CN213636295U - 一种分段式阵列天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种分段式阵列天线，包括PCB板以及同轴馈线；所述PCB板设有第一双频偶极振子以及第一单频偶极振子；所述PCB板设有第二单频偶极振子以及第二双频偶极振子；所述第一双频偶极振子设于第一单频偶极振子的顶部；所述第二单频偶极振子设于第二双频偶极振子的底部；所述PCB板贯穿设有串馈连接通孔；所述同轴馈线与第二双频偶极振子连接。本实用新型通过将多个偶极振子进行分段设置，能够实现天线的小型化，另外多个偶极振子之间形成偶极串馈阵列能够提高增益，改变传统移相器的窄带特性，并且通过在两个双频偶极振子之间增加单频偶极振子，能够进一步提高天线的增益与带宽。

Description

一种分段式阵列天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种分段式阵列天线。

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、导航以及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。

而现传统技术，一般受移相器的窄带特性导致多振子叠加时增益带宽减小，并且传统的宽带天线一般采用单一频段配置，适用范围窄，增益指标低于窄带天线，传输效率低，难以达到今天移动通信设备对天线的宽带和高增益指标要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种分段式阵列天线，能够有效增强天线的增益以及带宽。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：一种分段式阵列天线，包括 PCB板以及同轴馈线；所述PCB板的正面设有第一双频偶极振子以及第一单频偶极振子；所述PCB板的背面设有第二单频偶极振子以及第二双频偶极振子；所述第一双频偶极振子与第一单频偶极振子之间设有第一同轴跳线；所述第二单频偶极振子以及第二双频偶极振子之间设有第二同轴跳线；

所述第一双频偶极振子设于第一单频偶极振子的顶部；所述第二单频偶极振子设于第二双频偶极振子的底部；所述PCB板在第一单频偶极振子与第二单频偶极振子之间贯穿设有串馈连接通孔；

所述同轴馈线与第二双频偶极振子连接。

本实用新型进一步设置为，所述第一双频偶极振子包括对称设置的第一辐射臂以及第一耦合臂；所述第一单频偶极振子包括对称设置的第一馈电振子以及第一耦合振子；

所述第一同轴跳线一端的线芯层与第一辐射臂连接；所述第一同轴跳线另一端的线芯层设于第一馈电振子与第一耦合振子之间；

所述第一同轴跳线一端的编织层与第一耦合臂连接；所述第一同轴跳线另一端的编织层与第一馈电振子连接。

本实用新型进一步设置为，所述第二双频偶极振子包括对称设置的第二辐射臂以及第二耦合臂；所述第二单频偶极振子包括对称设置的第二馈电振子以及第二耦合振子；

所述第二同轴跳线一端的线芯层与第二辐射臂连接；所述第二同轴跳线另一端的线芯层设于第二馈电振子与第二耦合振子之间；

所述第二同轴跳线一端的编织层与第二耦合臂连接；所述第二同轴跳线另一端的编织层与第二馈电振子连接。

本实用新型进一步设置为，所述PCB板的背面设有微带渐变线；所述同轴馈线通过微带渐变线与第二双频偶极振子连接。

本实用新型进一步设置为，所述第二辐射臂包括高频n型微带线以及低频n型微带线；所述高频n型微带线的自由端以及低频n型微带线的自由端分别形成有第一切口以及第二切口；所述高频n型微带线的开口方向以及低频n型微带线的开口方向均朝向远离第二耦合臂的一侧。

本实用新型进一步设置为，所述高频n型微带线以及低频n型微带线均包括连接臂；所述高频n型微带线的连接臂设于低频n型微带线的连接臂上。

本实用新型进一步设置为，所述高频n型微带线还包括设于连接臂的两端的高频上横臂以及高频下横臂；所述第一切口别设于高频上横臂的自由端以及高频下横臂的自由端。

本实用新型进一步设置为，所述低频n型微带线还包括设于连接臂的两端的低频上横臂以及低频下横臂；所述第二切口分别设于低频上横臂的自由端以及低频下横臂的自由端；所述高频上横臂以及高频下横臂设于低频上横臂与低频下横臂之间。

