CN1797852A - 一种提高天线输出功率的天线系统 - Google Patents

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CN1797852A CN 200410102775 CN200410102775A CN1797852A CN 1797852 A CN1797852 A CN 1797852A CN 200410102775 CN200410102775 CN 200410102775 CN 200410102775 A CN200410102775 A CN 200410102775A CN 1797852 A CN1797852 A CN 1797852A
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陈清丰
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Abstract

本发明涉及一种提高天线输出功率的天线系统，该天线系统包含：天线，用以辐射信号或接收辐射信号；反射板，配置于该天线的一侧，大致上距离该天线1/4波长；以及印刷电路板组件，设置于该反射板的另一侧，用以传送或接收一该辐射信号至该天线。其中，该天线与该反射板位于一壳体中，该天线为一指向性的平板天线，该反射板为一金属板或是一外层镀有金属材料的基板。本发明将平板天线与反射板做结合，利用反射板反射平板天线后方的电磁波，使其与平板天线前方再产生的电磁波产生建设性干涉，使平板天线前方的电磁波振幅增大，加强天线指向性，并且因反射板反射平板天线后方的电磁波，反射板后方的印刷电路板组件(PCBA)端减少电磁干扰。

Description

一种提高天线输出功率的天线系统
技术领域
本发明涉及一种有关于平板天线，应用于无线传输的电子装置上，特别是涉及一种结合反射板装置用来增加天线一特定方向增益的天线系统。
背景技术
随着无线通信产业近年来的蓬勃发展，无论是手机系统或者是无线上网系统，其都利用无线传输系统进行信息传递，不论是基地台对基地台的传输或是基地台对如手机、无线网络卡等接收端的传输。天线是无线传输系统中相当重要的组件。无线电发射机输出的射频信号功率，通过微波导线输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来，并通过微波导线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。
虽然无线通信可以不受空间的限制，但是电磁波的强度会随电磁波行进方向遇到的障碍物(例如，墙壁，金属屏障等)，会导致电磁波信号的衰减。以致于在接收端会发生收信品质不良的情形。一般，天线若是被设计发射具有某一特定的方向性，其被称为指向性天线。其功效在于加强天线在某一特定方向的功率，使传输的距离能加强。通常，在天线旁都会设置反射板，以加强天线指向性，增加天线的增益，以获得较好的传输品质。
请参照台湾专利公告号第558080号，新型专利名称：具反射板的偶极天线结构，该专利揭露一种具反射的偶极天线，其主要包含有一偶极天线及一反射板，其特征在于：该反射板为开口状，反射板固定组设于一偶极天线的一侧边并与偶极天线保持一距离，该偶极天线与反射板的最短距离都为1/4λ，通过反射板来反射辐射收发信号，有效提高偶极天线的辐射收发方向性增益值。
然其偶极天线所反射的信号虽可提高方向性增益值，但其反射板的设计为有折角的板片体，且天线指向性为全向性。在对于需要高指向性天线的设计下，其方向增益值仍显不如。且其反射板设计较复杂，在天线的组装较麻烦。因此，如何提高天线指向性和简化反射板设计以增加安装天线系统便利性，成为研究人员待解决的问题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高天线输出功率的平板天线系统设计方法，将平板天线与反射板做结合，利用反射板反射平板天线后方的电磁波，使其与平板天线前方再产生的电磁波产生建设性干涉，达到使平板天线前方的电磁波振幅增大，从而加强天线指向性，并且因反射板反射平板天线后方的电磁波，反射板后方的印刷电路板组件(PCBA)端减少电磁干扰。
为了实现上述目的，本发明提供了一种提高天线输出功率的天线系统，其特点在于，该天线系统包含：一天线，用以辐射信号或接收一辐射信号；一反射板，配置于该天线的一侧，大致上距离该天线1/4波长；以及一印刷电路板组件，设置于该反射板的另一侧，用以传送或接收一该辐射信号至该天线。
上述提高天线输出功率的天线系统，其特点在于，该天线与该反射板位于一壳体中。
上述提高天线输出功率的天线系统，其特点在于，该天线为一指向性的平板天线。
上述提高天线输出功率的天线系统，其特点在于，该反射板为一金属板或是一外层镀有金属材料的基板。
上述提高天线输出功率的天线系统，其特点在于，该反射板的面积大于该天线的面积。
上述提高天线输出功率的天线系统，其特点在于，还包括有一微波导线，以连接该天线和该印刷电路板组件。
上述提高天线输出功率的天线系统，其特点在于，该反射板上有一开口，供该微波导线穿过该反射板以连接该天线。
上述提高天线输出功率的天线系统，其特点在于，该微波导线在连接该印刷电路板组件用一接头连接。
上述提高天线输出功率的天线系统，其特点在于，该反射板还开设有多个孔洞，使该反射板通过固定组件锁固于一外壳上。
