前表面11a上所形成的固定图案14来实现该电容耦合。因此，基板10可以用作折叠天线1的地。即，如果第二折叠部27的位置不能相对于基板11固定，则影响天线特性。因此，第二折叠部27通过焊接固定到形成在介电基材11的前表面11a上的固定图案14。
另外，由于固定图案14以与第二折叠部27相同的方式电容耦合至介电基材11的后表面11b上的铜箔(地)12，所以也对天线特性有影响。因此，需要在此基础上进行设计(固定图案14的面积、位置等)。这里，例如，固定图案14形成为T形等，并且与第二折叠部27接触的固定图案14的面积和位置是变化的。
图7是示出了折叠天线1的电压驻波比(VSWR)的频率特性的曲线图。这里，在不改变各天线元件20的第二元件25的第二弯曲部分26的高度H的状态下，将第二折叠部27的宽度R改变为7.0mm、12.8mm和18.6mm，并且针对第二折叠部27的面积被调整的各个情况测量VSWR特性。根据测量结果，能够确认当宽度尺寸R是12.8mm时共振最强(Q系数高，即，电易于通过)。
如图5所示，每个同轴电缆30从其截面内侧向外侧依次包括内导体31、绝缘体32、外导体33和外护套34。如图2所示，内导体31通过焊接等电连接到基板10的U形带状线13的另一端13b。
利用根据实施例的折叠天线1，能够通过控制天线元件20和基板10的电容耦合状态而调整折叠天线1的阻抗特性，而不改变增加天线增益的天线元件20的高度。具体地，在不改变第二元件25的第二弯曲部26的高度H的状态下，将第二折叠部27的宽度R改变为7.0mm、12.8mm和18.6mm，并且调整第二折叠部27的面积，由此可以调整折叠天线1的阻抗特性。
因此，在不改变第二元件25的第二弯曲部26的高度H的状态下，改变第二折叠部27的宽度R以调整第二折叠部27的面积，从而使得能够尽可能增加紧凑和薄型折叠天线1的垂直偏振/水平面中的增益。也就是说，能够在折叠天线1的增益保持为高的同时调整阻抗，并且能够使输入阻抗稳定化。
虽然上面描述了本实施例，但是本实施例不限于此，并且可以在当前实施例的主旨的范围内做出各种修改。
即，在根据实施例的折叠天线1中，第二元件25的第二折叠部27形成为矩形板状，但是第二折叠部27的形状不限于矩形板状，并且可以是诸如三角板状或T形板状的各种形状。
在根据实施例的折叠天线1中，第二元件25的第二折叠部27以L形从第二弯曲部26向内弯曲，但是第二折叠部27可以以L形从第二弯曲部26向外弯曲。
此外，在根据实施例的折叠天线1中，第二元件25的第二折叠部27和基板10通过焊接固定，但是第二折叠部27和基板10可以通过粘合剂等固定。
此外，根据实施例的折叠天线1包括两个天线元件20，但是天线元件20的数量可以是一个或三个以上。

Claims (3)

1.一种折叠天线，包括：
基板，该基板包括介电基材和设置在介电基材的第一表面上的接地部；以及
天线元件，所述天线元件包括：
第一元件，该第一元件在一端侧上具有供给部和第一弯曲部；以及
第二元件，该第二元件在一端侧上经由第一折叠部与所述第一元件的另一端侧连续地设置，并且所述第二元件在另一端侧上具有经由第二弯曲部的第二折叠部，所述第二弯曲部在与所述基板垂直的方向上弯曲，所述第二折叠部在与所述基板平行的方向上从所述第二弯曲部进一步弯曲并且经由所述介电基材电容耦合至所述接地部，其中，通过在不改变所述第二弯曲部的高度尺寸的状态下改变所述第二折叠部的宽度尺寸来调整所述第二折叠部的面积，进而调整所述折叠天线的阻抗。
2.根据权利要求1所述的折叠天线，其中，
所述接地部是形成在所述介电基材的第一表面的整个表面上的铜箔。
3.如权利要求1或2所述的折叠天线，其中，
所述第二折叠部具有以L形状从所述第二弯曲部向内弯曲的矩形板状，并且
具有矩形板状的所述第二折叠部通过焊接而固定到在所述介电基材的第二表面上形成的固定图案。
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