一种隐藏式贴片天线
技术领域
本实用新型属于天线技术领域,尤其涉及一种隐藏式贴片天线。
背景技术
中国每时每刻都受到现代科技的影响,尤其是通讯技术迅速普及更是影响到每个国人的生活方式,手机、网络已成为我们生活中不可或缺的一部分,通信技术,尤其是无线网络技术也走进了千家万户,如今随处可见WIFI设备、天线设备,这些技术、设备带给人民便利的同时却不可避免的使人们担心起了电磁波对人体的危害,有些人更是因此患上了“电磁焦虑症”,影响到个人的健康和生活,所以一种隐藏式的并且能使用户产生积极向上的使用体验的天线将具有很好的市场前景。
对于天线,中国已公开的发明专利CN201610693800.5“国”字形圆极化贴片天线和中国已公开的发明专利CN201710775472.8“中”字形圆极化贴片天线,分别给出了两个“中”和“国”的单个的汉字形贴片的圆极化天线,但是他们都只是单个的辐射单元。就目前天线通信知识和技术的迅速发展,以及国际上对天线的诸多研究方向的提出,都促使了新型天线的诞生。阵列天线就是研究的一种方向,所谓阵列天线不是简单地将天线排成我们所熟悉的阵列的样子,而是它的构成是阵列形式的。就发射天线来说,简单的辐射源比如点源,对称振子源是常见的构成阵列天线的辐射源。它们按照直线或者更复杂的形式,根据天线馈电电流、间距、电长度等不同参数来构成阵列,以获取最好的辐射方向性。这就是阵列天线的魅力所在,它可以根据需要来调节辐射的方向性能。综上,如果能制备一种“中国”字形的天线阵将具有更好的市场前景,不仅具有良好的隐蔽作用,而且还能发挥更大的天线功能。
实用新型内容
根据以上现有技术的不足,本实用新型提供了一种隐藏式贴片天线,属1×2阵列天线阵,有更好的带宽范围匹配带宽和增益,针对室内、外的WIFI-IEEE802.11而设计,具有极好的隐蔽性,且结构简单、成本低、安全可靠、传输效果好。
本实用新型解决的技术问题采用的技术方案为:包括相互平行设置的接地板和介质层板,所述介质层板设置于接地板的上方,所述介质层板的上表面设置有金属片,所述介质层板与接地板之间设置有“L”形探针,所述“L”形探针的数量为2个,并从右向左分布,所述“L”形探针由水平杆和竖直杆构成,所述水平杆与介质层板平行设置,所述竖直杆与接地板垂直设置,所述接地板上设置有通孔,所述金属片为“中国”字形,所述“中国”字形的“中”字的下方和“国”字的下方分别对应一个“L”形探针,所述“中国”字形的“中”字下方对应的“L”形探针的竖直杆下端穿过通孔并与接地板底部的同轴连接头A相连接,所述“中国”字形的“国”字下方对应的“L”形探针的竖直杆下端穿过通孔并与接地板底部的同轴连接头B相连接。
其中,优选方式为:
所述“中国”字形的字体为黑体。
两个所述“L”形探针的水平杆的上表面与介质层板之间的距离(d)为3毫米;
两所述“L”形探针的竖直杆的横截面半径(2R)为0.5毫米;
所述接地板的上表面与介质层板的下表面之间的距离(H)为16毫米;
所述接地板与介质层板之间通过若干竖向设置的支撑结构相连接;
所述介质层板的厚度(h)为0.81毫米;
所述介质层板是长(W1)为305毫米、宽(W2)为229毫米的矩形;
构成所述“中国”字形的“中”字与“国”字的中心距离(W3)为90毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的左竖笔画的左侧边与介质层板的左侧边的水平距离(L1)为74.8毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的右竖笔画的右侧边与“中”字的“口”字的左竖笔画的左侧边的水平距离(L2)为66.8毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的左竖笔画的左侧边与构成“中国”字形的“中”字的“口”字的右竖笔画的右侧边的水平距离(L3)为21.5毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的左竖笔画的左侧边与“国”字的“口”字的右竖笔画的右侧边的水平距离(L4)为64毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的右竖笔画的右侧边与介质层板的右侧边水平距离(L5)为74.8毫米;
所述同轴连接头A的左侧边与接地板的左侧边的水平距离(L6)为92.3毫米;
所述同轴连接头A的左侧边与同轴连接头B的左侧边的水平距离(L7)为118.2毫米;
所述同轴连接头B的右侧边与接地板的右侧边的水平距离(L8)为94.5毫米;