本实用新型进一步设置为，所述高频上横臂、高频下横臂、低频上横臂以及低频下横臂平行设置；所述连接臂与高频上横臂垂直设置。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过将多个偶极振子进行分段设置，能够实现天线的小型化，另外多个偶极振子之间形成偶极串馈阵列能够提高增益，改变传统移相器的窄带特性，并且通过在两个双频偶极振子之间增加单频偶极振子，能够进一步提高天线的增益与带宽。

附图说明

利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的正面图；

图2为本实用新型的背面图；

图3为图2中A部位的局部放大图；

其中：1、PCB板；2、同轴馈线；3、第一双频偶极振子；31、第一辐射臂；32、第一耦合臂；4、第一单频偶极振子；41、第一馈电振子；42、第一耦合振子；5、第二单频偶极振子；51、第二馈电振子；52、第二耦合振子； 6、第二双频偶极振子；61、第二辐射臂；62、第二耦合臂；71、第一同轴跳线；72、第二同轴跳线；81、串馈连接通孔；82、微带渐变线；91、第一切口；92、第二切口；93、连接臂；94、高频上横臂；95、高频下横臂；96、低频上横臂；97、低频下横臂。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

由图1至图3可知，本实施例所述的一种分段式阵列天线，包括PCB板1 以及同轴馈线2；所述PCB板1的正面设有第一双频偶极振子3以及第一单频偶极振子4；所述PCB板1的背面设有第二单频偶极振子5以及第二双频偶极振子6；所述第一双频偶极振子3与第一单频偶极振子4之间设有第一同轴跳线71；所述第二单频偶极振子5以及第二双频偶极振子6之间设有第二同轴跳线72；

所述第一双频偶极振子3设于第一单频偶极振子4的顶部；所述第二单频偶极振子5设于第二双频偶极振子6的底部；所述PCB板1在第一单频偶极振子4与第二单频偶极振子5之间贯穿设有串馈连接通孔81；

所述同轴馈线2与第二双频偶极振子6连接。

具体地，本实施例所述的分段式阵列天线，其中串馈连接通孔81可以在内壁上覆铜，从而使得第一单频偶极振子4与第二单频偶极振子5之间产生耦合，另外第一单频偶极振子4与第二单频偶极振子5可以对称设置在PCB 的两面，从而使得天线的结构更加合理，而第一双频偶极振子3设于第一单频偶极振子4的顶部并且所述第二单频偶极振子5设于第二双频偶极振子6 的底部，从而使得第一双频偶极振子3与第二双频偶极振子6之间错位设置减少二者之间的干扰，从而实现小型化；本实施例通过将多个偶极振子进行分段设置，能够实现天线的小型化，另外多个偶极振子之间形成偶极串馈阵列能够提高增益，改变传统移相器的窄带特性，并且通过在两个双频偶极振子之间增加单频偶极振子，能够进一步提高天线的增益与带宽；本实施例通过上述结构使得天线的尺寸小型化，成本低，适配性强，适配通用于一般常规小型化电子产品，并且有高的效率，能量转换损耗小，以及有大的增益，辐射覆盖性强。

本实施例所述的一种分段式阵列天线，所述第一双频偶极振子3包括对称设置的第一辐射臂31以及第一耦合臂32；所述第一单频偶极振子4包括对称设置的第一馈电振子41以及第一耦合振子42；

所述第一同轴跳线71一端的线芯层与第一辐射臂31连接；所述第一同轴跳线71另一端的线芯层设于第一馈电振子41与第一耦合振子42之间；

所述第一同轴跳线71一端的编织层与第一耦合臂32连接；所述第一同轴跳线71另一端的编织层与第一馈电振子41连接。

具体地，第一单频偶极振子4为5G单体阵元，第一双频偶极振子3包括 5G阵元以及2.4G阵元，通过上述设置，能够之间使得第一双频偶极振子3与第一单频偶极振子4之间形成偶极串馈阵列，从而能够提高增益，改变传统移相器的窄带特性。

本实施例所述的一种分段式阵列天线，所述第二双频偶极振子6包括对称设置的第二辐射臂61以及第二耦合臂62；所述第二单频偶极振子5包括对称设置的第二馈电振子51以及第二耦合振子52；

