CN208889841U - 双频单馈点高增益天线 - Google Patents

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Abstract

一种双频单馈点高增益天线它包括一细长条形的PCB基板和两组对称设置的偶极子天线单元；每组偶极子天线单元包括一对2.4GHz偶极子天线和一对5GHz偶极子天线。所有偶极子天线均为由金属材料制成的弹片，每组偶极子天线单元中的一个2.4GHz偶极子天线和一个5GHz偶极子天线设于PCB基板的一面，与PCB基板的地线焊接；每组偶极子天线单元中的另一个2.4GHz偶极子天线和另一个5GHz偶极子天线设于PCB基板的另一面，与PCB基板的信号线焊接。PCB基板的地线和信号线与同轴电缆的地线和信号线相连。本实用新型的优点：无需额外配置双工器等电路器件即可具有高增益、高效率的电性能，天线损耗低，制造成本低。

Description

双频单馈点高增益天线
技术领域
本实用新型涉及一种双频单馈点高增益天线，属于天线制造技术领域。
背景技术
随着通信和电子技术的快速发展，各式各样的天线已广泛应用于智能手机、导航、无线路由等终端设备中，天线的样式及规格大多根据所使用的终端设备的性能而设计。目前，家用路由器对天线的性能提出了更高的要求。比如：在要求天线的长度最大限度缩短的同时，保持高增益、高效率及多频段特征的优点，且损耗要低、制造成本要低。
目前，市场上常见的双频单馈点内置天线基本上是在一块PCB基板上直接腐蚀形成天线单元。其缺点是：PCB基板的面积较大，不仅制造成本高，且，天线损耗大，效率低，天线增益不理想。
发明内容
鉴于上述原因，本实用新型的目的在于提供一种新型的双频单馈点高增益、高效率的天线。该天线无需额外配置双工器等电路器件即可具有高增益、高效率的电性能，天线损耗低，制造成本低。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种双频单馈点高增益天线，其特征在于：它包括一细长条形的PCB基板和两组对称设置的偶极子天线单元；
第一组偶极子天线单元包括一对对称设置的双臂结构的2.4GHz偶极子天线A1、A2和一对对称设置的双臂结构的5GHz偶极子天线C1、C2；第二组偶极子天线单元包括一对对称设置的双臂结构的2.4GHz偶极子天线B1、B2和一对对称设置的双臂结构的5GHz偶极子天线D1、D2；
所述2.4GHz偶极子天线A1、A2、B1、B2和所述5GHz偶极子天线C1、C2、D1、D2均为由无介质、无损耗的金属材料制成的金属弹片；
所述偶极子天线A1、B1、C1、D1设于所述PCB基板的一面，与PCB基板上的地线焊接；所述偶极子天线A2、B2、C2、D2设于所述PCB基板的另一面，与PCB基板上的信号线焊接。
优选地，所述第一组偶极子天线单元的中心线与所述第二组偶极子天线单元的中心线之间的相对距离为50-60mm。
优选地，所述PCB基板一面为地线层，其线宽WG＝1.5～2mm；另一面为信号线层，信号线线宽WS＝0.5～1.0mm，阻值为50Ω；所述PCB基板的地线层和信号线层与同轴电缆的地线和信号线相连。
优选地，所述PCB基板上设有一过孔，该过孔直径为0.5mm～1.5mm，过孔的特性阻抗为50Ω；同轴电缆焊接在该过孔上，同轴电缆中的信号线与所述PCB基板的信号线焊接在一起，同轴电缆中的地线与所述PCB基板上的地线焊接在一起。
优选地，所述2.4GHz偶极子天线的臂长大于所述5GHz偶极子天线的臂长。
优选地，所述2.4GHz偶极子天线的臂长为30-40mm，所述5GHz偶极子天线的臂长为10-20mm。
优选地，所述PCB基板为低损耗材料。
附图说明
图1为本实用新型双频单馈点高增益天线结构示意图；
图2为构成本实用新型的每组偶极子天线单元结构示意图；
图3A和图3B为构成本实用新型的PCB基板结构示意图；
图4为本实用新型双频单馈点高增益天线2.4GHz频段的信号辐射图；
图5为本实用新型双频单馈点高增益天线5GHz频段的信号辐射图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本发明的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本发明的特征显而易见。
如图1所示，本实用新型公开的双频单馈点高增益天线包括细长条形的PCB基板1和两组对称设置的偶极子天线单元，每组偶极子天线单元均包括一对2.4GHz偶极子天线和一对5GHz偶极子天线。如图1所示，第一组偶极子天线单元包括一对2.4GHz偶极子天线A1、A2和一对5GHz偶极子天线C1、C2。第二组偶极子天线也包括一对2.4GHz偶极子天线B1、B2和一对5GHz偶极子天线D1、D2。