两所述“L”形探针的竖直杆的顶部与接地板的顶部的垂直距离(L9)为14.8毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的中间竖笔画的顶部到其底部的垂直距离(L10)为74毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的左竖笔画的顶部到其底部的垂直距离(L11)为36毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的下横笔画的下侧边到构成“中”字的“口”字的左竖笔画的底部所在水平线的垂直距离(L12)为5毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的上横笔画的底部与构成“中”字的“口”字的下横笔画的顶部之间的垂直距离(L13)为9.2毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的上横笔画的顶部与“国”字的“玉”字的下横笔画的底部的垂直距离(L14)为35毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的上横笔画的底部与“国”字的“口”字的下横笔画的顶部的垂直距离(L15)为50毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的下横笔画的底部与“国”字的“口”字的右竖笔画的底部所在水平线的垂直距离(L16)为3毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的左竖笔画的顶部到其底部的垂直距离(L17)为68毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的中间竖笔画的左侧边与其右侧边之间的水平距离(W4)为10.4毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的的左竖笔画的右侧边与“中”字的中间竖笔画的左侧边之间的水平距离(W5)为14.2毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的上横笔画的左侧边与其右侧边之间的水平距离(W6)为37毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的中横笔画的左侧边与其右侧边之间的水平距离(W7)为35毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的上横笔画的底部与“玉”字的中横笔画的顶部之间的垂直距离(SL)为6.5毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的中间竖笔画的右侧边与“玉”字的上横笔画的右侧边所在竖直线之间的水平距离(SW)为9.5毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字下方所对应的“L”形探针的水平杆与构成的“中”字的“口”字的下横笔画所在水平线的夹角为0°并指向左侧;
构成所述“中国”字形的“国”字下方所对应的“L”形探针的水平杆与构成“中国”天线的“国”字的“玉”字的下横笔画所在水平线的夹角为90°;
构成所述“中国”字形的“中”字下方所对应的“L”形探针的水平杆在“中”字的“口”字的下横笔画上的投影长度(F1h)为16毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字下方所对应的“L”形探针的水平杆“国”字的“玉”字的中间竖笔画上的投影长度(F1h)为16毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的中间竖笔画、“中”字的“口”字的左竖笔画、“中”字的“口”字的右竖笔画、“国”字的“口”字的左竖笔画、“国”字的“口”字的右竖笔画和“国”字的“玉”字的中间竖笔画均相互平行。
所述支撑结构为尼龙螺栓,所述尼龙螺栓的顶部向上贯穿介质层板与螺母相配合,其底部向下贯穿接地板与螺母相配合。
所述尼龙螺栓的数量为4根或8根。
所述接地板为矩形。
所述介质层板上的金属片通过雕刻方式设置在介质层板铜片层上或通过雕刻方式设置在介质层板铝板上。
所述接地板由铝板或铜板构成。
本实用新型具有以下有益效果:(1)本实用新型采用单层介质板及低成本铝或铜接地板进行制作,天线上部采用“中国”字形铜片或铝片,并只采用2个“L”形探针分别馈电“中”、“国”天线,构成了1×2阵列天线阵,结构简单、成本低廉且传输信号好;(2)本实用新型采用“中国”字形的天线,具有良好的隐蔽性,并对汉字文化有一定的宣传作用,可以用于会议室、公众场所,具有良好的市场前景;(3)本实用新型在2.4GHz(IEEE 802.11)带宽14个频道范围内,具有良好的(3dB)轴比带宽覆盖,在2.4GHz(IEEE 802.11)带宽14个频道范围内,具有良好阻抗匹配;(4)本实用新型的半功率波束宽度为72-76度(YOZ面),24-29度(XOZ面),与现有技术相比明显提高了天线的接收无线信号的能力;(5)本实用新型的有效工作(轴比<3dB、电压驻波比<2.0、增益>7dBic)频率为2.38GHz~2.58GHz,可实现对2.450GHz的WiFi频段实现全覆盖,且本阵列天线阵的增益要明显优秀于现有技术中“中”和“国”单个字的天线的增益。
附图说明
图1是本实用新型的介质层板上的金属片的正视图;
图2是本实用新型的仰视图;
图3是本实用新型的天线整体的正视图;
图4是本实用新型的驻波比的仿真示意图;
