CN114552191A - 天线装置和无人飞行器 - Google Patents

天线装置和无人飞行器 Download PDF

Info

Publication number
CN114552191A
CN114552191A CN202210158284.1A CN202210158284A CN114552191A CN 114552191 A CN114552191 A CN 114552191A CN 202210158284 A CN202210158284 A CN 202210158284A CN 114552191 A CN114552191 A CN 114552191A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiating edge
frequency band
radiating
antenna device
edge
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.)
Pending
Application number
CN202210158284.1A
Other languages
English (en)
Inventor
范伟航
罗青松
李洪权
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.)
Guangzhou Xaircraft Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Xaircraft 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 Guangzhou Xaircraft Technology Co Ltd filed Critical Guangzhou Xaircraft Technology Co Ltd
Priority to CN202210158284.1A priority Critical patent/CN114552191A/zh
Publication of CN114552191A publication Critical patent/CN114552191A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/285—Aircraft wire antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/30—Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
    • 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
    • H01Q5/10—Resonant antennas
    • 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
    • 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
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本申请涉及一种天线装置和具有该天线装置的无人飞行器。该天线装置包括：介质基板；以及偶极子单元，设于介质基板上，并包括沿第一对称轴对称的一对振臂，其中每个振臂具有第一辐射边缘和第二辐射边缘，第一辐射边缘相较第二辐射边缘距离馈电点较近。由于第一辐射边缘相较第二辐射边缘距离馈电点较近，因此偶极子单元既能够通过第一辐射边缘实现在频率较高的第一工作频段内谐振，又能够通过第二辐射边缘实现在频率较低的第二工作频段内谐振。通过这种实现方式，天线装置既能够在频率较高的第一工作频段内工作，又能在频率较低的第二工作频段内工作，从而能够在不增加天线装置的尺寸和结构复杂程度的前提下，扩展天线装置的可支持的频带。

Description

天线装置和无人飞行器
技术领域
本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种天线装置和具有该天线装置的无人飞行器。
背景技术
天线是一种变换器，它能够将传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在某些应用场景下，例如应用在无人飞行器上时，需要天线既具有较小的尺寸，又能够在较宽的频段内工作。然而，相关技术提供的天线通常无法兼顾二者。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种天线装置和具有该天线装置的无人飞行器。