本发明的功效，在于将平板天线与反射板做结合，利用反射板反射平板天线后方的电磁波，使其与平板天线前方再产生的电磁波产生建设性干涉，达到使平板天线前方的电磁波振幅增大，从而加强天线指向性，并且因反射板反射平板天线后方的电磁波，反射板后方的印刷电路板组件(PCBA)端减少电磁干扰。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为天线系统示意图；以及
图2为天线立体分解示意图。
其中，附图标记：
10-印刷电路板组件，20-微波导线
30-接头，40-反射板
50-天线，60-外壳
70-座体
101-印刷电路板组件第一平面
102-印刷电路板组件第二平面
401-反射板第一平面
402-反射板第二平面
501-天线第一平面
502-天线第二平面
具体实施方式
本发明为一用于2.4GHz的无线获取器(Access Point，AP)，请参照图1，为本发明的示意图，包含有：印刷电路板组件(PCBA)10、微波导线20、接头30、反射板40及天线50。
印刷电路板组件(PCBA)10包含印刷板电源、地总线的布线结构和内部系统结构，系统结构又包含模拟电路或数字电路。印刷电路板的尺寸设计，为符合外盖板的尺寸大小为适当。在本发明中，印刷电路板组件(PCBA)10置于反射板第二平面402方向，尽可能与反射板第二平面402靠近以方便外部线路的布局，也让组件尺寸较小。
印刷电路板与外接组件一般是通过塑料微波导线或金属隔离线进行连接，但有时也设计成插座形式。本发明用可传输微波信号的接头30连接印刷电路板组件10和微波导线20。因为传输的为微波信号，接头30为一SMA型式接头，在连接微波导线20后，微波导线20通过反射板40中央的孔洞穿过连接到天线50上。微波导线20为一可传输高频信号的微波导线，微波导线不由外部绕线，由反射板40中央的孔洞直接穿过连接天线50，如此可以因较短路径节省组件成本，也可减少微波信号在微波导线20上的损耗。孔洞的大小对反射波会造成影响，从而对反射板40和天线50之间产生最佳天线增益的距离1/4λ产生影响，实际孔洞大小需和实际测量天线增加增益大小做测试，取得最佳位置和适当的孔洞大小。
反射板第一平面401置于和天线第二平面502距离1/4λ，在距离1/4λ时，反射板第二平面402方向的反射波会和刚从天线50发射的信号产生建设性干涉。比起一般不加反射板的天线结构，本发明建设性干涉的产生会使电波信号振幅增大而使天线增益增大，增加天线的指向性。反射板40可以为一般的金属或是采用绝缘体镀金的方式，主要为对天线第二平面502方向的电磁波产生屏障效应，使电磁波得以反射到天线第一平面501方向。
天线50是一个指向性天线，利用磁场和电场耦合将电信号辐射出去或将电磁波传送进来转换为电信号。指向的方向为天线第一平面501方向，但在天线第二平面502方向仍会有少量的电磁波存在，这些电磁波经过一段1/4λ的距离到达反射板40在经过1/4λ的距离回到天线50端，会和正由天线50辐射出的电磁波产生建设性干涉。如图1所示，天线50的尺寸大小较反射板40要小，因此，除了加强天线第一平面501方向的天线增益外，也在天线50的上下方向散射电磁波信号，也改善了天线50的传递死角。
此外，因为反射板40具有对电磁波的屏障效应，使的电磁波不会干扰到反射板40后方的印刷电路板组件10，因此，对电路在高频下的运作能提供更稳定的效用。
接着参照图2，为本发明立体分解示意图，外壳60与座体70相接，用以包覆天线50、反射板40和印刷电路板组件10，对应外壳60也开设有多个孔洞，并通过固定组件(例，塑料铆钉、拉钉、螺丝等)将外壳60与座体70固定，外壳60与座体70形成一密合1本，以达到保护天线50与反射板40和印刷电路板组件10的作用。在外壳60设计上，外壳60利用外型使反射板40能固定于外壳60的凹陷处，其中反射板还开设有多个孔洞，从而使该反射板通过固定组件锁固于外壳上。使反射板40可以和外壳60紧密接合。天线50的面积较小，所以天线50可以在外壳60和反射板40形成的空腔中。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1、一种提高天线输出功率的天线系统，其特征在于，该天线系统包含：
一天线，用以辐射信号或接收一辐射信号；
一反射板，配置于该天线的一侧，大致上距离该天线1/4波长；以及
一印刷电路板组件，设置于该反射板的另一侧，用以传送或接收一该辐射信号至该天线。
2、根据权利要求1所述的提高天线输出功率的天线系统，其特征在于，该天线与该反射板位于一壳体中。
3、根据权利要求1所述的提高天线输出功率的天线系统，其特征在于，该天线为一指向性的平板天线。
4、根据权利要求1所述的提高天线输出功率的天线系统，其特征在于，该反射板为一金属板或是一外层镀有金属材料的基板。
5、根据权利要求1所述的提高天线输出功率的天线系统，其特征在于，该反射板的面积大于该天线的面积。
6、根据权利要求1所述的提高天线输出功率的天线系统，其特征在于，还包括有一微波导线，以连接该天线和该印刷电路板组件。
7、根据权利要求1所述的提高天线输出功率的天线系统，其特征在于，该反射板上有一开口，供该微波导线穿过该反射板以连接该天线。
8、根据权利要求6所述的提高天线输出功率的天线系统，其特征在于，该微波导线在连接该印刷电路板组件用一接头连接。
9、根据权利要求6所述的提高天线输出功率的天线系统，其特征在于，该反射板还开设有多个孔洞，使该反射板通过固定组件锁固于一外壳上。
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