图5是本实用新型的轴比带宽的仿真示意图;
图6是本实用新型的增益的仿真示意图;
图7是本实用新型的YOZ平面辐射方向图;
图8是本实用新型的XOZ平面辐射方向图;
图中:1、接地板 11、同轴连接头A 12、同轴连接头B 2、介质层板 3、金属片 4、“L”形探针 5、尼龙螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
实施例1:
如图1~图3所示,本实用新型所述的一种隐藏式贴片天线,包括相互平行设置的接地板1和介质层板2,所述介质层板2设置于接地板1的上方,所述介质层板2的上表面设置有金属片3,所述介质层板2与接地板1之间设置有“L”形探针4,所述“L”形探针4的数量为2个,并从右向左分布,所述“L”形探针4由水平杆和竖直杆构成,所述水平杆与介质层板2平行设置,所述竖直杆与接地板垂直设置,所述接地板1上设置有通孔,所述金属片3为“中国”字形,所述“中国”字形的“中”字的下方和“国”字的下方分别对应一个“L”形探针4,所述“中国”字形的“中”字下方对应的“L”形探针4的竖直杆下端穿过通孔并与接地板1底部的同轴连接头A11相连接,所述“中国”字形的“国”字下方对应的“L”形探针4的竖直杆下端穿过通孔并与接地板1底部的同轴连接头B12相连接。
所述“中国”字形的字体为黑体。
两个所述“L”形探针4的水平杆的上表面与介质层板2之间的距离(d)为3毫米;
两所述“L”形探针4的竖直杆的横截面半径(2R)为0.5毫米;
所述接地板1的上表面与介质层板2的下表面之间的距离(H)为16毫米;
所述接地板1与介质层板2之间通过若干竖向设置的支撑结构相连接;
所述介质层板2的厚度(h)为0.81毫米;
所述介质层板2是长(W1)为305毫米、宽(W2)为229毫米的矩形;
构成所述“中国”字形的“中”字与“国”字的中心距离(W3)为90毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的左竖笔画的左侧边与介质层板2的左侧边的水平距离(L1)为74.8毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的右竖笔画的右侧边与“中”字的“口”字的左竖笔画的左侧边的水平距离(L2)为66.8毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的左竖笔画的左侧边与构成“中国”字形的“中”字的“口”字的右竖笔画的右侧边的水平距离(L3)为21.5毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的左竖笔画的左侧边与“国”字的“口”字的右竖笔画的右侧边的水平距离(L4)为64毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的右竖笔画的右侧边与介质层板2的右侧边水平距离(L5)为74.8毫米;
所述同轴连接头A11的左侧边与接地板1的左侧边的水平距离(L6)为92.3毫米;
所述同轴连接头A11的左侧边与同轴连接头B12的左侧边的水平距离(L7)为118.2毫米;
所述同轴连接头B12的右侧边与接地板1的右侧边的水平距离(L8)为94.5毫米;
两所述“L”形探针4的竖直杆的顶部与接地板1的顶部的垂直距离(L9)为14.8毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的中间竖笔画的顶部到其底部的垂直距离(L10)为74毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的左竖笔画的顶部到其底部的垂直距离(L11)为36毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的下横笔画的下侧边到构成“中”字的“口”字的左竖笔画的底部所在水平线的垂直距离(L12)为5毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的上横笔画的底部与构成“中”字的“口”字的下横笔画的顶部之间的垂直距离(L13)为9.2毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的上横笔画的顶部与“国”字的“玉”字的下横笔画的底部的垂直距离(L14)为35毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的上横笔画的底部与“国”字的“口”字的下横笔画的顶部的垂直距离(L15)为50毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的下横笔画的底部与“国”字的“口”字的右竖笔画的底部所在水平线的垂直距离(L16)为3毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“口”字的左竖笔画的顶部到其底部的垂直距离(L17)为68毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