本申请的一方面，提供一种天线装置。该天线装置包括：介质基板；以及偶极子单元，设于介质基板上，并包括沿第一对称轴对称的一对振臂，其中每个振臂具有第一辐射边缘和第二辐射边缘，第一辐射边缘相较第二辐射边缘距离馈电点较近。
由于第一辐射边缘相较第二辐射边缘距离馈电点较近，因此偶极子单元既能够通过第一辐射边缘实现在频率较高的第一工作频段内谐振，又能够通过第二辐射边缘实现在频率较低的第二工作频段内谐振。通过这种实现方式，天线装置既能够在频率较高的第一工作频段内工作，又能在频率较低的第二工作频段内工作，从而能够在不增加天线装置的尺寸和结构复杂程度的前提下，扩展天线装置可支持的频带。
附加地或替代地，第一辐射边缘设于每个振臂的第一端，第二辐射边缘设于每个振臂的第二端，其中第一端为每个振臂的靠近馈电点的一端，第二端为每个振臂的远离馈电点的一端。
将第一辐射边缘设置在振臂的靠近馈电点的一端，并将第二辐射边缘设置在振臂的远离馈电点的一端，能够最大化地扩大第一辐射边缘到馈电点的距离和第二辐射边缘到馈电点的距离的差值，使得与第一辐射边缘对应的第一工作频段和与第二辐射边缘对应的第二工作频段的跨度最大化，从而进一步扩大天线装置可支持的频带。
附加地或替代地，第一辐射边缘呈圆弧状或者呈曲率连续变化的曲线状。
将第一辐射边缘设置为呈圆弧状或者呈曲率连续变化的曲线状，能够使得第一辐射边缘到馈电点的距离具有更多的变化，从而能够覆盖更宽的频率范围，扩展天线装置可支持的频带。此外，采用这种实现方式，能够使得第一辐射边缘到馈电点的距离的变化更连续、缓和，使得偶极子单元在第一工作频段内产生更优的谐振。
附加地或替代地，第二辐射边缘呈圆弧状或者呈曲率连续变化的曲线状。
以此方式，能够覆盖更宽的频率范围，并使得偶极子单元在第二工作频段内产生更优的谐振。
附加地或替代地，第一辐射边缘呈圆弧状，第一辐射边缘的半径的取值范围为6mm至10mm。
附加地或替代地，第二辐射边缘呈圆弧状，第二辐射边缘的半径的取值范围为10mm至14mm。
附加地或替代地，随着从第一辐射边缘的近端趋向第一辐射边缘的远端，第一辐射边缘到馈电点的距离递增。
由于随着从第一辐射边缘的近端趋向远端，第一辐射边缘到馈电点的距离递增，因此第一辐射边缘的不同位置到馈电点的距离不同，第一辐射边缘到馈电点的距离更加多变。以此方式，能够进一步扩大第一工作频段可支持的频带。
附加地或替代地，随着从第二辐射边缘的近端趋向第二辐射边缘的远端，第二辐射边缘到馈电点的距离递增。
以此方式，能够进一步扩大第二工作频段可支持的频带。
附加地或替代地，对称轴对称的一对辐射部，每个辐射部具有第一辐射边缘和第二辐射边缘，其中第一对称轴和第二对称轴在馈电点处相交并相互垂直。
这种实现方式，有利于天线装置的全向性，使得天线装置在水平面方向图上表现为在各个方向上均匀辐射。
附加地或替代地，一对辐射部之间具有沿第二对称轴延伸的间隙，间隙用于馈电线的放置。
通过设置在一对辐射部之间的间隙，馈电线能够沿垂直于水平面的方向引入。以此方式，能够降低馈电线对天线装置水平面方向图的干扰，有利于天线装置的全向性。作为对比，若将馈电线沿第一对称轴从偶极子单元的一侧引入，则会对天线装置的水平面方向图造成不利影响，劣化天线装置的全向性。
附加地或替代地，该天线装置还包括设于介质基板上的单极子单元，其中偶极子单元被配置为通过第一辐射边缘在第一工作频段内工作，并通过第二辐射边缘在第二工作频段内工作，单极子单元被配置为在第三工作频段内工作，第一工作频段、第二工作频段和第三工作频段的频率依次降低。
虽然通过第一辐射边缘和第二辐射边缘，偶极子单元实现了在频率较高的第一工作频段和频率较低的第二工作频段内谐振，但是，偶极子单元难以再实现在远低于第一工作频段和第二工作频段的第三工作频段内谐振。
相较于第一工作频段和第二工作频段，第三工作频段的波长较长。若要通过偶极子单元实现在第三工作频段谐振，则需要偶极子单元具有更大的尺寸，这不利于天线装置的小型化。即使利用偶极子单元实现了在第三工作频段内谐振，第一工作频段的频射电流也会由于过大的尺寸而出现难以谐振的问题。
本申请的上述实现方式，利用偶极子单元的第一辐射边缘和第二辐射边缘实现了在相对较高的工作频段内谐振，并利用单极子单元实现了在频率相对较低的第三工作频段内谐振，从而在保持天线装置的尺寸较小的前提下，进一步拓宽天线装置可支持的频带。
附加地或替代地，第一工作频段覆盖第一Wi-Fi通信频段，第二工作频段覆盖第二Wi-Fi通信频段和第一蜂窝移动通信频段，第三工作频段覆盖第二蜂窝移动通信频段。
通过这种方式，可使得天线装置的工作频段覆盖Wi-Fi通信的较高的频段(即第一Wi-Fi通信频段)和较低的频段(即第二Wi-Fi通信频段)，并覆盖蜂窝移动通信的较高的频段(即第一蜂窝移动通信频段)和较低的频段(即第二蜂窝移动通信频段)。Wi-Fi通信的频射信号和蜂窝移动通信的频射信号在经过双工器合并后便可输入至该天线装置，从而实现Wi-Fi通信和蜂窝移动通信的复用。
