CN210430111U - 一种全向圆极化天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全向圆极化天线，包括介质基板；分别敷设在介质基板上表面和下表面的第一金属面和第二金属面；第一金属面和第二金属面表面均分别有第一贴片和第二贴片，且两者的半径不等，第一贴片和第二贴片上均设有5个探针；第一贴片和第二贴片的贴片外围设有寄生辐射条；基板中心设有馈电点。本实用新型通辐射体结合馈电点的同轴馈电作用，从而实现宽带辐射；通过设置第一贴片和第二贴片半径差，可以获得辐射向上的锥形波束；便于集成到室内无线通信产品之中且性能优异。

Description

一种全向圆极化天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其是一种全向圆极化天线。

背景技术

随着国民经济的不断发展，近年来，室内的无线通信技术成为通信技术领域的主要方向，天线技术是无线通信与探测技术中不可或缺的重要一环，天线为无线射频通信提供了信息交换通道，是实现无线通信的重要部件。

现有技术中，传统的室内通信虽然都用到了圆极化和线极化的技术，但是其操作带宽较窄，导致其应用范围有限，另外，在很多应用场景下，需要利用天线辐射锥形波束，这样使得天线两侧的信号最强，而天线正下方区域内信号最弱。

现有全向圆极化锥形波束天线带宽相对较窄，而带宽较宽的结构复杂，不适合集成到产品之中。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的是提供一种全向圆极化天线，该全向圆极化锥形波束天线能够实现较宽操作带宽且结构简单，便于将其集成到产品中。

本实用新型所采用的技术方案是：

第一方面，本实用新型实施例提供一种全向圆极化天线，该全向圆极化天线包括：

介质基板；

分别敷设在介质基板上表面和下表面的第一金属面和第二金属面；

所述第一金属面和第二金属面表面均分别有第一贴片和第二贴片，所述第一贴片和所述第二贴片上均设有5个探针；所述第一贴片和所述第二贴片的贴片外围设有寄生辐射条；

所述基板中心设有馈电点；

所述第一贴片和所述第二贴片的半径不等。

进一步地，所述5个探针以所述馈电点为圆心，均匀分布在所述馈电点外围。

进一步地，所述寄生辐射条为勾状弧形枝节寄生辐射条。

进一步地，第一贴片和所述第二贴片为圆形贴片。

进一步地，所述第一贴片的半径大于所述第二贴片的半径。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在介质基板上、下表面设置天线的辐射体，通过馈电点的同轴馈电作用，在第一贴片和第二贴片的贴片之间产生垂直极化的电磁场，结合寄生辐射条可形成水平极化电磁场，从而产生圆极化辐射波，通过在上下辐射面之间加入短路探针，调节天线的阻抗匹配，扩展天线的带宽，从而实现宽带辐射；通过设置第一贴片和第二贴片半径差，可以获得辐射向上的锥形波束；而在锥形波束最大的辐射方位上，天线呈现全向的圆极化辐射；利用简单的结构实现了宽带辐射和全向的圆极化辐射，便于集成到室内无线通信产品之中且性能优异。

附图说明

图1是本实用新型的全向圆极化天线一种实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型全向圆极化天线一种实施方式的上表面结构示意图；

图3是本实用新型全向圆极化天线一种实施方式的下表面结构示意图；

图4是本实用新型全向圆极化天线的S11仿真图；

图5是当phi＝0时，本实用新型全向圆极化天线的辐射图；

图6是本新型的全向圆极化锥形波束天线的辐射图；

图7是本实用新型的全向圆极化锥形波束天线的在最大方向上的辐射图。

附图标记

1-介质基板；2-第一贴片，3-探针，4-寄生辐射条，5-馈电点，6-第二贴片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例：

请参见图1-图3，本实用新型的一种全向圆极化天线包括：介质基板1；分别敷设在介质基板1上表面和下表面的第一金属面和第二金属面；所述第一金属面和第二金属面表面均分别有第一贴片2和第二贴片6，所述第一贴片2和所述第二贴片6上均设有5个探针3；所述第一贴片和所述第二贴片的贴片外围设有寄生辐射条4，所述寄生辐射条4为勾状弧形枝节寄生辐射条4；所述基板中心设有馈电点5。

优选地，探针3数量为5个，探针3以所述馈电点5为圆心，均匀分布在所述馈电点5外围。

优选地，第一贴片2和所述第二贴片6为圆形贴片。

优选地，所述第一贴片2和所述第二贴片6的半径不等。

优选地，所述第一贴片2的半径大于所述第二贴片6的半径。

在图1中，由于第一金属面和第二金属面上设置了第一贴片，且第二金属面位于介质基板1的下表面，因此未在图1中示出。

在一种具体的实施方式中，上下圆形辐射面(即第一贴片2和第二贴片6)的半径不同，优选地，第一贴片2的半径大于第二贴片6的半径，通过合理的调节上下圆形贴片的半径，可以获得辐射向上的锥形波束；而在锥形波束最大的辐射方位上，天线呈现全向的圆极化辐射，原因是在上下辐射面上同时产生了由馈电点5向周围辐射的径向电流和勾状弧形枝节4上的环绕电流，径向电流和环绕电流始终垂直，当幅度相等时，就产生了全向的圆极化辐射。

