CN204614953U - 天线装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种天线装置，包括第一辐射天线、第二辐射天线和反射板，第一辐射天线包括第一介质基板、位于第一介质基板的一侧表面的第一辐射结构、第一辐射地板和第一馈电线，第二辐射天线包括以开槽方式与第一介质基板相互垂直卡接在一起的第二介质基板、位于第二介质基板的一侧表面的第二辐射结构、第二辐射地板和第二馈电线，所述第一介质基板和所述第二介质基板均垂直竖立在所述反射板上。该天线装置利用辐射结构和辐射地板的设计实现了两个工作频率，利用辐射结构和辐射地板构成的偶极子的极化方式改善天线的隔离度，从而使天线对外辐射信号更稳定。

Description

天线装置

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，更具体地涉及天线装置。

背景技术

目前，现有的双馈口实现WLAN双频的全向吸顶天线，是采用两个极化方式相互交叉的半波长偶极子来实现天线工作在两个不同频段。天线每个馈口只支持单一频段，这使得天线适配不同厂家型号的设备的通用性较差，而且在天线安装时容易发生施工人员把两个不同频段馈口接反现象，无形中增加施工及排查成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可以结合双频技术、双极化技术的天线装置。

根据本实用新型的一方面，提供一种天线装置，包括第一辐射天线、第二辐射天线和反射板，其中，所述第一辐射天线包括第一介质基板、位于所述第一介质基板的一侧表面的第一辐射结构、第一辐射地板和第一馈电线；所述第二辐射天线包括以开槽方式与所述第一介质基板相互垂直卡接在一起的第二介质基板、位于所述第二介质基板的一侧表面的第二辐射结构、第二辐射地板和第二馈电线，所述第一介质基板和所述第二介质基板均垂直竖立在所述反射板上。

优选地，所述第一辐射结构和所述第一辐射地板均呈台阶状，且各自的台阶部分相互靠近并吻合互补。

优选地，所述第一辐射结构包括第一辐射短部以及第一辐射长部，所述第一辐射短部与所述第一辐射长部相互叠加以共同形成台阶状。

优选地，所述第一辐射结构还包括第一槽孔，所述第一槽孔自靠近所述第一辐射长部的一端起延伸至靠近所述第一辐射短部的另外一端。

优选地，所述第一辐射地板包括第一接地短部以及第一接地长部，所述第一接地短部与所述第一接地长部相互叠加以共同形成台阶状。

优选地，所述第一辐射地板还包括第二槽孔，所述第二槽孔自靠近所述第一接地短部的一端起延伸至靠近所述第一接地长部的另外一端。

优选地，所述第一槽孔与所述第二槽孔共同形成八字形。

优选地，所述第一介质基板呈六边形，包括横向延伸的第一侧边和第二侧边、纵向延伸的第三侧边和第四侧边、连接所述第一侧边和所述第三侧边的第五侧边、连接所述第一侧边和所述第四侧边的第六侧边。

优选地，所述第一侧边与所述反射板平行且其长度小于所述第二侧边的长度，所述第二侧边紧贴着所述反射板而设置，所述第三侧边与所述第四侧边均与所述反射板垂直连接且长度相等，所述第五侧边和所述第六侧边的长度相等。

优选地，所述第一介质基板在其第二侧边的中间位置开设有槽孔，且所述槽孔呈长方形。

优选地，所述第一介质基板为轴对称，且所述第一介质基板的对称轴垂直所述反射板，所述第一辐射结构和所述第一辐射地板均位于所述第一介质基板的对称轴的同一侧，且均与所述第一介质基板的对称轴平行。

优选地，所述第二辐射结构和所述第二辐射地板均呈台阶状，且各自的台阶部分相互靠近并吻合互补，所述第二辐射结构、所述第二辐射地板的形状和尺寸均分别与所述第一辐射结构、所述第一辐射地板的形状和尺寸相同。

优选地，所述第二介质基板的形状与所述第一介质基板的形状相同。

优选地，所述第二辐射结构和所述第二辐射地板均与所述反射板平行。

优选地，所述第一辐射长部的长度与所述第一接地长部的长度之和为第一谐振频率波长的二分之一。

优选地，所述第一槽孔的延伸长度与所述第二槽孔的延伸长度之和为第二谐振频率波长的二分之一。

优选地，所述第一辐射结构和所述第一辐射地板形成垂直极化偶极子，所述第二辐射结构和所述第二辐射地板形成水平极化偶极子，所述垂直极化偶极子与所述水平极化偶极子之间相互垂直，且二者之间的最小距离大于第一谐振频率波长的八分之一。