附加地或替代地，单极子单元位于介质基板的背离偶极子单元的一侧。
将单极子单元设置在介质基板的背离偶极子单元的一侧，能够充分利用介质基板的背离偶极子单元的一侧的空间，有利于减小介质基板的尺寸，避免偶极子单元和单极子单元彼此结构干涉。
附加地或替代地，单极子单元与一对振臂中的一个振臂电连接，其中单极子单元和振臂的电连接点到馈电点的距离与振臂在垂直于第一对称轴的方向上的尺寸的比值小于10％。
将单极子单元与偶极子单元的一个振臂电连接，能够实现单极子单元的馈电。将单极子单元和偶极子单元的电连接点设置在靠近馈电点的位置，能够降低单极子单元对偶极子单元的影响。
附加地或替代地，单极子单元包括主体部和延伸部，延伸部从主体部延伸至电连接点处，主体部位于振臂的远离馈电点的一侧。
将单极子单元的主体部设于振臂的远离馈电点的一侧，能够减少单极子单元对偶极子单元的方向图的干扰。
本申请的另一方面，提供一种无人飞行器。该无人飞行器包括上述第一方面中的天线装置。
本申请实施例提供的天线装置尺寸较小，应用在无人飞行器上，无需占用过多的空间，有利于无人飞行器的小型化、轻量化。此外，本申请实施例提供的天线装置的工作频段宽、全向性优，有利于无人飞行器的通信性能。另外，本申请实施例提供的天线装置，能够同时满足Wi-Fi通信和蜂窝移动通信的工作频段，能够减少无人飞行器的天线数量，有利于降低无人飞行器的尺寸、重量和制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。
应当理解，在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的元素(构件或组成部分)。
应当理解，附图仅是示意性的，附图中的元素(构件或组成部分)的尺寸和比例不一定精确。
图1是根据本申请实施例的天线装置的结构示意图。
图2是图1中的天线装置的另一个视图方向的结构示意图。
图3是根据本申请实施例的天线装置的一个电压驻波比图。
图4是根据本申请实施例的天线装置的另一个电压驻波比图。
图5是根据本申请实施例的天线装置的水平面方向图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请实施例进行举例说明。应当理解，本申请的实现方式可以有多种，不应被解释为限于这里阐述的实施例，这里阐述的实施例仅是为了更加透彻和完整地理解本申请。
图1示意性地示出了根据本申请一实施例的天线装置10。例如，天线装置10可以为微带天线。微带天线具有体积小、重量轻、低剖面、易共形、易集成以及成本低等诸多优点。
参见图1，天线装置10包括介质基板11和偶极子单元12，偶极子单元12设于介质基板11上。偶极子单元12也可以称为半波振子。偶极子单元12包括一对振臂121a,121b。一对振臂121a,121b可以沿第一对称轴a1对称。
作为一个示例，可以通过光刻工艺在介质基板11的表面制造具有特定形状的一对导体薄层(例如，金属薄层)作为偶极子单元12的一对振臂121a,121b。
需要说明的是，在不区分地表示一对振臂121a,121b(中的任意一个)时，表述为振臂121。
振臂121具有第一辐射边缘123和第二辐射边缘124。相较于第二辐射边缘124，第一辐射边缘123距离馈电点10a较近。例如，第一辐射边缘123的任意一点到馈电点10a的距离可以小于第二辐射边缘124的任意一点到馈电点10a的距离。
可以理解，馈电点可以是指偶极子单元的信号(射频电流)流入或流出的位置。或者说，馈电点可以是指偶极子单元的与馈电线连接的位置。在本申请实施例中，馈电点可以位于一对振臂之间，例如，馈电点可以位于一对振臂的对称轴上。
可以理解，当射频电流输入到偶极子单元中时，偶极子单元产生谐振，从而射频电流转换成电磁波向外辐射。研究发现，谐振部位通常位于偶极子单元的振臂的末端，即振臂的边缘处。若振臂的一部分边缘到馈电点的距离(电长度)接近某一频段的波长的四分之一，则偶极子单元可以通过该部分边缘在该频段内谐振，可以称该部分边缘与该频段匹配。在本申请实施例中，辐射边缘可以是指振臂的与某一工作频段匹配的部分边缘。
例如，第一辐射边缘123可以是与第一工作频段对应的边缘，第二辐射边缘124可以是与第二工作频段对应的边缘。或者说，偶极子单元12可以被配置为通过第一辐射边缘123在第一工作频段内谐振，并可以被配置为通过第二辐射边缘124在第二工作频段内谐振。也就是说，第一辐射边缘123到馈电点10a的距离(电长度)可以近似等于第一工作频段的波长的四分之一，第二辐射边缘124到馈电点10a的距离(电长度)可以近似等于第二工作频段的波长的四份之一。