在一种具体的实施方式中，介质基板1上、下表面为天线的辐射体，辐射体是由第一金属面和第二金属面、第一贴片2和第二贴片6上设置的探针3和馈电点5以及第一贴片和所述第二贴片外围均匀设置的勾状弧形枝节寄生辐射条4构成的，在使用过程中，通过位于第一贴片2和第二贴片6中心的馈电点5的同轴馈电作用，可以在第一贴片2和第二贴片6贴片之间产生垂直极化的电磁场，而勾状弧形枝节寄生辐射条4环绕分布在第一贴片2和第二贴片6周围，形成水平极化电磁场，从而产生圆极化辐射波，通过在上下辐射面(即第一贴片和第二贴片形成的辐射面)之间加入短路探针3，以调节天线的阻抗匹配，进一步扩展天线的带宽，从而实现宽带辐射。

在一种具体的实施方式中，对本实用新型的全向圆极化锥形波束天线进行仿真测试实验，分别对全向圆极化锥形波束天线的S参数、轴比、锥形波束的辐射情况、最大方位面上的辐射情况进行测试。

其中，S参数即为散射参数，S参数描述了传输通道的频域特性，而S11为输入反射系数，S11体现的是传输线与天线的阻抗匹配关系，是传输线与天线接口处反射回的信号，与传输线的入射的信号之比；

轴比，即天线辐射场电矢量运动轨迹的长轴与短轴的比值，一般情况下，轴比小于3dB即默认为圆极化天线。

参见图4，图4示此处了天线的S11仿真图，其表示了天线的阻抗带宽，从图4中可看出其阻抗带宽为5.69GHz-6.80GHz。

请参见图5，图5示出了本实用新型圆极化天线的轴比仿真图，从图中可以看出，在小于轴比小于3dB的情况下，本实用新型圆极化天线从5.18GHz-6.70GH之间均实现了的圆极化锥形波束辐射，因此实现了宽带辐射。

请参见图6，图6中示出了当phi＝0时，也就是将本实用新型的圆极化天线置于三维坐标中，本实用新型全向圆极化天线的辐射图，从图6可以看出，天线在phi＝0这个面上产生的是锥形波束。

图7示出了本实用新型全向圆极化天线在最大辐射方向上的辐射图，从图7可看出，在最大辐射方向上，也就是图6中锥形波束最大的角度上，天线产生的全向圆极化辐射。

结合以上的分析可知，本实用新型全向圆极化天线可以在较宽频带内实现圆极化锥形波束辐射，且在辐射最大的方位面上实现了全向辐射。

本实用新型通过在介质基板上、下表面设置天线的辐射体，通过馈电点的同轴馈电作用，在第一贴片和第二贴片贴片之间产生垂直极化的电磁场，结合寄生辐射条可形成水平极化电磁场，从而产生圆极化辐射波，通过在上下辐射面之间加入短路探针，调节天线的阻抗匹配，扩展天线的带宽，从而实现宽带辐射；通过设置第一贴片和第二贴片半径差，可以获得辐射向上的锥形波束；而在锥形波束最大的辐射方位上，天线呈现全向的圆极化辐射；利用简单的结构实现了宽带辐射和全向的圆极化辐射，便于集成到室内无线通信产品之中且性能优异。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种全向圆极化天线，其特征在于，包括：

介质基板；

分别敷设在介质基板上表面和下表面的第一金属面和第二金属面；

所述第一金属面和第二金属面表面均分别有第一贴片和第二贴片，所述第一贴片和所述第二贴片上均设有5个探针；

所述第一贴片和所述第二贴片的贴片外围设有寄生辐射条；

所述介质基板中心设有馈电点；

所述第一贴片和所述第二贴片的半径不相同。

2.根据权利要求1所述全向圆极化天线，其特征在于：所述5个探针以所述馈电点为圆心均匀分布在所述馈电点外围。

3.根据权利要求2所述全向圆极化天线，其特征在于：所述寄生辐射条为勾状弧形枝节寄生辐射条。

4.根据权利要求1所述全向圆极化天线，其特征在于：所述第一贴片和所述第二贴片为圆形贴片。

5.根据权利要求1所述全向圆极化天线，其特征在于：所述第一贴片的半径大于所述第二贴片的半径。

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