CN203225343U - 变形偶极子天线 - Google Patents

Abstract

一种变形偶极子天线，其特征在于：包括一长方形基板，以及位于所述基板同一面上的第一天线臂、第二天线臂及馈点，第一天线臂沿基板长度方向布线，所述第二天线臂沿基板宽度方向布线。在基板同一面上的一对偶极子天线臂，与传统的偶极子天线等相比，可有效减少天线的厚度，使小型化成为可能。本实用新型天线设计方案在满足天线性能要求的前提下，减小天线的总体尺寸，实现天线的小型化，使之不再受设备尺寸的限制，扩大了应用范围。

Description

变形偶极子天线

技术领域

本实用新型涉及一种无线射频天线，特别涉及一种变形偶极子天线。 

背景技术

RFID射频识别技术是21世纪十大重要技术之一，它是一种非接触式的自动识别技术，利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对目标对象自动识别并获取相关的数据，它的主要工作频段之一就是2.4GHz。同时WiFi或WLAN是另一种重要的无线通信技术，正被日益普遍而广泛地使用。其主要的工作频段也是2.4GHz频段。 

任何无线通信设备的关键部件之一就是天线， WiFi或WLAN以及RFID设备也不例外，天线起着十分关键而重要的作用。随着各种应用的开发，其中设备小型化趋势日益加快，但是影响设备小型化的障碍之一就是天线的小型化。在缩小天线尺寸的同时，天线的性能不应该被劣化。然而，现在缩小天线尺寸的方法通常是使用高介电常数的介质、电感加载以及使用匹配电路等，这些方法通常会降低天线的性能，如带宽窄、效率低、增加成本等。而且现在WiFi设备的天线基本上是非平衡天线，如单级天线、平面倒F天线，也就是说天线性能严重地依赖于设备的大小，不适合作为对增益有一定要求的小尺寸天线。

因此有必要发明一种高性能小尺寸， 且具有平衡结构的天线。这种天线可以应用于任何WiFi设备，其性能与设备无关。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种具有平衡结构的变形偶极子天线。 

本实用新型所要解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种变形偶极子天线，其特征在于：包括一长方形基板，以及位于所述基板同一面上的第一天线臂、第二天线臂及馈点，第一天线臂沿基板长度方向布线，所述第二天线臂沿基板宽度方向布线。在基板同一面上的一对偶极子天线臂，与传统的偶极子天线等相比，可有效减少天线的厚度，使小型化成为可能。

进一步，所述第一天线臂在远离馈点的一端向所述基板的宽度方向有一折弯，以增加第一天线臂的有效长度，减少所需基板的长度。

进一步，所述第二天线臂在远离馈点的一端向所述基板的宽度方向有一折弯，该设计用于改善第二天线臂的有效宽度，减少所述基板的宽度。

进一步，所述第一天线臂的折弯部位为三角形，该设计可方便通过调节三角形的尺寸来调节第一天线臂的有效电长度和宽度。

进一步，所述基板介电常数为4.1，增大介电常数εr，可有效地降低调节天线的谐振频率，利于小型化。

再进一步，所述基板为FR4材质。

进一步，所述基板厚度为1mm。

再进一步，所述基板长宽厚度尺寸为40mm×10mm×1mm。

本实用新型天线设计方案在满足天线性能要求的前提下，减小天线的总体尺寸，实现天线的小型化，使之不再受设备尺寸的限制，扩大了应用范围。

附图说明

图1为本实用新型某一实施例的天线结构示意图。 

图2为本实用新型某一实施例的回波损耗图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 

图1是本实用新型偶极子天线的一个实施例的天线结构示意图，该天线基板1为单面覆铜板，第一天线臂2和第二天线臂3均刻印在覆铜板上，馈点4用以焊接射频连接器（图中未示出），射频连接器的内外导体分别与两个天线臂连接。

只有当天线的辐射效率达到一定的值以后天线才能够有效辐射，本实用新型采用变形偶极子天线形式来提高天线的辐射效率。

本实施例中射频连接器内导体与第一天线臂2连接，外导体与第二天线臂3连接。通过调节第一天线臂2的长度可获得所需的天线工作频率，当设备需要较小尺寸的天线时，第一天线臂2可在远离馈点4的一端向基板1的宽度方向折弯，以增加有效电长度。例如在本实施例中，第一天线臂2在右侧向下折弯，折弯的形状为三角形，第一天线臂的最右侧距离基板边缘1mm较佳。调整第一天线臂2的长度，能够调节天线的增益、谐振频率以及阻抗，使天线在所需频率上谐振，并使天线阻抗与射频芯片的特性阻抗匹配。

第二天线臂3亦可如图1所示向右折弯，以增加第二天线臂3的宽度，通过调整第二天线臂3的长度和宽度可以调整天线的性能。

基板的介电常数εr直接影响天线的尺寸，εr越大，天线的谐振频率越小，对小型化越有利。但同时εr过高会激励出较强的表面波，使增益减小，直接降低天线的辐射效率。本实施例中，经过多次模拟及实验，选用介电常数为4.1的FR4材料基板。 

本实施例的天线尺寸为40mm×10mm×1mm，在如此小的尺寸下，其增益为2.13dBi，在2.4GHz至2.485GHz频率范围内回波损耗小于-20dB（参见图2），辐射方向完全可满足宽带设备需求，在缩小天线整体尺寸的同时并未牺牲天线性能。

    以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (8)

1.一种变形偶极子天线，其特征在于：包括一长方形基板，以及位于所述基板同一面上的第一天线臂、第二天线臂及馈点，第一天线臂沿基板长度方向布线，所述第二天线臂沿基板宽度方向布线。

2.如权利要求1所述的变形偶极子天线，其特征在于，所述第一天线臂在远离馈点的一端向所述基板的宽度方向有一折弯。

3.如权利要求2所述的变形偶极子天线，其特征在于，所述第二天线臂在远离馈点的一端向所述基板的宽度方向有一折弯。

4.如权利要求2所述的变形偶极子天线，其特征在于，所述第一天线臂的折弯部位为三角形。

5.如权利要求1、2、3或4所述的变形偶极子天线，其特征在于，所述基板介电常数为4.1。

6.如权利要求5所述的变形偶极子天线，其特征在于，所述基板为FR4材质。

7.如权利要求5所述的变形偶极子天线，其特征在于，所述基板厚度为1mm。

8.如权利要求7所述的变形偶极子天线，其特征在于，所述基板长宽厚度尺寸为40mm×10mm×1mm。

Images