当辐射边缘到馈电点10a的距离(电长度)近似于工作频段的波长的四分之一时，偶极子单元12会产生良好的谐振。工作频段的波长越短，工作频段的频率越高，反之，则工作频段的频率越低。可见，辐射边缘到馈电点10a的距离与辐射边缘对应的工作频段的频率呈负相关。
由于第一辐射边缘123相较第二辐射边缘124距离馈电点10a较近，因此偶极子单元12既能够通过第一辐射边缘123实现在频率较高的第一工作频段内谐振，又能够通过第二辐射边缘124实现在频率较低的第二工作频段内谐振。
通过这种实现方式，天线装置10既能够在频率较高的第一工作频段内工作，又能在频率较低的第二工作频段内工作，从而能够在不增加天线装置10的尺寸和结构复杂程度的前提下，扩展天线装置10可支持的频带。
在一些实施例中，再次参见图1，第一辐射边缘123设于振臂121的第一端，第二辐射边缘124设于振臂121的第二端。这里，第一端为振臂121靠近馈电点10a的一端，第二端为振臂121的远离馈电点10a的一点。或者说，在与第一对称轴a1垂直的方向上，振臂121具有靠近馈电10a的第一端和与第一端相对的第二端。
将第一辐射边缘123设置在振臂121的靠近馈电点10a的一端，并将第二辐射边缘124设置在振臂121的远离馈电点10a的一端，能够最大化地扩大第一辐射边缘123到馈电点10a的距离和第二辐射边缘124到馈电点10a的距离的差值，使得与第一辐射边缘123对应的第一工作频段和与第二辐射边缘124对应的第二工作频段的跨度最大化，从而进一步扩大天线装置10可支持的频带。
应该理解，第一辐射边缘和第二辐射边缘并不限定于分别位于振臂的第一端和第二端，二者也可以位于振臂的其它位置，只要能够使得第一辐射边缘相较第二辐射边缘距离馈电点较近即可。例如，在某些实施例中，第二辐射边缘可以位于振臂的远离馈电点的一端，第一辐射边缘可以位于振臂的中间部分。
在一些实施例中，再次参见图1，第一辐射边缘123可以呈圆弧状，或者可以呈曲率连续变化的曲线状。将第一辐射边缘123设置为呈圆弧状或者呈曲率连续变化的曲线状，能够使得第一辐射边缘123到馈电点10a的距离具有更多的变化，从而能够覆盖更宽的频率范围，扩大天线装置10可支持的频带。此外，采用这种实现方式，能够使得第一辐射边缘123到馈电点10a的距离的变化更连续、缓和，从而使得偶极子单元12在第一工作频段内产生更优的谐振。
在一些实施例中，再次参见图1，第二辐射边缘124可以呈圆弧状，或者可以呈曲率连续变化的曲线状。这种实现方式，能够覆盖更宽的频率范围，扩展天线装置10可支持的频带，并且能够使得偶极子单元12在第二工作频段内产生更优的谐振。
应当理解，在本申请的其他实施例中，第一辐射边缘123和/或第二辐射边缘124也可以不呈圆弧状或曲率连续变化的曲线状，例如，在某些实施例中，第一辐射边缘123和/或第二辐射边缘124也可以呈锯齿状。
在一些实例中，再次参见图1，第一辐射边缘123可以被构造为，随着从第一辐射边缘123的近端1231趋向第一辐射边缘123的远端1232，第一辐射边缘123到馈电点10a的距离逐渐递增。
应当理解，第一辐射边缘123的近端1231可以是指第一辐射边缘123的距离馈电点10a较近的一端，第一辐射边缘123的远端1232可以是指第一辐射边缘123的距离馈电点10a较远的一端。
由于随着从第一辐射边缘123的近端1231趋向远端1232，第一辐射边缘123到馈电点10a的距离递增，因此第一辐射边缘123的不同位置到馈电点10a的距离不同，第一辐射边缘123到馈电点10a的距离更加多变。这种实现方式，能够增加与第一辐射边缘123对应的第一工作频段的覆盖范围，扩大天线装置10可支持的频带。
在一些实施例中，再次参见图1，第二辐射边缘124可以被构造为，随着从第二辐射边缘124的近端1241趋向第二辐射边缘124的远端1242，第二辐射边缘124到馈电点10a的距离逐渐递增。这种实现方式，能够增加与第二辐射边缘124对应的第二工作频段的覆盖范围，扩大天线装置10可支持的频带。
在一些实施例中，再次参见图1，振臂121a包括沿第二对称轴a2对称的一对辐射部122a,122b，振臂121b包括沿第二对称轴a2对称的一对辐射部122c,122d。
需要说明的是，在不区分地表示一对辐射部122a,122b,122c,122d(中的任意一个)时，表述为辐射部122。
第一对称轴a1与第二对称轴a2在馈电点10a处相交，并且第一对称轴a1与第二对称轴a2相互垂直。每个辐射部122具有第一辐射边缘123和第二辐射边缘124。这种实现方式，有利于天线装置10的全向性，使得天线装置10在水平面(即H面，与第二对称轴a2垂直的平面)方向图上表现为在各个方向上均匀辐射。
在一些实施例中，再次参见图1，每对辐射部122之间具有沿第二对称轴a2延伸的间隙125。间隙125可以是每对辐射部122之间的未覆盖导体薄层的部分。作为一个示例，间隙125的宽度(即在第一对称轴a1方向上的尺寸)可以为6mm至10mm，优选地，为8mm。间隙125可以用于馈电线(例如同轴探针)13的放置。作为一个示例，如图1所示，馈电线13可以通过间隙125，从振臂121b的远离馈电点10a的一侧延伸至馈电点10a处。