如图2所示，每组偶极子天线单元中的2.4GHz偶极子天线和5GHz偶极子天线均为对称双臂结构的金属弹片；2.4GHz偶极子天线的臂长大于5GHz偶极子天线的臂长。
在本实用新型的具体实施例中，2.4GHz偶极子天线的臂长为30-40mm，5GHz偶极子天线的臂长为10-20mm。
为提高整体天线的增益，如图1所示，第一组偶极子天线单元的中心线与第二组偶极子天线单元的中心线之间的相对距离LA＝50-60mm。通过调整LA的距离，使两组偶极子相位重合，从而得到天线的最大增益，如图4和图5所示。
如图3A、图3B所示，为降低天线损耗，提高天线增益和效率，构成本实用新型的PCB基板1为一细长条形基板，PCB基板1的一面为地线层，其线宽WG＝1.5～2mm；另一面为信号线层，信号线线宽WS＝0.5～1.0mm。PCB基板的地线层和信号线层通过过孔3与同轴电缆2的地线和信号线(如图1所示)相连。在设计时，可以通过调整PCB基板上的地线线宽WG和信号线线宽WS得到不同的输入阻抗，以获取良好的匹配特性。在本实用新型的具体实施例中，所述PCB基板上的过孔3的尺寸为过孔的特性阻抗为50Ω。将同轴电缆2中的信号线通过该过孔与PCB基板上的信号线焊接在一起，将同轴电缆2中的地线与PCB基板上的地线焊接在一起。
构成本实用新型的偶极子天线A、B、C、D的半壁A1、B1、C1、D1设于PCB基板的一面，与PCB基板上的地线WG焊接；偶极子天线A、B、C、D的另一半壁A2、B2、C2、D2设于PCB基板的另一面，与基板上的50Ω信号线WS焊接。
为降低整个天线的损耗，提高增益，构成本实用新型的偶极子天线均由无介质、无损耗的金属材料(例如铜，不锈钢，铁等)制成。构成本实用新型的PCB基板选用低损耗材料(例如FR-4、PTFE等)制成。
本实用新型的优点在于：由于本实用新型的偶极子天线选用无介质、无损耗的金属材料(例如铜，不锈钢，铁等)制成，并直接焊接在PCB基板上，减小了PCB基板的大小、用量，从而降低整个天线的损耗，提升了天线的增益及效率，不仅能够实现2.4G/5GHz双频段信号的收发，且具有高增益、高效率的电性能；无需额外设置双工器等电路器件即可达到较高的隔离度，成本较低，易于量产。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种双频单馈点高增益天线，其特征在于：它包括一细长条形的PCB基板和两组对称设置的偶极子天线单元；
第一组偶极子天线单元包括一对对称设置的双臂结构的2.4GHz偶极子天线A1、A2和一对对称设置的双臂结构的5GHz偶极子天线C1、C2；第二组偶极子天线单元包括一对对称设置的双臂结构的2.4GHz偶极子天线B1、B2和一对对称设置的双臂结构的5GHz偶极子天线D1、D2；
所述2.4GHz偶极子天线A1、A2、B1、B2和所述5GHz偶极子天线C1、C2、D1、D2均为由无介质、无损耗的金属材料制成的金属弹片；
所述偶极子天线A1、B1、C1、D1设于所述PCB基板的一面，与PCB基板上的地线焊接；所述偶极子天线A2、B2、C2、D2设于所述PCB基板的另一面，与PCB基板上的信号线焊接。
2.根据权利要求1所述的双频单馈点高增益天线，其特征在于：所述第一组偶极子天线单元的中心线与所述第二组偶极子天线单元的中心线之间的相对距离为50-60mm。
3.根据权利要求2所述的双频单馈点高增益天线，其特征在于：所述PCB基板一面为地线层，其线宽WG＝1.5～2mm；另一面为信号线层，信号线线宽WS＝0.5～1.0mm，阻值为50Ω；
所述PCB基板的地线层和信号线层与同轴电缆的地线和信号线相连。
4.根据权利要求3所述的双频单馈点高增益天线，其特征在于：所述PCB基板上设有一过孔，该过孔直径为0.5mm～1.5mm，过孔的特性阻抗为50Ω；同轴电缆焊接在该过孔上，同轴电缆中的信号线与所述PCB基板的信号线焊接在一起，同轴电缆中的地线与所述PCB基板上的地线焊接在一起。
5.根据权利要求4所述的双频单馈点高增益天线，其特征在于：所述2.4GHz偶极子天线的臂长大于所述5GHz偶极子天线的臂长。
6.根据权利要求5所述的双频单馈点高增益天线，其特征在于：所述2.4GHz偶极子天线的臂长为30-40mm，所述5GHz偶极子天线的臂长为10-20mm。
7.根据权利要求5或6所述的双频单馈点高增益天线，其特征在于：所述PCB基板为低损耗材料。
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