CN116345137B - 一种低频振子及低频天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低频振子及低频天线，包括第一导体层、中间介质层和第二导体层；第一导体层包括第一振子段、第二振子段、第一支路和第三支路，第二导体层包括第三振子段、第四振子段、第二支路和第四支路；第一振子段与第二振子段之间通过第一主干路导通，第二振子段电性连接有第二主干路，第三振子段电性连接有第三主干路，第四振子段电性连接有第四主干路；第一支路的一端与第一主干路导通；第三支路的一端与第二主干路导通；第二支路的一端与第三主干路导通，第二支路的另一端与第一支路的另一端导通以构成第一短路支节；第四支路的一端与第四主干路导通，第四支路的另一端与第三支路的另一端导通以构成第二短路支节。

Description

一种低频振子及低频天线

技术领域

本发明涉及天线的技术领域，尤其涉及一种低频振子；本发明还涉及一种低频天线。

背景技术

为解决低频辐射单元影响高频辐射单元的性能指标的问题，申请人此前申请了一件公开号为CN110808459B、专利名称为“一种多频天线的低频振子”的中国发明专利，该低频振子的中间介质层的两侧面上分别设置有若干上振子段和若干下振子段，各相邻的上振子段与下振子段通过短路支节实现间隔地导通；短路支节由短路支节上导体和短路支节下导体构成，短路支节上导体设置在上振子段的侧边上，短路支节下导体设置在下振子段的侧边上，短路支节上导体的末端与短路支节下导体的末端连接导通；这样的设计，由于上导体层的宽度尺寸是由上振子段的宽度、短路支节上导体的长度二者相加构成的，下导体层的宽度尺寸是由下振子段的宽度、短路支节下导体的长度二者相加构成的，这样导致上导体层、下导体层的宽度尺寸较大，进而使得低频振子的占用空间较大，重量较重。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低频振子，具有结构简单、设计合理、低频振子的宽度尺寸较小、占用空间较小、重量较轻等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低频振子，包括有第一导体层、中间介质层和第二导体层；中间介质层处于第一导体层与第二导体层之间；第一导体层、第二导体层均为金属薄片；第一导体层包括有第一振子段和第二振子段，第一振子段和第二振子段沿第一直线M隔开排列布设，第一振子段、第二振子段的长度方向均沿第一直线M设置；第二导体层包括有第三振子段和第四振子段，第三振子段和第四振子段沿第二直线N隔开排列布设，第三振子段、第四振子段的长度方向均沿第二直线N设置，第二直线N与第一直线M于中间介质层所处平面上的投影是重合或近乎重合的；

所述第三振子段与第一振子段于中间介质层所处平面上的投影存在重合，所述第四振子段于中间介质层所处平面上的投影是处于第二振子段背向第一振子段那一侧的；第一振子段与第二振子段之间通过第一主干路连接导通，第二振子段背向第一振子段的那一侧电性连接有第二主干路，第三振子段面向第四振子段的那一侧电性连接有第三主干路，第四振子段面向第三振子段的那一侧电性连接有第四主干路；第一主干路、第二主干路、第三主干路、第四主干路的宽度尺寸均小于第一振子段、第二振子段、第三振子段、第四振子段的宽度尺寸；

第一导体层上还设有第一支路和第三支路；第一支路的一端与第一主干路的中部位置连接导通，第三支路的一端与第二主干路的端部连接导通；与中间介质层所在平面垂直的面称为参考平面，第一直线M、第二直线N与参考平面垂直，第一振子段、第一支路、第二振子段、第三支路四者于参考平面上的投影至少部分重叠；

第二导体层上还设有第二支路和第四支路；第二支路的一端与第三主干路的端部连接导通，第二支路的另一端与第一支路的另一端连接导通，这样导通的第一支路和第二支路构成一个第一短路支节；第四支路的一端与第四主干路的端部连接导通，第四支路的另一端与第三支路的另一端连接导通，这样导通的第三支路和第四支路构成一个第二短路支节；第三振子段、第二支路、第四支路、第四振子段四者于参考平面上的投影至少部分重叠。