通过设置在间隙125，馈电线13能够沿垂直于水平面的方向(即第二对称轴a2所在的方向)引入。以此方式，能够降低馈电线13对天线装置10水平面方向图的干扰，有利于天线装置10的全向性。作为对比，若将馈电线13沿第一对称轴a1从偶极子单元12的一侧引入，则会对天线装置10在水平面方向图造成不利影响，劣化天线装置10的全向性。
应当理解，在本申请的其他实施例中，也可以不设置间隙125，例如，在某些实施例中，馈电线13也可以从介质基板11的背离偶极子单元12的一侧引入，并通过金属过线孔延伸至馈电点10a处。
在一些实施例中，再次参见图1，偶极子单元12可以被配置为通过第一辐射边缘123在第一工作频段内谐振，并被配置为通过第二辐射边缘124在第二工作频段内谐振。第一工作频段的频率高于第二工作频段。
在一个具体的示例中，第一工作频段可以覆盖第一Wi-Fi通信频段，第二工作频段可以覆盖第二Wi-Fi通信频段和第一蜂窝移动通信频段。例如，第一Wi-Fi通信频段可以为5.8GHz(例如，5150MHz至5850MHz)频段，第二Wi-Fi通信频段可以为2.4GHz频段，第一蜂窝移动通信频段可以为1710MHz频段至2690MHz频段。这样，便可使得天线装置10的工作频段覆盖Wi-Fi通信的频段和蜂窝网络通信(例如4G通信)的频段，实现Wi-Fi通信和蜂窝移动通信的复用。
在一个具体的示例中，再次参见图1，第一辐射边缘123和第二辐射边缘124可以均呈圆弧状。第一辐射边缘123的半径可以大于第二辐射边缘124的半径。例如，第一辐射边缘123的半径可以为6mm至10mm，优选地，为8mm。第二辐射边缘124的半径可以为10mm至14mm，优选地，为12mm。
第一辐射边缘123对应的第一工作频率覆盖5.8GHz频段，第二辐射边缘124对应的第二工作频率覆盖1710MHz频段至2690MHz频段，第二工作频段的范围更宽。将第二辐射边缘124的半径设置的更大，能够扩大第二工作频率的范围，从而更好地覆盖17100MHz频段至2690MHz频段。
为了更加清楚、准确地对本申请实施例提供的天线装置10进行描述，下面构建一个假想的平面坐标系。参见图1，该平面坐标系设置在介质基底11的设置有偶极子单元12的表面上，以第一对称轴a1作为x轴，以第二对称轴a2作为y轴，以馈电点10a为原点，以从辐射部122b到辐射部122a的方向(即图1中从左向右的方向)作为x轴的正方向，以从振臂121b到振臂121a的方向(即图1中从下向上的方向)为y轴的正方向，以1mm为一个单位长度。辐射部122a,122b,122c,122d分别位于该平面坐标系的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。
在一个具体的示例中，再次参见图1，第一辐射边缘123和第二辐射边缘124可以均呈圆弧状。辐射部122a的第一辐射边缘123的圆心的坐标值为(x1,y1)，近端1231的坐标值为(x2,y2)，远端1232的坐标值为(x3,y3)。辐射部122a的第二辐射边缘124的圆心的坐标值为(x4,y4)，近端1241的坐标值为(x5,y5)，远端1242的坐标值为(x6,y6)。
辐射部122b的第一辐射边缘123的圆心的坐标值为(-x1,y1)，近端的坐标值为(-x2,y2)，远端的坐标值为(-x3,y3)。辐射部122b的第二辐射边缘124的圆心的坐标值为(-x4,y4)，近端的坐标值为(-x5,y5)，远端的坐标值为(-x6,y6)。
辐射部122c的第一辐射边缘123的圆心的坐标值为(-x1,-y1)，近端的坐标值为(-x2,-y2)，远端的坐标值为(-x3,-y3)。辐射部122c的第二辐射边缘124的圆心的坐标值为(-x4,-y4)，近端的坐标值为(-x5,-y5)，远端的坐标值为(-x6,-y6)。
辐射部122d的第一辐射边缘123的圆心的坐标值为(x1,-y1)，近端的坐标值为(x2,-y2)，远端的坐标值为(x3,-y3)。辐射部122d的第二辐射边缘124的圆心的坐标值为(x4,-y4)，近端的坐标值为(x5,-y5)，远端的坐标值为(x6,-y6)。
x1的取值范围为0至4，y1的取值范围为8至14。x2的取值范围为0至4，y2的取值范围为0至4。x3的取值范围为8至14，y3的取值范围为8至14。x4的取值范围为8至16，y4的取值范围为16至24。x5的取值范围为0至5，y5的取值范围为16至24。x6的取值范围为8至14，y6的取值范围为26至34。