的中间竖笔画的左侧边与其右侧边之间的水平距离(W4)为10.4毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的“口”字的的左竖笔画的右侧边与“中”字的中间竖笔画的左侧边之间的水平距离(W5)为14.2毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的上横笔画的左侧边与其右侧边之间的水平距离(W6)为37毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的中横笔画的左侧边与其右侧边之间的水平距离(W7)为35毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的上横笔画的底部与“玉”字的中横笔画的顶部之间的垂直距离(SL)为6.5毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字的“玉”字的中间竖笔画的右侧边与“玉”字的上横笔画的右侧边所在竖直线之间的水平距离(SW)为9.5毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字下方所对应的“L”形探针4的水平杆与构成的“中”字的“口”字的下横笔画所在水平线的夹角为0°并指向左侧;
构成所述“中国”字形的“国”字下方所对应的“L”形探针4的水平杆与构成“中国”天线的“国”字的“玉”字的下横笔画所在水平线的夹角为90°;
构成所述“中国”字形的“中”字下方所对应的“L”形探针4的水平杆在“中”字的“口”字的下横笔画上的投影长度(F1h)为16毫米;
构成所述“中国”字形的“国”字下方所对应的“L”形探针的水平杆“国”字的“玉”字的中间竖笔画上的投影长度(F1h)为16毫米;
构成所述“中国”字形的“中”字的中间竖笔画、“中”字的“口”字的左竖笔画、“中”字的“口”字的右竖笔画、“国”字的“口”字的左竖笔画、“国”字的“口”字的右竖笔画和“国”字的“玉”字的中间竖笔画均相互平行。
所述支撑结构为尼龙螺栓5,所述尼龙螺栓5的顶部向上贯穿介质层板3与螺母相配合,其底部向下贯穿接地板1与螺母相配合。
所述尼龙螺栓5的数量为4根或8根。
所述接地板1为矩形。
所述介质层板2上的金属片3通过雕刻方式设置在介质层板2铜片层上或通过雕刻方式设置在介质层板2铝板上。
所述接地板1由铝板或铜板构成。
本实用新型能与现有的WIFI天线不同,其采用隐藏的“L”形探针馈电技术,天线上部采用“中国”字形的铝片或铜片,能够有效减少人们对天线的敏感度以及因看到天线导致的焦虑。本“中国”字形的圆极化贴片天线够现实左旋圆极化,通过CST MICROWAVE STUDIO电磁工作室模拟了本天线,证明这种其具有良好的电磁性能,能满足大多数人的日常工作需求。本实用新型的“中国”字形的圆极化贴片天线,非常适于中国的文化传统,在中国常常见到公共区域内由政府打出的号召性、鼓励性或彰显国家民族自豪感的标语,能够很好的提升人民的归属感、上进心以及民族的凝聚力,而当将“中国”字样的天线融合到这些标语中,不仅仅能够起到文化上的促进作用,同时也能隐蔽性的发挥它的天线作用。因其隐蔽性良好,使人们免除了现有天线容易带来的焦躁和忧虑的情况。“中国”字形的天线,能够用于宣传中华汉字文化。中国汉字,是中华民族文化的化石,是历史的载体,有着浓郁的文化意蕴、独特的文化魅力和深厚的民族情结。“中国”字形的天线,将传统汉字文化与现代科技完美结合,体现了中国日益增强的科技实力。
此外,这种“中国”字形的天线,对天线来说,也是一种装饰,将天线以文字的形式制造出来用于生活的各个方面,实现了人文与科技的协调统一。如此改变天线的外形,使之具有很好的隐蔽性,而且文字天线以后也可以为军事雷达天线提供载体,使其隐蔽性更加提升。
“中国”字形的圆极化贴片天线,选用的字体为黑体汉字,并进行了精密优化调整设计,由图4~图8所示,在2.4GHz(IEEE 802.11)带宽14个频道范围内,具有良好的(3dB)轴比带宽覆盖。
“L”形探针与“中国”字形的天线主体可实现电磁耦合,在2.4GHz(IEEE802.11)带宽14个频道范围内,具有良好阻抗匹配。
此天线的半功率波束宽度为72-76度(YOZ面),24-29度(XOZ面),此特点明显提高了天线的接收无线信号的能力。
天线有效工作(轴比<3dB、电压驻波比<2.0、增益>7dBic)频率为2.38GHz~2.58GHz,可实现对2.450GHz的WiFi频段实现全覆盖,相对于已经公开的单个字形的“中”和“国”字的天线,具有明显优秀的增益效果。
此外,天线上部采用“中国”字形铜片或铝片,并只采用2个“L”形探针4分别馈电“中”、“国”天线,构成了1×2阵列天线阵,结构简单、成本低廉且传输信号好。综上,本“中国”字形的隐蔽性圆极化贴片天线具有良好的市场应用前景。
以上所述为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用实用新型说明书以及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。