本发明的工作原理：

本方案的第一振子段、第二振子段沿着第一直线M排列，第三振子段、第四振子段沿着第二直线N排列，且第二直线N与第一直线M于中间介质层所处平面上的投影是重合或近乎重合的结构，使得第一振子段、第二振子段、第三振子段、第四振子段在中间介质层所处平面上的投影上可看作沿一直线排列，结合第一振子段、第一支路、第二振子段、第三支路四者于参考平面上的投影至少部分重叠，第三振子段、第二支路、第四支路、第四振子段四者于参考平面上的投影至少部分重叠的设计，使本方案的整体宽度是小于第一支路、第二支路、第三支路、第四支路任意之一的长度与第一振子段、第二振子段、第三振子段、第四振子段任意之一的宽度之和，使本方案的宽度尺寸较小、占用空间较小、重量较轻。

进一步地，如前所述的一种低频振子，第一振子段是长度D1为20±1mm、宽度D2为10±1mm的矩形结构；第二振子段、第三振子段、第四振子段均为边长D3为15±1mm的正方形结构。

进一步地，如前所述的一种低频振子，第一支路、第二支路、第三支路、第四支路的结构相同，第一支路、第二支路、第三支路、第四支路各自沿其长度方向做成为蛇形结构。

进一步地，如前所述的一种低频振子，所述第一主干路、第二主干路各自的中轴线均与第一直线M重合，第三主干路、第四主干路各自的中轴线均与第二直线N重合；第一短路支节、第二短路支节的数量均为2个，2个第一短路支节分别设置于第一主干路的两侧，2个第二短路支节分别设置于第二主干路的两侧。

实现本发明的技术方案，具有以下的有益效果：具有结构简单、设计合理、低频振子的宽度尺寸较小、占用空间较小、重量较轻等优点。

本发明的目的在于，提供一种低频天线，具有结构简单、设计合理、结构紧凑、占用空间小等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低频天线，包括有天线本体，天线本体包括有至少1个天线单元，各天线单元包括有如前所述的2个低频振子，2个低频振子沿一直线相对排列布设，2个低频振子的朝向相同。

进一步地，如前所述的一种低频天线，所述天线本体的天线单元数量为2个，2个天线单元呈十字交叉设置，2个天线单元的朝向互为相反。

进一步地，如前所述的一种低频天线，还包括有反射板，反射板的一面为反射面，天线本体通过一支撑组件安装在反射面上。

进一步地，如前所述的一种低频天线，所述支撑组件包括至少一支撑腿，一支撑腿与一天线单元对应，支撑腿的一端与天线单元连接，在支撑腿上设置有信号传输线路；信号传输线路包括有连接干路和耦合干路，连接干路、耦合干路均为金属薄片，连接干路设置在支撑腿的一面，连接干路包括有2个连接支路，一连接支路对应与一低频振子连接导通，各连接支路上设有与反射板电性连接的外导体连接端；耦合干路设置在支撑腿的另一面，耦合干路用于与2个连接支路耦合连接，耦合干路上设置有内导体连接端，耦合干路与反射板之间绝缘设置；还包括有至少一条同轴电缆，一同轴电缆与一信号传输线路对应，同轴电缆的内导体与信号传输线路的内导体连接端连接导通，同轴电缆的外导体与信号传输线路的其中一个外导体连接端连接导通。