通过实践和分析发现，根据上述实现方式的天线装置10能够在1710MHz频段至2690MHz频段和5.8GHz频段产生良好地谐振，驻波比能够控制在2以下，并且全向性优良，在水平面方向图上各个频点的一致性良好，不圆度在5dB以下。由此可见，根据上述实现方式的天线装置10具有结构简单、尺寸较小、工作频段较宽(能够实现Wi-Fi通信和蜂窝移动通信复用)以及全向性佳等诸多优点。
图2示意性地从另一个视图方向示出了天线装置10。参见图1和图2，天线装置10还包括单极子单元14。作为一个示例，可以通过光刻工艺在介质基板11的表面制造具有特定形状的导体薄层(例如，金属薄层)作为单极子单元14。单极子单元14设于介质基板11上。单极子单元14可以被配置为在第三工作频段内工作。第三工作频段的频率低于第二工作频段。
虽然通过第一辐射边缘123和第二辐射边缘124，偶极子单元12实现了在频率较高的第一工作频段和频率较低的第二工作频段内工作，但是，偶极子单元12难以再实现在远低于第一工作频段和第二工作频段的第三工作频段内工作。
相较于第一工作频段和第二工作频段，第三工作频段的波长较长。若要通过偶极子单元12实现在第三工作频段工作，则需要偶极子单元12具有更大的尺寸，这不利于天线装置10的小型化。即使利用偶极子单元12实现了在第三工作频段内工作，第一工作频段的频射电流也会由于过大的尺寸而出现难以谐振的问题。
在本申请的上述实现方式，利用偶极子单元12的第一辐射边缘123和第二辐射边缘124实现了频率相对较高的第一工作频段和第二工作频段内工作，并利用单极子单元14实现了在频率相对较低的第三工作频段内工作，从而在保持天线装置10的尺寸较小的前提下，进一步拓宽天线装置10可支持的频带。
在一个具体的示例中，第三工作频段可以覆盖第二蜂窝移动通信频段。例如，第二蜂窝移动频段可以为900MHz(例如，820MHz至960MHz)频段。通过这种方式，可使得天线装置的工作频段覆盖Wi-Fi通信和蜂窝移动(例如4G通信)通信频段。Wi-Fi通信的频射信号和蜂窝移动通信的频射信号在经过双工器合并后便可输入至该天线装置10，从而实现Wi-Fi通信和蜂窝移动通信的复用。
在一些实施例中，再次参见图1和图2，单极子单元14可以位于介质基板11的背离偶极子单元12的一侧。将单极子单元14设置在介质基板11的背离偶极子单元12的一侧，能够充分利用介质基板11的背离偶极子单元12的一侧的空间，这有利于减小介质基板11的尺寸，避免偶极子单元12和单极子单元14结构彼此干涉。
应当理解，在本申请的其他实施例中，单极子单元14也可以被设置在介质基板11的设有偶极子单元12的一侧。
在一些实施例中，再次参见图1和图2，单极子单元14可以与偶极子单元12的振臂121a电连接。例如，在单极子单元14位于介质基板11的背离偶极子单元12的一侧的实施例中，单极子单元14可以通过贯穿介质基板11的金属过线孔与偶极子单元12(的振臂121a)电连接。单极子单元14与振臂121a的电连接点15到馈电点10a的距离与振臂121a在垂直于第一对称轴a1的方向上的尺寸的比值可以小于10％。
将单极子单元14与偶极子单元12的一个振臂121a电连接，能够实现单极子单元14的馈电。将单极子单元14和偶极子单元12(的振臂121a)的电连接点15设置在靠近馈电点10a的位置，能够降低对偶极子单元12的影响。
在一些实施例中，再次参见图1和图2，单极子单元14包括主体部141和延伸部142。主体部141(的在介质基板11上的投影)可以位于振臂121a的远离馈电点10a的一侧。延伸部142可以从主体部141延伸至电连接点15处。将单极子单元14的主体部141设于振臂121a的远离馈电点10a的一侧，能够减少单极子单元14对偶极子单元12的方向图的干扰。
在一些实施例中，单极子单元14的主体部141可以呈弯折状。以此方式，能够充分利用介质基板11上的空间，在尽量不增大介质基板11的尺寸的同时，最大化单极子单元14的尺寸(电长度)。
在一些实施例中，介质基板11可以采用介电常数为4.8的环氧树脂板，以减少天线装置10的整体尺寸。
图3和图4示出了根据本申请实施例的天线装置10的电压驻波比图。图5示出了根据本申请实施例的天线装置10的水平面方向图。如图3至图5所示，天线装置10能够在900MHz、1710MHz频段至2690MHz频段以及5.8GHz频段产生良好地谐振，将驻波比控制在2以下。此外，天线装置10全向性优良，在水平面方向图上各个频点的一致性良好，不圆度在5dB以下。由此可见，本申请实施例提供的天线装置10具有结构简单、尺寸较小、工作频段较宽(能够实现Wi-Fi通信和蜂窝移动通信复用)以及全向性佳等诸多优点。
