CN204809386U - 一种工作于wlan双频带的半圆形加槽倒f型定向天线 - Google Patents

一种工作于wlan双频带的半圆形加槽倒f型定向天线 Download PDF

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陈伟
尹骏刚
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Chen Wei
Hunan Zhilong Iot Technology Co Ltd
Yin Jungang
Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Jiangsu Shuanghui Power Development Co Ltd
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Hunan Zhilong Iot Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，包括接地板、短路片、辐射贴片和SMA接头，接地板通过短路片与辐射贴片相连接，辐射贴片和接地板之间为空气介质，接地板上开具有圆孔，通过圆孔将SMA接头的芯线焊接到辐射贴片上面，SMA接头的基座固定焊接在接地板上，辐射贴片为半圆形贴片，在该半圆形贴片上开具有两个半圆形槽使半圆形贴片形成两个半圆形外臂，半圆形槽包括内槽和外槽；该双频带天线尺寸较小，很容易整合到通信设备内部，增强了通信设备的美观，实用性较高；同时该双频带天线辐射性能更好，低频和高频方向图更具有定向性且在工作频带内，方向图不会出现裂开现象。

Description

一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线
技术领域
本实用新型涉及电子通信领域，具体为一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线。
背景技术
PIFA天线的英文全名是“PlanarInvertedF-shapedAntenna”，即“平面倒F型天线”。由于整个天线的形状像个倒写的英文字母F，故得名。其基本结构是采用一个平面辐射单元作为辐射体，并以一个大的地面作为反射面，辐射体上有两个互相靠近的Pin脚，分别用于接地和作为馈点。PIFA天线最初来源于IFA天线，即倒F型线天线。但是线性IFA天线是一种小尺寸天线，当辐射单元仅采用顶部的一个金属导线时辐射效果并不理想（辐射电阻小），所以为增大辐射电阻和提高辐射效率而采用顶部加载的技术，将顶部的辐射线用辐射平面替代，从而形成平面辐射单元。同时，当接地线和馈电线仅仅为一条细线时，其等效的射频分布电感较大，而引线上的分布电容较小，这就意味着天线具有较高的Q值和较窄的频带。根据天线Q值和带宽的关系，增大带宽的途径就是降低Q值，因此将接地线和馈电线用具有一定宽度的金属片取代可以增大分布电容和减小分布电感，从而增大天线带宽。这样就形成了PIFA天线。
针对单一贴片天线，往往只能产生单一的谐振频率，通过在贴片上面挖槽，可以形成两个谐振频率，其中一个谐振频率是由所加槽的边缘电流产生，通过调节槽的形状和大小，可以改变这一谐振频率。另外一个谐振频率是由原有的贴片天线边缘的电流产生，这一谐振频率由贴片的形状和大小确定。这样就形成了现有的WLAN双频带天线。
但是，现有WLAN双频带天线尺寸较大，不宜整合到通信设备内部，实用性不高；同时现有WLAN双频带天线辐射性能不好，在低频部分（2400-2483.5MHz），天线具有一定的定向性，在高频部分（5150-5850MHz），天线的方向图会出现中间裂开现象，定向性减弱，在整个工作频带内不是完全的定向辐射，大大影响了WLAN双频带天线辐射性能；现有WLAN双频带天线不能改变低频和高频的谐振频率，也不能在调节一个谐振频率的时候，另外一个谐振保持不变，使得现有WLAN双频带天线也不能应用于其他频段。
实用新型内容
针对上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种尺寸较小、辐射性能强、应用频段多的WLAN双频带半圆形加槽倒F型定向天线。
本实用新型解决上述技术问题采用以下技术方案：一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，包括接地板、短路片、辐射贴片和SMA接头，所述接地板通过所述短路片与所述辐射贴片相连接，所述辐射贴片和所述接地板之间为空气介质，所述接地板上开具有圆孔，通过所述圆孔将所述SMA接头的芯线焊接到所述辐射贴片上面，SMA接头的基座固定焊接在接地板上。
进一步地，所述辐射贴片为半圆形贴片，在该半圆形贴片上开具有两个半圆形槽使所述半圆形贴片形成两个半圆形外臂，所述半圆形槽包括内槽和外槽。
作为优选，所述接地板为长方形黄铜片。
作为优选，所述长方形黄铜片的长为50～52mm，宽为40～42mm。
作为优选，所述两个半圆形槽为对称开具。
作为优选，所述短路片的长为20～22mm，宽为4～5mm。
作为优选，所述黄铜片的厚度为0.1～0.2mm。
作为优选，所述半圆形贴片的半径为25～27mm。
作为优选，所述半圆形槽的宽度为1～2mm。
作为优选，所述半圆形外臂的端部到所述半圆形贴片的底线的距离为7mm。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：该双频带天线尺寸较小，很容易整合到通信设备内部，增强了通信设备的美观，实用性较高；同时该双频带天线辐射性能更好，低频和高频方向图更具有定向性且在工作频带内，方向图不会出现裂开现象；本实用新型双频带天线辐射区由两个半圆形槽，其中低频段谐振频率（2400-2483.5MHz）由内槽产生，高频段（5150-5850MHz）由两个半圆形外臂产生，通过调节内槽和半圆形外臂的长度，就可以改变低频和高频的谐振频率；同时，辐射贴片上还有两个半圆形外槽，这两个外槽在调节两个谐振频率的时候提供一个隔离，当调节半圆形外臂长度的时候，内槽的长度可以固定不变，同时，在调节内槽长度的时候，半圆形外臂可以保持不变，这样，在调节一个谐振频率的时候，另外一个谐振可以保持不变，使得该双频带天线能应用于其他频段。
附图说明
图1是本实用新型的正视结构示意图；
图2是本实用新型的侧视结构示意图；
图3是本实用新型的仰视结构示意图。
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，下面结合具体图示及实施例，进一步阐述本实用新型。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参考图1、图2和图3，本实用新型实施例提供一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，包括接地板1、辐射贴片2、短路片3和SMA接头4，所述接地板1通过所述短路片3与所述辐射贴片2相连接，所述辐射贴片2和所述接地板1之间为空气介质0，所述接地板1上开具有圆孔，通过所述圆孔将所述SMA接头4的芯线焊接到所述辐射贴片2上面，SMA接头的基座41固定焊接在接地板1上，由此给天线馈能。所述辐射贴片2为半圆形贴片，在该半圆形贴片上对称开具有半圆形外槽21和内槽22使所述半圆形贴片形成两个半圆形外臂23。所述接地板为长方形黄铜片，黄铜片的厚度为0.1～0.2mm，长方形黄铜片的长为50～52mm，宽为40～42mm。所述短路片的长为20～22mm，宽为4～5mm。所述半圆形贴片的半径为25～27mm。所述半圆形槽的宽度为1～2mm。所述半圆形外臂23的端部到所述半圆形贴片的底线的距离为7mm。
在本实用新型中，用短路片代替现有的短路针，可以增加分布电容，降低分布电感，从而降低天线的Q值，增加带宽。同时用圆形贴片代替PIFA天线中的金属线可以增加辐射电阻，提高辐射效率。另外，在辐射贴片和接地板之间，我们用空气代替传统介质板，进一步提高了辐射效率，同时也降低了天线加工的成本和难度。在半圆形贴片上加半圆形槽是为了形成双频带辐射区。通过电磁仿真软件发现，在辐射贴片上面加槽以后，天线会产生两个谐振频率，一个是由贴片天线的周围的电流产生，另外一个谐振频率是由槽周围的电流产生。再通过调节半圆形槽的长度和两个半圆形外臂的长度，可以改变这两个谐振频率点，最后使其工作在WLAN双频段。
通过在半圆形辐射单元上面加对称的内槽和外槽，可以形成双频带辐射区，其中低频（2400-2483.5MHz）辐射区位于内槽，高频（5150-5850MHz）辐射区位于半圆形外臂，同时半圆形外臂与内槽之间通过外槽进行隔离。在调节内槽的长度时，半圆形外臂长度可以保持不变，从而保证在调节内槽长度时，高频部分工作频率固定不变。同时，在调节半圆形外臂长度时，由于存在外槽的隔离，内槽长度可以保持不变，从而其工作频率也可以保证不变。由于外槽的存在，就可以方便独立调节高频和低频的工作频率，使得该双频带天线能够应用于其他频段。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，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 (10)