进一步地，如前所述的一种低频天线，反射板上形成有连通其两侧面的让位孔，所述信号传输线路的外导体连接端、内导体连接端均处于让位孔内。

进一步地，如前所述的一种低频天线，支撑组件还包括有底座，支撑腿的另一端与底座连接，底座固定在反射板上。

实现本发明的技术方案，具有以下的有益效果：具有结构简单、设计合理、结构紧凑、占用空间小、重量较轻等优点。

附图说明

图1为实施例1的俯视图；

图2为实施例1的仰视图；

图3为实施例2的立体结构示意图之一；

图4为实施例2的立体结构示意图之二；

图5为图4的A处的局部放大图；

图6为实施例2的天线单元的结构示意图；

图7为实施例2的第一支撑腿的主视图；

图8为实施例2的第一支撑腿的后视图；

图9为实施例2的第二支撑腿的主视图；

图10为实施例2的第二支撑腿的后视图；

附图标记说明：

1-第一导体层；11-第一振子段；111-第二耦合连接端；12-第二振子段；13-第一主干路；14-第二主干路；2-第二导体层；21-第三振子段；22-第四振子段；23-第三主干路；24-第四主干路；3-中间介质层；4-第一短路支节；41-第一支路；411-第一连接段；412-第二连接段；413-第三连接段；414-第四连接段；415-第五连接段；42-第二支路；5-第二短路支节；51-第三支路；52-第四支路；6-金属化孔；7-信号传输段；71-第一耦合连接端；72-导电孔；

10-天线单元；101-低频振子；102-让位凹口；20-反射板；201-让位孔；30-支撑组件；301-第一支撑腿；3011-第一卡装凹口；302-第二支撑腿；3021-第二卡装凹口；303-底座；3031-覆铜区域；40-信号传输线路；401-连接干路；4011-连接支路；4012-外导体连接端；4013-振子连接端；402-耦合干路；4021-内导体连接端；4022-内导体安装孔；50-同轴电缆。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例1

如图1和图2为实施例1的一种低频振子，包括有第一导体层1、中间介质层3和第二导体层2；中间介质层3处于第一导体层1与第二导体层2之间；第一导体层1、第二导体层2均为金属薄片；第一导体层1包括有第一振子段11和第二振子段12，第一振子段11和第二振子段12沿第一直线M隔开排列布设，第一振子段11、第二振子段12的长度方向均沿第一直线M设置；第二导体层2包括有第三振子段21和第四振子段22，第三振子段21和第四振子段22沿第二直线N隔开排列布设，第三振子段21、第四振子段22的长度方向均沿第二直线N设置，第二直线N与第一直线M于中间介质层3所处平面上的投影是重合或近乎重合的；

所述第三振子段21与第一振子段11于中间介质层3所处平面上的投影存在重合，所述第四振子段22与中间介质层3所处平面上的投影是处于第二振子段12背向第一振子段11的那一侧的；第一振子段11与第二振子段12之间通过第一主干路13连接导通，第二振子段12背向第一振子段11的那一侧电性连接有第二主干路14，第三振子段21面向第四振子段22的那一侧电性连接有第三主干路23，第四振子段22面向第三振子段21的那一侧电性连接有第四主干路24；第一主干路13、第二主干路14、第三主干路23、第四主干路24的宽度尺寸均小于第一振子段11、第二振子段12、第三振子段21、第四振子段22的宽度尺寸；

第一导体层1上还设有第一支路41和第三支路51；第一支路41的一端与第一主干路13的中部位置连接导通，第三支路51的一端与第二主干路14的端部连接导通；与中间介质层3所在平面垂直的面称为参考平面，第一直线M、第二直线N与参考平面垂直，第一振子段11、第一支路41、第二振子段12、第三支路51四者于参考平面上的投影至少部分重叠；

第二导体层2上还设有第二支路42和第四支路52；第二支路42的一端与第三主干路23的端部连接导通，第二支路42的另一端与第一支路41的另一端连接导通，这样导通的第一支路41和第二支路42构成一个第一短路支节4；第四支路52的一端与第四主干路24的端部连接导通，第四支路52的另一端与第三支路51的另一端连接导通，这样导通的第三支路51和第四支路52构成一个第二短路支节5；第三振子段21、第二支路42、第四支路52、第四振子段22四者于参考平面上的投影至少部分重叠。

本实施例的工作原理：

本方案的第一振子段11、第二振子段12沿着第一直线M排列，第三振子段21、第四振子段22沿着第二直线N排列，且第二直线N与第一直线M于中间介质层3所处平面上的投影是重合或近乎重合的结构，使得第一振子段11、第二振子段12、第三振子段21、第四振子段22在中间介质层3所处平面上的投影上可看作沿一直线排列，结合第一振子段11、第一支路41、第二振子段12、第三支路51四者于参考平面上的投影至少部分重叠，第三振子段21、第二支路42、第四支路52、第四振子段22四者于参考平面上的投影至少部分重叠的设计，使本方案的整体宽度是小于第一支路41、第二支路42、第三支路51、第四支路52任意之一的长度与第一振子段11、第二振子段12、第三振子段21、第四振子段22任意之一的宽度之和，使本方案的宽度尺寸较小、占用空间较小、重量较轻。