本申请实施例还提供一种无人飞行器，该无人飞行器包括本申请实施例提供的天线装置10。本申请实施例提供的天线装置10具有尺寸小，应用在无人飞行器上，无需占用过多的空间，有利于无人飞行器的小型化、轻量化。此外，本申请实施例提供的天线装置10工作频段宽、全向性优，有利于无人飞行器的通信性能。另外，本申请实施例提供的天线装置10，能够同时满足Wi-Fi通信和蜂窝移动通信的工作频段，能够减少无人飞行器的天线数量，有利于降低无人飞行器的尺寸、重力和制造成本。
应当理解，本申请使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。
应当理解，虽然术语“第一”或“第二”等可能在本申请中用来描述各种元素(如第一辐射边缘和第二辐射边缘)，但这些元素不被这些术语所限定，这些术语只是用来将一个元素与另一个元素区分开。
需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征(元素)，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。
应当理解，在本申请实施例中，除非另有明确的说明和限定，术语“连接”应做广义理解。例如，“连接”可以是指机械连接，也可以是指电连接，可以是指直接相连，也可以是指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申请中的具体含义。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：
介质基板；以及
偶极子单元，设于所述介质基板上，并包括沿第一对称轴对称的一对振臂，其中每个振臂具有第一辐射边缘和第二辐射边缘，所述第一辐射边缘相较所述第二辐射边缘距离馈电点较近。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射边缘设于每个振臂的第一端，所述第二辐射边缘设于每个振臂的第二端，其中所述第一端为每个振臂的靠近所述馈电点的一端，所述第二端为每个振臂的远离所述馈电点的一端。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射边缘呈圆弧状或者呈曲率连续变化的曲线状；和/或所述第二辐射边缘呈圆弧状或者呈曲率连续变化的曲线状。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射边缘呈圆弧状，所述第一辐射边缘的半径的取值范围为6mm至10mm；和/或所述第二辐射边缘呈圆弧状，所述第二辐射边缘的半径的取值范围为10mm至14mm。
5.根据权利要求3或4所述的天线装置，其特征在于，随着从所述第一辐射边缘的近端趋向所述第一辐射边缘的远端，所述第一辐射边缘到所述馈电点的距离递增；和/或随着从所述第二辐射边缘的近端趋向所述第二辐射边缘的远端，所述第二辐射边缘到所述馈电点的距离递增。
6.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，每个振臂包括沿第二对称轴对称的一对辐射部，每个辐射部具有所述第一辐射边缘和所述第二辐射边缘，其中所述第一对称轴和所述第二对称轴在所述馈电点处相交并相互垂直。
7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述一对辐射部之间具有沿所述第二对称轴延伸的间隙，所述间隙用于馈电线的放置。
8.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包括设于所述介质基板上的单极子单元，其中所述偶极子单元被配置为通过所述第一辐射边缘在第一工作频段内工作，并通过所述第二辐射边缘在第二工作频段内工作，所述单极子单元被配置为在第三工作频段内工作，所述第一工作频段、所述第二工作频段和所述第三工作频段的频率依次降低。
9.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于，所述第一工作频段覆盖第一Wi-Fi通信频段，所述第二工作频段覆盖第二Wi-Fi通信频段和第一蜂窝移动通信频段，所述第三工作频段覆盖第二蜂窝移动通信频段。
10.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于，所述单极子单元位于所述介质基板的背离所述偶极子单元的一侧。
11.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于，所述单极子单元与所述一对振臂中的一个振臂电连接，其中所述单极子单元和所述振臂的电连接点到所述馈电点的距离与所述振臂在垂直于所述第一对称轴的方向上的尺寸的比值小于10％。
12.根据权利要求11所述的天线装置，其特征在于，所述单极子单元包括主体部和延伸部，所述延伸部从所述主体部延伸至所述电连接点处，所述主体部位于所述振臂的远离所述馈电点的一侧。
13.一种无人飞行器，其特征在于，包括如权利要求1至12中任一项所述的天线装置。
