CN210628488U - 单极子天线 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了单极子天线。包括基板，基板具有相对设置的第一面和第二面；基板的第一面设置有第一接地区域和辐射体，辐射体与第一接地区域间隔设置；基板的第二面设置有第二接地区域和调谐枝节，调谐枝节与第二接地区域电连接；第一接地区域与第二接地区域通过基板上的通孔电连接；调谐枝节与辐射体位于各接地区域的同一侧。该实现方式提供了一种结构简单的小型天线，提高了天线的方向图全向性能，且形式简单，便于调试。

Description

单极子天线

技术领域

本申请实施例涉及通信领域，具体涉及单极子天线。

背景技术

智能硬件中，天线是重要的空口能量传输器件。在大多数网络中，硬件设备需要天线有尽可能大的覆盖面，保证相互通信中能实时的连接。

同时由于通信系统日趋复杂，天线需要覆盖更宽的频段。设备的结构尺寸趋向小型化，对天线的小型化要求比较高。但是天线谐振特性是受限于物理尺寸，往往小型化会带来阻抗特性和辐射特性的损失。因此天线小型化，同时要保证辐射性能，对天线的设计挑战比较大。

实用新型内容

本申请实施例提出了单极子天线，以解决现有技术中小型化天线辐射性能较差的技术问题。

本申请实施例提供了一种单极子天线，包括：基板，基板具有相对设置的第一面和第二面；基板的第一面设置有第一接地区域和辐射体，辐射体与第一接地区域间隔设置；基板的第二面设置有第二接地区域和调谐枝节，调谐枝节与第二接地区域电连接；第一接地区域与第二接地区域通过基板上的通孔电连接；调谐枝节与辐射体位于各接地区域的同一侧。

在一些实施例中，辐射体具有矩形外轮廓，矩形外轮廓具有一开口部。

在一些实施例中，辐射体包括：第一弯折部；第二弯折部，第二弯折部与第一弯折部一端连接；第三弯折部，第三弯折部与第二弯折部一端连接；第四弯折部，第四弯折部与第三弯折部一端连接；第五弯折部，第五弯折部与第四弯折部一端连接。

在一些实施例中，第一弯折部与第二弯折部处于基本垂直状态；第二弯折部与第三弯折部处于基本垂直状态；第三弯折部与第四弯折部处于基本垂直状态；第四弯折部与第五弯折部处于基本垂直状态。

在一些实施例中，第三弯折部、第五弯折部、第四弯折部、第二弯折部、第一弯折部的长度依次递减。

在一些实施例中，第二弯折部的长度为第四弯折部的长度的二分之一

在一些实施例中，第一弯折部、第二弯折部、第三弯折部、第四弯折部和第五弯折部的长度之和是辐射体的谐振频率对应的波长的二分之一的整数倍。

在一些实施例中，调谐枝节分别与第三弯折部和第五弯折部平行，调谐枝节与第三弯折部的最小距离等于调谐枝节距离与第五弯折部的最小距离。

在一些实施例中，天线还包括馈线，辐射体的一端与馈线电连接。

在一些实施例中，馈线为同轴馈线；以及第一接地区域与同轴馈线的外层电连接，辐射体的一端与同轴馈线的内层芯线电连接。

在一些实施例中，调谐枝节的形状为矩形。

本申请实施例提供的单极子天线，通过在基板的第一面设置第一接地区域和辐射体，并将第一接地区域与辐射体间隔设置；在基板的第二面设置第二接地区域和调谐枝节，使调谐枝节与第二接地区域电连接；其中，第一接地区域与所述第二接地区域通过基板上的通孔电连接，调谐枝节与辐射体位于所述各接地区域的同一侧。从而，提供了一种结构简单的小型单极天线，通过调谐枝节的设置，提高了天线的方向图的全向性，且形式简单，便于调试。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本申请的单极子天线的结构示意图；

图2是根据本申请的单极子天线中的基板的第一面的结构示意图；

图3是根据本申请的单极子天线中的基板的第二面的结构示意图；

图4是根据本申请的单极子天线中的辐射体的结构示意图；

图5是根据本申请的单极子天线连接电缆后的结构示意图

图6是根据本申请的单极子天线的辐射方向图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，其示出了根据本申请的单极子天线的结构示意图。该单极子天线包括基板。其中，基板是制造PCB(Printed circuit board，印制电路板)的基本材料。基板可以是覆铜箔层压板。上述基板具有相对设置的第一面和第二面。其中，第一面的结构示意图请参见图2，第二面的结构示意图请参见图3。

