CN116111339B - 一种多频段的标志天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多频段的标志天线。馈电单元包括左右对称的馈电地板以及中部的馈电输出线；馈电地板和馈电输出线之间留有间隙；馈电输出线上端向上自由延伸；辐射单元包括能量环、馈电输入线和四辐射片；四辐射片位于能量环之内，每一辐射片是头大尾小的四边形，辐射片尾部与能量环内侧固定连接，头部向能量环中心延伸；且各辐射片的头部之间均留有一定距离，上下布置的辐射片之间形成横向辐射腔，左右布置的辐射片之间形成纵向辐射腔。优点在于，可通过外露的方式，直接设计成标志形状，可使天线同时具有外观辨识及收发无线信号的功能。而且能涵盖三到五个常用的频段。

Description

一种多频段的标志天线
技术领域
本发明涉及一种多频段的标志天线。
背景技术
汽车通讯系统经常需要使用特定形状的天线，例如与车标相匹配的形状，而且天线需要覆盖多个通讯频段才能提升通用性。目前车标天线的设计还有很大的技术空间，需要提出一种四片式结构的车标天线。
发明内容
本发明目的在于提供一种多频段的标志天线，以解决上述现有技术存在的问题。
本发明中所述一种多频段的标志天线，包括：介质基板、辐射单元和馈电单元；
其特征在于，
所述馈电单元设置在介质基板的下部；馈电单元包括左右对称的馈电地板以及中部的馈电输出线；所述馈电地板和馈电输出线之间留有间隙；馈电输出线上端向上自由延伸；
所述辐射单元设置在馈电单元上方；辐射单元包括一能量环、一馈电输入线和四辐射片；所述馈电输入线上端与能量环固定连接，馈电输入线下端与馈电输出线上端电性接触；四辐射片位于能量环之内，每一辐射片是头大尾小的四边形，辐射片尾部与能量环内侧固定连接，头部向能量环中心延伸；且各辐射片的头部之间均留有一定距离，上下布置的辐射片之间形成横向辐射腔，左右布置的辐射片之间形成纵向辐射腔。
每一辐射片的外侧均设有一对应的寄生贴片；处于上方的辐射片对应的寄生贴片在下侧，处于下方的辐射片对应的寄生贴片在上侧；寄生贴片一端与对应辐射片的尾部相连，寄生贴片另一端向对应辐射片的头部延伸且与头部留有间隙。
所述馈电地板靠近馈电输出线的上部设有共面波导斜角结构。
所述馈电地板中部设有DGS结构。
所述DGS结构包括水平布置的第一方孔和第二方孔，在第一方孔和第二方孔之间设有水平延伸的通槽进行连通。
本发明中所述一种多频段的标志天线，其优点在于，可通过外露的方式，直接设计成标志(Logo)形状，可使天线同时具有外观辨识及收发无线信号的功能。而且能涵盖三到五个常用的频段。
附图说明
图1是本发明中一种多频段的标志天线的结构示意图。
图2是本发明中馈电单元的结构示意图。
图3是图2中B处的局部放大图。
图4是图2中A处的局部放大图。
图5是本发明中辐射单元的结构示意图。
图6是图5中C处的局部放大图。
图7是本发明中一种多频段的标志天线的关键参数示意图。
图8是实施例一的辐射仿真曲线图。
图9是实施例一在中心频率2.4G时的E平面方向图。
图10是实施例一在中心频率2.4G时的H平面方向图。
图11是实施例一的增益仿真曲线图。
图12是实施例二的辐射仿真曲线图。
图13是实施例三的辐射仿真曲线图。
附图标记：
10-介质基板；
20-辐射单元；21-馈电输入线、22-能量环、23-辐射片、24-寄生贴片、25-纵向辐射腔、26-横向辐射腔；
30-馈电单元；31-馈电输出线、32-馈电地板、33-共面波导斜角结构、34-DGS结构、35-第一方孔、36-通槽、37-第二方孔。
具体实施方式
实施例一
如图1至图6所示，本发明中所述一种多频段的标志天线包括：介质基板10、辐射单元20和馈电单元30。
所述馈电单元30设置在介质基板10的下部。馈电单元30包括左右对称的馈电地板32以及中部的馈电输出线31。所述馈电地板32和馈电输出线31之间留有间隙。馈电输出线31上端向上自由延伸。
所述辐射单元20设置在馈电单元30上方。辐射单元20包括一能量环22、一馈电输入线21和四辐射片23。所述馈电输入线21上端与能量环22固定连接，馈电输入线21下端与馈电输出线31上端电性接触。四辐射片23位于能量环22之内，每一辐射片23是头大尾小的四边形，辐射片23尾部与能量环22内侧固定连接，头部向能量环22中心延伸。且各辐射片23的头部之间均留有一定距离，上下布置的辐射片23之间形成横向辐射腔26，左右布置的辐射片23之间形成纵向辐射腔25。
特别指出，馈电输入线21和馈电输出线31的连接处为非一体式的接触式结构，接触面可以等效一定的电阻特性以降低天线的功耗。
主要参数如图7所示，其中，介质基板10的长度L1=142.25mm，馈电输出线31和馈电输入线21的总长L2=64.04mm，馈电输出线31的长度L3=20.50mm；介质基板10的宽度W1=60.00mm，馈电输入线21的宽度W2=0.20mm；纵向辐射腔25的宽度D1=2.40mm，横向辐射腔26的宽度D2=3.00mm；能量环22的内半径R1=25.00mm，外半径R2=26.00mm。