如图1和图2所示，第一振子段11是长度D1为20±1mm、宽度D2为10±1mm的矩形结构；第二振子段12、第三振子段21、第四振子段22均为边长D3为15±1mm的正方形结构。在本实施例中，在第一导体层1中还设置有信号传输段7，信号传输段7处于第一振子段11背向第二振子段12的那一侧，信号传输段7上形成第一耦合连接端71，第一振子段11上形成有第二耦合连接端111，第一耦合连接端71与第二耦合连接端111耦合导通，中间介质层3上还形成有连通其两侧面的导电孔72，导电孔72与信号传输段7连接导通。在使用时，与外部信号源连接导通的传输线路可通过与导电孔72连接导通，进而使得该传输线路可通过信号传输段7与第一振子段11耦合导通，以此实现信号的输入和输出；这样的设计可使得本低频振子的连接安装更为方便。

如图1和图2所示，第一支路41、第二支路42、第三支路51、第四支路52的结构相同，第一支路41、第二支路42、第三支路51、第四支路52各自沿其长度方向做成为蛇形结构。本实施例中，第一支路41、第二支路42、第三支路51、第四支路52均包括有第一连接段411、第二连接段412、第三连接段413、第四连接段414和第五连接段415；第一连接段411的一端与第二连接段412的一端连接导通且相互垂直，第二连接段412的另一端与第三连接段413的一端连接导通且相互垂直，第三连接段413的另一端与第四连接段414的一端连接导通且相互垂直，第四连接段414的另一端与第五连接段415的一端连接导通且相互垂直，所述金属化孔6的一孔口设置在第五连接段415的另一端上；第一支路41的第一连接段411的另一端与第一主干路13的中部位置连接导通且垂直，第二支路42的第一连接段411的另一端与第三主干路23的端部连接导通且垂直，第三支路51的第一连接段411的另一端与第二主干路14的端部连接导通且垂直，第四支路52的第一连接段411的另一端与第四主干路24的端部连接导通且垂直；第一连接段411的长度L1为2.5±0.5mm，第二连接段412的长度L2为2±0.5mm，第三连接段413的长度L3为1.5±0.5mm，第四连接段414的长度L4为2±0.5mm，第五连接段415的长度L5为4±0.5mm，第一主干路13的长度L6为23±1mm，第二主干路14、第三主干路23、第四主干路24的长度L7为12±1mm，第一连接段411、第二连接段412、第三连接段413、第四连接段414、第五连接段415、第一主干路13、第二主干路14、第三主干路23、第四主干路24的宽度W1均为1±0.5mm。所述第一主干路13、第二主干路14各自的中轴线均与第一直线M重合，第三主干路23、第四主干路24各自的中轴线均与第二直线N重合；第一短路支节4、第二短路支节5的数量均为2个，2个第一短路支节4分别设置于第一主干路13的两侧，2个第二短路支节5分别设置于第二主干路14的两侧。这样的结构可使得第一短路支节4和第二短路支节5的结构更为紧凑，进一步减小本低频振子的宽度尺寸。

实施例2

如图3至图10为实施例2的一种低频天线，包括有天线本体，天线本体包括有至少1个天线单元10，各天线单元10包括有实施例1的2个低频振子101，2个低频振子101沿一直线相对排列布设，2个低频振子101的朝向相同。本实施例中，各天线单元10的2个低频振子101共用一个中间介质层，生产安装更为方便。

如图1所示，所述天线本体的天线单元10数量为2个，2个天线单元10呈十字交叉设置，2个天线单元10的朝向互为相反。这样的结构可使得2个天线单元10共同组合形成交叉极化的极化方式，以使得本低频天线具有更好的天线性能。