优选地，所述垂直极化偶极子距离所述反射板最近的端至所述反射板的长度不小于所述第一谐振频率波长的八分之一。

优选地，所述水平极化偶极子距离所述反射板最近的端至所述反射板的长度不小于所述第一谐振频率波长的二分之一。

优选地，所述反射板呈规则几何图形，且所述反射板尺寸的最大长宽都大于所述第一谐振频率波长。

优选地，所述天线装置的工作频段为2.4GHz-2.5GHz和5.15GHz-5.85GHz。

本实用新型的天线装置利用辐射结构和辐射地板的设计实现了两个工作频率，利用辐射结构和辐射地板构成的偶极子的极化方式改善天线的隔离度，从而使天线对外辐射信号更稳定。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1a-图1b为根据本实用新型的天线装置的从不同方向观看的结构立体示意图；

图2a-图2b为在天线装置中采用的一个辐射天线的从不同方向观看的结构立体示意图；

图3为天线装置中采用的一个辐射结构和辐射地板在介质基板上的投影图。

图4为天线装置的VSWR参数值随频率变化的曲线图；

图5为天线装置的S参数值随频率变化的曲线图；

图6为天线装置在2450MH下的天线方向图；以及

图7为天线装置在5500MHz下的天线方向图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的几个优选实施例进行详细描述，但本实用新型并不仅仅限于这些实施例。本实用新型涵盖任何在本实用新型的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本实用新型有彻底的了解，在以下本实用新型优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本实用新型。

图1a-1b为根据本实用新型的天线装置的结构立体示意图，其中图1a示出从前方观看的立体示意图，图1b示出从后方观看的立体示意图。图2a-图2b为天线装置中采用的辐射天线结构的前视图和右视图。天线装置包括第一辐射天线和第二辐射天线，其中第一辐射天线包括第一介质基板100、位于第一介质基板100的一侧表面的第一辐射结构200、第一辐射地板300、第一馈电线400；第二辐射天线包括以开槽方式与第一介质基板100相互垂直卡接在一起的第二介质基板500、位于第二介质基板500的一侧表面的第二辐射结构600、第二辐射地板700、第二馈电线800；该天线装置还包括反射板900，所述第一介质基板100和所述第二介质基板500均垂直竖立在所述反射板900上。

第一介质基板100以及第二介质基板400例如由玻纤布、环氧树脂、以及包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物组成。辐射结构和辐射地板例如由图案化的金属层形成，或者由导电油墨印刷形成。金属层可以由选自金、银、铜、铝或铁中的一种组成。优选地，金属层由铜组成，以兼顾天线的成本和性能。第一馈电线400和第二馈电线800例如为同轴线，用于向第一辐射结构200和第一辐射地板300以及第二辐射结构600和第二辐射地板700组成的偶极子馈入信号。反射板900例如为金属板、介质覆铜金属板、塑胶电镀金属板，将第一辐射结构200以及第二辐射结构600的辐射反射到相反的方向。

第一介质基板100呈六边形，包括横向延伸的第一侧边和第二侧边、纵向延伸的第三侧边和第四侧边、连接所述第一侧边和所述第三侧边的第五侧边、连接所述第一侧边和所述第四侧边的第六侧边。其中，所述第一侧边与所述反射板平行且其长度小于所述第二侧边的长度，所述第二侧边紧贴着所述反射板而设置，所述第三侧边与所述第四侧边均与所述反射板垂直连接且长度相等，所述第五侧边和所述第六侧边的长度相等。在第一介质基板100在其第二侧边的中间位置开设有槽孔，且所述槽孔呈长方形。第一介质基板100为轴对称，且第一介质基板100的对称轴垂直反射板900，第一辐射结构200和第一辐射地板300均位于第一介质基板100的对称轴的同一侧，且均与第一介质基板100的对称轴平行。

所述第一辐射结构200和所述第一辐射地板300均呈台阶状，且各自的台阶部分相互靠近并吻合互补。

所述第二辐射结构600和所述第二辐射地板700均呈台阶状，且各自的台阶部分相互靠近并吻合互补，所述第二辐射结构600、所述第二辐射地板700的形状和尺寸均分别与所述第一辐射结构200、所述第一辐射地板300的形状和尺寸相同。