在所述主要参数的基础上进行仿真测试，结果如图8至图11所示，低于-10dB的频段有三个，其中心频段分别是2.55GHz、3.90GHz和5.37GHz。业内工作频段要求是S11低于-10dB，因此本实施例的天线可以实现三个频段的工作。
实施例二
与实施例一相比，区别在于每一辐射片23的外侧均设有一对应的寄生贴片24。处于上方的辐射片23对应的寄生贴片24在下侧，处于下方的辐射片23对应的寄生贴片24在上侧。寄生贴片24一端与对应辐射片23的尾部相连，寄生贴片24另一端向对应辐射片23的头部延伸且与头部留有间隙。
加载了寄生贴片24之后形成了新的谐振回路，改变了辐射单元20整体的电流分布，因此能通过合理调整寄生贴片24实现频偏调整。
在所述主要参数的基础上进行仿真测试，结果如图12所示，低于-10dB的频段有四个，其中心频段分别是2.43GHz、3.72GHz、5.35GHz和8.67GHz，可见本实施例的天线可以实现四个频段的工作。
实施例三
与实施例二相比，区别在于所述馈电地板32靠近馈电输出线31的上部设有共面波导斜角结构33。所述馈电地板32中部设有DGS结构34。所述DGS结构34包括水平布置的第一方孔35和第二方孔37，在第一方孔35和第二方孔37之间设有水平延伸的通槽36进行连通。“DGS”是“Defected Ground Structures”。共面波导斜角结构33的设置减少了地面表面波，最大程度的引导电流向上空间进行辐射，同时引入主要参数：共面波导斜角结构33的水平宽度W3=11.50mm。
实际情况中，汽车通信系统运行的环境是十分复杂的，非常容易对天线接收到的信号造成干扰。因此为了消除5.33GHZ以外的信号干扰，设置DGS结构34得到低通滤波器的特性。根据理论分析与参数扫描与调试，加载DGS结构34的结果不仅滤除了高频的电磁干扰，而且还激励处中心频率为0.72GHZ的第一频带，并且更进一步减小频率偏移。
第一方孔35和第二方孔37的长宽主要影响等效电路中的电感值，通槽36的宽度主要影响电容值。加入DGS结构34后，天线排除了8.6GHz处可能出现的电磁干扰，在6-10GHz的范围内实现了宽阻带的效果。
在所述主要参数的基础上进行仿真测试，结果如图13所示，低于-10dB的频段有五个，其中心频段分别是0.72GHz、1.39GHz、2.46GHz、3.67GHz和5.15GHz，可见本实施例的天线可以实现五个频段的工作。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多频段的标志天线，包括：介质基板（10）、辐射单元（20）和馈电单元（30）；
其特征在于，
所述馈电单元（30）设置在介质基板（10）的下部；馈电单元（30）包括左右对称的馈电地板（32）以及中部的馈电输出线（31）；所述馈电地板（32）和馈电输出线（31）之间留有间隙；馈电输出线（31）上端向上自由延伸；
所述辐射单元（20）设置在馈电单元（30）上方；辐射单元（20）包括一能量环（22）、一馈电输入线（21）和四辐射片（23）；所述馈电输入线（21）上端与能量环（22）固定连接，馈电输入线（21）下端与馈电输出线（31）上端电性接触；四辐射片（23）位于能量环（22）之内，每一辐射片（23）是头大尾小的四边形，辐射片（23）尾部与能量环（22）内侧固定连接，头部向能量环（22）中心延伸；且各辐射片（23）的头部之间均留有一定距离，上下布置的辐射片（23）之间形成横向辐射腔（26），左右布置的辐射片（23）之间形成纵向辐射腔（25）。
2.根据权利要求1所述一种多频段的标志天线，其特征在于，每一辐射片（23）的外侧均设有一对应的寄生贴片（24）；处于上方的辐射片（23）对应的寄生贴片（24）在下侧，处于下方的辐射片（23）对应的寄生贴片（24）在上侧；寄生贴片（24）一端与对应辐射片（23）的尾部相连，寄生贴片（24）另一端向对应辐射片（23）的头部延伸且与头部留有间隙。
3.根据权利要求1所述一种多频段的标志天线，其特征在于，所述馈电地板（32）靠近馈电输出线（31）的上部设有共面波导斜角结构（33）。
4.根据权利要求1所述一种多频段的标志天线，其特征在于，所述馈电地板（32）中部设有DGS结构（34）。
5.根据权利要求4所述一种多频段的标志天线，其特征在于，所述DGS结构（34）包括水平布置的第一方孔（35）和第二方孔（37），在第一方孔（35）和第二方孔（37）之间设有水平延伸的通槽（36）进行连通。
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