1.一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，包括接地板、短路片、辐射贴片和SMA接头，其特征在于：所述接地板通过所述短路片与所述辐射贴片相连接，所述辐射贴片和所述接地板之间为空气介质，所述接地板上开具有圆孔，通过所述圆孔将所述SMA接头的芯线焊接到所述辐射贴片上面，SMA接头的基座固定焊接在接地板上。
2.根据权利要求1所述的一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，其特征在于：所述辐射贴片为半圆形贴片，在该半圆形贴片上开具有两个半圆形槽使所述半圆形贴片形成两个半圆形外臂，所述半圆形槽包括内槽和外槽。
3.根据权利要求1所述的一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，其特征在于：所述接地板为长方形黄铜片。
4.根据权利要求3所述的一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，其特征在于：所述长方形黄铜片的长为50～52mm，宽为40～42mm。
5.根据权利要求2所述的一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，其特征在于：所述两个半圆形槽为对称开具。
6.根据权利要求1所述的一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，其特征在于：所述短路片的长为20～22mm，宽为4～5mm。
7.根据权利要求3所述的一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，其特征在于：所述黄铜片的厚度为0.1～0.2mm。
8.根据权利要求2所述的一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，其特征在于：所述半圆形贴片的半径为25～27mm。
9.根据权利要求2所述的一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，其特征在于：所述半圆形槽的宽度为1～2mm。
10.根据权利要求2所述的一种工作于WLAN双频带的半圆形加槽倒F型定向天线，其特征在于：所述半圆形外臂的端部到所述半圆形贴片的底线的距离为7mm。
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