第二介质基板500的形状与第一介质基板100的形状相同。

第二辐射结构600和第二辐射地板700均与反射板900平行。第一辐射结构200和第一辐射地板300形成垂直极化偶极子，第二辐射结构600和第二辐射地板700形成水平极化偶极子，垂直极化偶极子与水平极化偶极子之间相互垂直，且二者之间的最小距离大于第一谐振频率波长的八分之一。垂直极化偶极子距离反射板900最近的端至反射板900的长度不小于第一谐振频率波长的八分之一。水平极化偶极子距离反射板900最近的端至反射板900的长度不小于所述第一谐振频率波长的二分之一。

反射板900呈规则几何图形，且反射板尺寸的最大长宽都大于所述第一谐振频率波长。

在本实施方式中，天线装置中每一个辐射天线的工作频段为2.4GHz-2.48GHz和5.15GHz-5.85GHz，此时的第一谐振频率就位于2.4GHz-2.48GHz的工作频段内，第二谐振频率就位于5.15GHz-5.85GHz的工作频段内。

图3为天线装置中采用的一个辐射结构和辐射地板在介质基板上的投影图。如图2a中的第一辐射结构200和第一辐射地板300在第一介质基板上100的投影。

第一辐射结构200包括第一辐射短部22以及第一辐射长部21，第一辐射短部22与第一辐射长部21相互叠加以共同形成台阶状，其中，第一辐射短部22的一端与第一辐射长部21的一端对齐，第一辐射短部22的另一端与第一辐射长部21的另一端非对齐。第一辐射结构200还包括第一槽孔23，第一槽孔23自靠近第一辐射长部21的一端起延伸至靠近第一辐射短部22的另外一端，其中，第一辐射长部21的一端与第一辐射短部22的另外一端呈对角位置并互为对角端，第一槽孔23的延伸方向与这一对对角端的连线方向相一致。

第一辐射地板300包括第一接地短部31以及第一接地长部32，第一接地短部31与第一接地长部32相互叠加以共同形成台阶状，其中，第一接地短部31的一端与第一接地长部32的一端对齐，第一接地短部31的另一端与第一接地长部32的另一端非对齐。

第一辐射地板300还包括第二槽孔33，第二槽孔33自靠近第一接地短部31的一端起延伸至靠近第一接地长部32的另外一端，其中，第一接地短部31的一端与第一接地长部32的另外一端呈对角位置并互为对角端，第二槽孔33的延伸方向与这一对对角端的连线方向相一致。第一槽孔23与第二槽孔33共同形成八字形。

在本实施方式中，第一辐射结构200与第一辐射地板300以错开交叠的互补方式相互靠近，即第一辐射结构200的第一辐射长部21与第一辐射地板300的第一接地短部31在同一水平线上相互靠近，第一辐射结构200的第一辐射短部22与第一辐射地板300的第一接地长部32在平行的另外一条水平线上相互靠近，其中，外形呈中间开槽矩形的第一辐射结构200的两个长边分别位于这一对平行线上。

在本实施方式中，第一辐射结构200与第一辐射地板300所采用的这种错开交叠的互补方式相互靠近更有利于调整天线的频宽，同时还有利于组装焊接馈电线。

在本实施方式中，当天线的长度为电磁波信号波长的1/2时，天线的发射和接收效率最高。第一辐射长部21的长度与第一接地长部32的长度之和大致为第一谐振频率波长的二分之一，第一槽孔23的延伸长度与所述第二槽孔33的延伸长度之和为第二谐振频率波长的二分之一，天线的发射和接收效率最高。

在本实施方式中，第一辐射长部21以及第一接地长部32的长度主要影响天线低频段的响应，第一辐射短部22以及第一接地短部31的长度主要影响天线高频段的响应。因此，通过调节第一辐射长部21和第一辐射短部22以及第一接地长部32和第一接地短部31的长度，可以实现双频辐射特性。

图4为天线装置的VSWR参数值随频率变化的曲线图。图5为天线装置的S参数值随频率变换的曲线图。该天线装置在2.4GHz-2.5GHz和5.15GHz-5.85GHz两个工作频段下反射系数S11均小于-10dB。这表明该天线装置在两个频段下都有较小的回波损耗。