CN202210158284.1A 2022-02-21 2022-02-21 天线装置和无人飞行器 Pending CN114552191A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210158284.1A CN114552191A (zh) 2022-02-21 2022-02-21 天线装置和无人飞行器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210158284.1A CN114552191A (zh) 2022-02-21 2022-02-21 天线装置和无人飞行器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114552191A true CN114552191A (zh) 2022-05-27

Family

ID=81678248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210158284.1A Pending CN114552191A (zh) 2022-02-21 2022-02-21 天线装置和无人飞行器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114552191A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116995434A (zh) * 2023-08-22 2023-11-03 中铁隧道局集团有限公司 一种探地雷达超宽带天线

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116995434A (zh) * 2023-08-22 2023-11-03 中铁隧道局集团有限公司 一种探地雷达超宽带天线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6903692B2 (en) Dielectric antenna
US6498586B2 (en) Method for coupling a signal and an antenna structure
US8928539B2 (en) Antenna unit and radio communication device
US20050104783A1 (en) Antenna for portable radio
GB2402552A (en) Broadband dielectric resonator antenna system
CN111656613B (zh) 天线装置、车辆用窗玻璃及窗玻璃结构
JP2001298313A (ja) 表面実装型アンテナおよびそのアンテナを備えた無線機
TWI245454B (en) Low sidelobes dual band and broadband flat endfire antenna
JP2002524954A (ja) 円偏波された誘電体共振器アンテナ
JP2011528519A (ja) アンテナ装置
KR101812653B1 (ko) 분기 ｕｗｂ 안테나
JP2005312062A (ja) 小型アンテナ
JP2004040596A (ja) 携帯無線機用多周波アンテナ
KR100638661B1 (ko) 초광대역 내장형 안테나
EP2323217B1 (en) Antenna for multi mode mimo communication in handheld devices
KR101049724B1 (ko) 독립 조절이 가능하고 절곡부를 가지는 다중 대역 안테나
CN114552191A (zh) 天线装置和无人飞行器
CN113078445A (zh) 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
US10374311B2 (en) Antenna for a portable communication device
TW201417399A (zh) 寬頻天線及具有該寬頻天線的可攜帶型電子裝置
CN217215075U (zh) 天线装置和无人飞行器
JPH09232854A (ja) 移動無線機用小型平面アンテナ装置
JP5324608B2 (ja) マルチバンドアンテナ
CN107293843B (zh) Wifi天线装置
WO2007032178A1 (ja) アンテナ装置

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