如图1和2所示，上述基板的第一面布设有第一接地区域101，第一接地区域101可以设置于基板的一端。其中，上述第一接地区域101可以是金属材质的接地板。此外，第一面中还可以设置有辐射体102。上述辐射体与上述第一接地区域间隔设置。

如图1和图3所示，上述基板的第二面中可以设置有调谐枝节103。此外，如图3所示，上述地板的第二面中还可以设置有第二接地区域104。上述调谐枝节与上述第二接地区域电连接。

需要说明的是，上述第一接地区域与上述第二接地区域可以通过上述基板上的通孔电连接。上述第一接地区域与上述第二接地区域位于基板的同一端。上述调谐枝节与上述辐射体位于各接地区域的同一侧。

由于天线的承载设备的结构尺寸趋向小型化，对天线的小型化要求比较高。但是天线谐振特性是受限于物理尺寸，往往小型化会带来阻抗特性和辐射特性的损失。而本申请中通过设置调谐枝节，可以有效改善天线的方向图，从而支持将辐射体设置为更小的尺寸。

可选的，上述辐射体可以具有矩形外轮廓，上述矩形外轮廓具有一开口部。

可选的，如图4所示，上述辐射体可以包括第一弯折部1021、第二弯折部1022、第三弯折部1023、第四弯折部1024和第五弯折部1025。上述第二弯折部1022与上述第一弯折部1021一端连接；上述第三弯折部1023与上述第二弯折部1022一端连接；上述第四弯折部1024与上述第三弯折1023部一端连接；上述第五弯折部1025与上述第四弯折部1024一端连接。

可选的，上述第一弯折部1021与上述第二弯折部1022处于基本垂直状态。第二弯折部1022与上述第三弯折部1023处于基本垂直状态；第三弯折部1023与上述第四弯折部1024处于基本垂直状态；第四弯折部1024与上述第五弯折部1025处于基本垂直状态。需要说明的是，基本垂直状态可以指呈现90°或者接近90°的状态。例如，可以是呈现90°±3°的夹角的状态。

可选的，上述第三弯折部1023、上述第五弯折部1025、上述第四弯折部1024、上述第二弯折部1022、上述第一弯折部1021的长度依次递减。

可选的，上述第二弯折部1022的长度为上述第四弯折部1024的长度的二分之一。

可选的，上述第一弯折部1021、上述第二弯折部1022、上述第三弯折部1023、上述第四弯折部1024和上述第五弯折部1025的长度之和是上述辐射体的谐振频率对应的波长的二分之一的整数倍。实践中，通常天线采用半波谐振(即天线长度为其谐振频率对应的波长的二分之一)，因而，本实施例中的单极子天线的各弯折部的总长度可以设置为二分之一波长的整数倍。

可选的，上述调谐枝节分别与上述第三弯折部1023和上述第五弯折部平行1025，上述调谐枝节与上述第三弯折部1023的最小距离等于上述调谐枝节距离与第五弯折部1025的最小距离。

可选的，上述调谐枝节的形状为矩形。需要说明的是，除矩形外，调谐枝节也可以采用如椭圆形、三角形等其他形状，此处不作限定。

可选的，上述单极子天线还包括馈线。馈线即连接单极子天线与发射机或接收机的导线，又称电缆线，起传输信号的作用。它的主要任务是有效地传输信号能量，将发射机发出的信号功率以最小的损耗传送到天线的输入端，或将天线接收到的信号以最小的损耗传送到接收机输入端，同时本身不应产生杂散干扰信号。

此处，图5示出了单极子天线连接电缆后的结构示意图。如图5所示，上述辐射体102靠近第一接地区域的一端与电缆105电连接。

可选的，上述馈线105可以为同轴馈线。其中，同轴馈线的两根导线为芯线和屏蔽铜网。因铜网接地，两根导线对地不对称，因此也叫做不对称式或不平衡式传输线。同轴馈线工作频率范围宽、损耗小，对静电耦合有一定的屏蔽作用。此处，上述第一接地区域101可以与上述同轴馈线的外层(即铜网)电连接，上述辐射体102的一端可以与上述同轴馈线的内层芯线电连接。

实践中，不同长度的馈线(如同轴馈线)可以通过布设不同长度的调谐枝节来适配。相对于偶极子形式的天线，单极子形式的天线由馈线替代了另一辐射体枝节，由于馈线非完全理想的50欧姆、形状不定(如发生弯折形变等)等因素，导致馈电不平衡。通过调谐枝节，可以改善馈线上的电流平衡。此外，由于馈线上也存在电流，也参与辐射且其辐射不可控，因而导致方向图的全向性能较差。通过调谐枝节可以改善馈线上的电流平衡，从而有助于提升方向图的全向性能。