如图3至图5所示，本实施例还包括有反射板20，反射板20的一面为反射面，天线本体通过一支撑组件30安装在反射面上。反射板20的作用在于加强本低频天线在其主辐射方向上的辐射强度。

如图3至图10所示，所述支撑组件30包括2个支撑腿，一支撑腿与一天线单元10对应，支撑腿的一端与天线单元10连接，在支撑腿上设置有信号传输线路40；信号传输线路40包括有连接干路401和耦合干路402，连接干路401、耦合干路402均为金属薄片，连接干路401设置在支撑腿的一面，连接干路401包括有2个连接支路4011，各连接支路4011的一端设置有振子连接端4013，一连接支路4011的振子连接端4013对应与一低频振子101连接导通，各连接支路4011的另一端设置有与反射板20电性连接的外导体连接端4012；耦合干路402设置在支撑腿的另一面，耦合干路402用于与2个连接支路4011耦合连接，耦合干路402上设置有内导体连接端4021，耦合干路402与反射板20之间绝缘设置；还包括有2条同轴电缆50，一同轴电缆50与一信号传输线路40对应，同轴电缆50的内导体与信号传输线路40的内导体连接端4021连接导通，同轴电缆50的外导体与信号传输线路40的其中一个外导体连接端4012连接导通。本实施例中，各天线单元10的两侧边上分别形成有让位凹口102，让位凹口102作用在于为与其他天线单元10连接导通的振子连接端4013提供安装位置。

如图3至图10所示，支撑组件30还包括有底座303，各支撑腿的另一端与底座303连接，底座303固定在反射板20上。本实施例中，2个支撑腿分别为第一支撑腿301和第二支撑腿302，第一支撑腿301的下侧边上形成有第一卡装凹口3011，第二支撑腿302的上侧边上形成有第二卡装凹口3021，通过第一卡装凹口3011与第二卡装凹口3021相互扣合卡装，以实现第一支撑腿301与第二支撑腿302组合构成一整体；第一支撑腿301、第二支撑腿302的下侧边上分别形成有2个卡装凸部，在底座303上形成有连通其上下两侧面的若干卡装口，一卡装凸部与一卡装口一一对应安装，以实现各支撑腿与底座303之间的连接安装。

如图3至图10所示，反射板20上形成有连通其两侧面的让位孔201，所述信号传输线路40的外导体连接端4012、内导体连接端4021均处于让位孔201内。本实施例中，各信号传输线路40的连接干路401的2个外导体连接端4012分别设置在对应支撑腿的2个卡装凸部上，各信号传输线路40的耦合干路402的内导体连接端4021设置在对应支撑腿的其中一个卡装凸部上；同时设置有内导体连接端4021、外导体连接端4012的卡装凸部上形成有连通其两侧面的内导体安装孔4022，内导体安装孔4022与内导体连接端4021连接导通，内导体安装孔4022与外导体连接端4012绝缘；在支撑组件30的底座303的底面上覆盖设置有覆铜区域3031，覆铜区域3031与外导体连接端4012、反射板20连接导通，覆铜区域3031与内导体连接端4021绝缘；同轴电缆50的内导体安装在对应的内导体安装孔4022中而与对应内导体连接端4021导通，同轴电缆50的外导体与外导体连接端4012接触导通。这样的设计可使得同轴电缆50的连接安装更为方便。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种低频振子，包括有第一导体层、中间介质层和第二导体层；中间介质层处于第一导体层与第二导体层之间；第一导体层、第二导体层均为金属薄片；第一导体层包括有第一振子段和第二振子段，第一振子段和第二振子段沿第一直线M隔开排列布设，第一振子段、第二振子段的长度方向均沿第一直线M设置；第二导体层包括有第三振子段和第四振子段，第三振子段和第四振子段沿第二直线N隔开排列布设，第三振子段、第四振子段的长度方向均沿第二直线N设置，第二直线N与第一直线M于中间介质层所处平面上的投影是重合或近乎重合的；其特征在于：