图6为天线装置在2450MH下的天线方向图，图7为天线装置在5500MHz下的天线方向图。天线方向图是指在离天线一定距离处辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的图形。从图6至7可以看出，该天线装置在两个工作频段都有较好的方向图，并且表现出全向特性。该天线装置的天线增益相对于传统天线显著提高，从而提高了天线辐射效率。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (21)

1.一种天线装置，其特征在于，包括第一辐射天线、第二辐射天线和反射板，其中，所述第一辐射天线包括第一介质基板、位于所述第一介质基板的一侧表面的第一辐射结构、第一辐射地板和第一馈电线；

所述第二辐射天线包括以开槽方式与所述第一介质基板相互垂直卡接在一起的第二介质基板、位于所述第二介质基板的一侧表面的第二辐射结构、第二辐射地板和第二馈电线，所述第一介质基板和所述第二介质基板均垂直竖立在所述反射板上。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射结构和所述第一辐射地板均呈台阶状，且各自的台阶部分相互靠近并吻合互补。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射结构包括第一辐射短部以及第一辐射长部，所述第一辐射短部与所述第一辐射长部相互叠加以共同形成台阶状。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射结构还包括第一槽孔，所述第一槽孔自靠近所述第一辐射长部的一端起延伸至靠近所述第一辐射短部的另外一端。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射地板包括第一接地短部以及第一接地长部，所述第一接地短部与所述第一接地长部相互叠加以共同形成台阶状。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射地板还包括第二槽孔，所述第二槽孔自靠近所述第一接地短部的一端起延伸至靠近所述第一接地长部的另外一端。

7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述第一槽孔与所述第二槽孔共同形成八字形。

8.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第一介质基板呈六边形，包括横向延伸的第一侧边和第二侧边、纵向延伸的第三侧边和第四侧边、连接所述第一侧边和所述第三侧边的第五侧边、连接所述第一侧边和所述第四侧边的第六侧边。

9.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于，所述第一侧边与所述反射板平行且其长度小于所述第二侧边的长度，所述第二侧边紧贴着所述反射板而设置，所述第三侧边与所述第四侧边均与所述反射板垂直连接且长度相等，所述第五侧边和所述第六侧边的长度相等。

10.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述第一介质基板在其第二侧边的中间位置开设有槽孔，且所述槽孔呈长方形。

11.根据权利要求10所述的天线装置，其特征在于，所述第一介质基板为轴对称，且所述第一介质基板的对称轴垂直所述反射板，所述第一辐射结构和所述第一辐射地板均位于所述第一介质基板的对称轴的同一侧，且均与所述第一介质基板的对称轴平行。

12.根据权利要求11所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射结构和所述第二辐射地板均呈台阶状，且各自的台阶部分相互靠近并吻合互补，所述第二辐射结构、所述第二辐射地板的形状和尺寸均分别与所述第一辐射结构、所述第一辐射地板的形状和尺寸相同。

13.根据权利要求12所述的天线装置，其特征在于，所述第二介质基板的形状与所述第一介质基板的形状相同。

14.根据权利要求13所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射结构和所述第二辐射地板均与所述反射板平行。

15.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射长部的长度与所述第一接地长部的长度之和为第一谐振频率波长的二分之一。

16.根据权利要求15所述的天线装置，其特征在于，所述第一槽孔的延伸长度与所述第二槽孔的延伸长度之和为第二谐振频率波长的二分之一。

17.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射结构和所述第一辐射地板形成垂直极化偶极子，所述第二辐射结构和所述第二辐射地板形成水平极化偶极子，所述垂直极化偶极子与所述水平极化偶极子之间相互垂直，且二者之间的最小距离大于第一谐振频率波长的八分之一。

18.根据权利要求17所述的天线装置，其特征在于，所述垂直极化偶极子距离所述反射板最近的端至所述反射板的长度不小于所述第一谐振频率波长的八分之一。

19.根据权利要求17所述的天线装置，其特征在于，所述水平极化偶极子距离所述反射板最近的端至所述反射板的长度不小于所述第一谐振频率波长的二分之一。

20.根据权利要求17所述的天线装置，其特征在于，所述反射板呈规则几何图形，且所述反射板尺寸的最大长宽都大于所述第一谐振频率波长。

21.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置的工作频段为2.4GHz-2.5GHz和5.15GHz-5.85GHz。