本申请实施例中的天线有两个谐振频点，可以通过调试天线的调谐枝节，使得天线频段靠近，实现宽频特性。实践中，若天线的阻抗、方向图等电特性在一倍频程(频带为两个信号频率间的距离，通常以高频与低频的率比的对数表示，此对数通常以2为底)或几倍频程内无明显变化，则可以称改天线为宽频带天线。

此外，图6是本申请实施例中的天线的辐射方向图(radiation pattern)。图6中的“0”、“30”、“60”等(不一一赘述)为角度。图中的“0.00”、“-10.00”等(不一一赘述)为dB(decibel)。实践中，dB是一个比值，是一个无单位的数值。此外，图6中的实线是主极化的方向图，虚线是交叉极化的方向图，由此可见，本申请实施例中的天线主交叉极化比良好，天线全向性良好。实践中，交叉极化是一种采用正交极化方式排布天线阵子达到最大化极化分集的作用，且同时能使天线尺寸尽量小，方便工程施工。交叉极化比的概念主要用于描述±45°极化(或其他正交极化方式)天线的极化纯度，具体定义为主极化分量与交叉极化分量的比。交叉极化比越大，说明从天线能够获得的信号正交性越强，两路信号之间的相关性越小，极化效果越好。

本申请的上述实施例提供的单极子天线，通过在基板的第一面设置第一接地区域和辐射体，并将第一接地区域与辐射体间隔设置；在基板的第二面设置第二接地区域和调谐枝节，使调谐枝节与第二接地区域电连接；其中，第一接地区域与上述第二接地区域通过基板上的通孔电连接，调谐枝节与辐射体位于上述各接地区域的同一侧。从而，提供了一种结构简单的小型单极天线，通过调谐枝节的设置，提高了天线的方向图的全向性，且形式简单，便于调试。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.一种单极子天线，其特征在于，包括：

基板，所述基板具有相对设置的第一面和第二面；

所述基板的第一面设置有第一接地区域和辐射体，所述辐射体与所述第一接地区域间隔设置；

所述基板的第二面设置有第二接地区域和调谐枝节，所述调谐枝节与所述第二接地区域电连接；

所述第一接地区域与所述第二接地区域通过所述基板上的通孔电连接；

所述调谐枝节与所述辐射体位于各接地区域的同一侧。

2.根据权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，所述辐射体具有矩形外轮廓，所述矩形外轮廓具有一开口部。

3.根据权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，所述辐射体包括：

第一弯折部；

第二弯折部，所述第二弯折部与所述第一弯折部一端连接；

第三弯折部，所述第三弯折部与所述第二弯折部一端连接；

第四弯折部，所述第四弯折部与所述第三弯折部一端连接；

第五弯折部，所述第五弯折部与所述第四弯折部一端连接。

4.根据权利要求3所述的单极子天线，其特征在于，所述第一弯折部与所述第二弯折部处于基本垂直状态；

第二弯折部与所述第三弯折部处于基本垂直状态；

第三弯折部与所述第四弯折部处于基本垂直状态；

第四弯折部与所述第五弯折部处于基本垂直状态。

5.根据权利要求3所述的单极子天线，其特征在于，所述第三弯折部、所述第五弯折部、所述第四弯折部、所述第二弯折部、所述第一弯折部的长度依次递减。

6.根据权利要求3所述的单极子天线，其特征在于，所述第二弯折部的长度为所述第四弯折部的长度的二分之一。

7.根据权利要求3所述的单极子天线，其特征在于，所述第一弯折部、所述第二弯折部、所述第三弯折部、所述第四弯折部和所述第五弯折部的长度之和是所述辐射体的谐振频率对应的波长的二分之一的整数倍。

8.根据权利要求3所述的单极子天线，其特征在于，所述调谐枝节分别与所述第三弯折部和所述第五弯折部平行，所述调谐枝节与所述第三弯折部的最小距离等于所述调谐枝节距离与第五弯折部的最小距离。

9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括馈线，所述辐射体的一端与所述馈线电连接。

10.根据权利要求9所述的单极子天线，其特征在于，所述馈线为同轴馈线；以及

所述第一接地区域与所述同轴馈线的外层电连接，所述辐射体的一端与所述同轴馈线的内层芯线电连接。

11.根据权利要求1所述的单极子天线，其特征在于，所述调谐枝节的形状为矩形。

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