所述第三振子段与第一振子段于中间介质层所处平面上的投影存在重合，所述第四振子段于中间介质层所处平面上的投影是处于第二振子段背向第一振子段那一侧的；第一振子段与第二振子段之间通过第一主干路连接导通，第二振子段背向第一振子段的那一侧电性连接有第二主干路，第三振子段面向第四振子段的那一侧电性连接有第三主干路，第四振子段面向第三振子段的那一侧电性连接有第四主干路；第一主干路、第二主干路、第三主干路、第四主干路的宽度尺寸均小于第一振子段、第二振子段、第三振子段、第四振子段的宽度尺寸；

第一导体层上还设有第一支路和第三支路；第一支路的一端与第一主干路的中部位置连接导通，第三支路的一端与第二主干路的端部连接导通；与中间介质层所在平面垂直的面称为参考平面，第一直线M、第二直线N与参考平面垂直，第一振子段、第一支路、第二振子段、第三支路四者于参考平面上的投影至少部分重叠；

第二导体层上还设有第二支路和第四支路；第二支路的一端与第三主干路的端部连接导通，第二支路的另一端与第一支路的另一端连接导通，这样导通的第一支路和第二支路构成一个第一短路支节；第四支路的一端与第四主干路的端部连接导通，第四支路的另一端与第三支路的另一端连接导通，这样导通的第三支路和第四支路构成一个第二短路支节；第三振子段、第二支路、第四支路、第四振子段四者于参考平面上的投影至少部分重叠。

2.如权利要求1所述的一种低频振子，其特征在于：第一振子段是长度D1为20±1mm、宽度D2为10±1mm的矩形结构；第二振子段、第三振子段、第四振子段均为边长D3为15±1mm的正方形结构。

3.如权利要求1所述的一种低频振子，其特征在于：第一支路、第二支路、第三支路、第四支路的结构相同，第一支路、第二支路、第三支路、第四支路各自沿其长度方向做成为蛇形结构。

4.如权利要求1所述的一种低频振子，其特征在于：第一主干路、第二主干路各自的中轴线均与第一直线M重合，第三主干路、第四主干路各自的中轴线均与第二直线N重合；第一短路支节、第二短路支节的数量均为2个，2个第一短路支节分别设置于第一主干路的两侧，2个第二短路支节分别设置于第二主干路的两侧。

5.一种低频天线，其特征在于：包括有天线本体，天线本体包括有至少1个天线单元，各天线单元包括有如权利要求1至4任意其一的2个低频振子，2个低频振子沿一直线相对排列布设，2个低频振子的朝向相同。

6.如权利要求5所述的一种低频天线，其特征在于：所述天线本体的天线单元数量为2个，2个天线单元呈十字交叉设置，2个天线单元的朝向互为相反。

7.如权利要求5或6所述的一种低频天线，其特征在于：还包括有反射板，反射板的一面为反射面，天线本体通过一支撑组件安装在反射面上。

8.如权利要求7所述的一种低频天线，其特征在于：所述支撑组件包括至少一支撑腿，一支撑腿与一天线单元对应，支撑腿的一端与天线单元连接，在支撑腿上设置有信号传输线路；信号传输线路包括有连接干路和耦合干路，连接干路、耦合干路均为金属薄片，连接干路设置在支撑腿的一面，连接干路包括有2个连接支路，一连接支路对应与一低频振子连接导通，各连接支路上设有与反射板电性连接的外导体连接端；耦合干路设置在支撑腿的另一面，耦合干路用于与2个连接支路耦合连接，耦合干路上设置有内导体连接端，耦合干路与反射板之间绝缘设置；还包括有至少一条同轴电缆，一同轴电缆与一信号传输线路对应，同轴电缆的内导体与信号传输线路的内导体连接端连接导通，同轴电缆的外导体与信号传输线路的其中一个外导体连接端连接导通。

9.如权利要求8所述的一种低频天线，其特征在于：反射板上形成有连通其两侧面的让位孔，所述信号传输线路的外导体连接端、内导体连接端均处于让位孔内。

10.如权利要求8所述的一种低频天线，其特征在于：支撑组件还包括有底座，支撑腿的另一端与底座连接，底座固定在反射板上。