所述第二同轴跳线72一端的线芯层与第二辐射臂61连接；所述第二同轴跳线72另一端的线芯层设于第二馈电振子51与第二耦合振子52之间；

所述第二同轴跳线72一端的编织层与第二耦合臂62连接；所述第二同轴跳线72另一端的编织层与第二馈电振子51连接。

具体地，第二单频偶极振子5为5G单体阵元，第二双频偶极振子6包括 5G阵元以及2.4G阵元，通过上述设置，能够之间使得第二双频偶极振子6与第二单频偶极振子5之间形成偶极串馈阵列，从而能够提高增益，改变传统移相器的窄带特性。

本实施例所述的一种分段式阵列天线，所述PCB板1的背面设有微带渐变线82；所述同轴馈线2通过微带渐变线82与第二双频偶极振子6连接。通过设置微带渐变线82能够控制调整阻抗，渐变形式增加天线带宽。

本实施例所述的一种分段式阵列天线，所述第二辐射臂61包括高频n型微带线以及低频n型微带线；所述高频n型微带线的自由端以及低频n型微带线的自由端分别形成有第一切口91以及第二切口92；所述高频n型微带线的开口方向以及低频n型微带线的开口方向均朝向远离第二耦合臂62的一侧。

本实施例的高频n型微带线以及低频n型微带线分别与同轴馈线2的编织层进行连接，电流能够从同轴馈线2的编织层流出到高频n型微带线以及低频n型微带线的外表面，从而产生辐射，进一步增强了天线的增益；当电流流至高频n型微带线的边缘的第一切口91时或者电流流至低频n型微带线的边缘的第二切口92时，电流回流高频n型微带线的内侧内壁或者低频n型微带线的内侧内壁。由于高频n型微带线或者低频n型微带线的内侧内壁与同轴馈线2的编织层之间形成四分之一波长短路线，短路线为无穷大阻值，从而能够扼制电流继续流动。

本实施例所述的一种分段式阵列天线，所述高频n型微带线以及低频n 型微带线均包括连接臂93；所述高频n型微带线的连接臂93设于低频n型微带线的连接臂93上。本实施例所述的一种分段式阵列天线，所述高频n型微带线还包括设于连接臂93的两端的高频上横臂94以及高频下横臂95；所述第一切口91别设于高频上横臂94的自由端以及高频下横臂95的自由端。本实施例所述的一种分段式阵列天线，所述低频n型微带线还包括设于连接臂 93的两端的低频上横臂96以及低频下横臂97；所述第二切口92分别设于低频上横臂96的自由端以及低频下横臂97的自由端；所述高频上横臂94以及高频下横臂95设于低频上横臂96与低频下横臂97之间。

具体地，高频n型微带线的连接臂93以及低频n型微带线的连接臂93 分别与同轴馈线2的编织层进行连接，为了节省空间，高频n型微带线的连接臂93具体可以集成在低频n型微带线的连接臂93上，电流能够从同轴馈线2的编织层经过高频上横臂94的外表面、高频下横臂95的外表面、低频上横臂96的外表面以及低频下横臂97的外表面，从而产生辐射；从而进一步增强了天线的增益；当电流经过第一切口91或者第二切口92时，电流回流高频上横臂94的内表面、高频下横臂95的内表面、低频上横臂96的内表面以及低频下横臂97的内表面；由于高频上横臂94的内表面、高频下横臂95的内表面、低频上横臂96的内表面以及低频下横臂97的内表面与同轴馈线2的编织层之间形成四分之一波长短路线，短路线为无穷大阻值，从而能够扼制电流继续流动。

本实施例所述的一种分段式阵列天线，所述高频上横臂94、高频下横臂 95、低频上横臂96以及低频下横臂97平行设置；所述连接臂93与高频上横臂94垂直设置。

通过上述设置，使得高频n型微带线以及低频n型微带线在PCB板1上的结构布置更加合理。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种分段式阵列天线，其特征在于：包括PCB板(1)以及同轴馈线(2)；所述PCB板(1)的正面设有第一双频偶极振子(3)以及第一单频偶极振子(4)；所述PCB板(1)的背面设有第二单频偶极振子(5)以及第二双频偶极振子(6)；所述第一双频偶极振子(3)与第一单频偶极振子(4)之间设有第一同轴跳线(71)；所述第二单频偶极振子(5)以及第二双频偶极振子(6)之间设有第二同轴跳线(72)；

所述第一双频偶极振子(3)设于第一单频偶极振子(4)的顶部；所述第二单频偶极振子(5)设于第二双频偶极振子(6)的底部；所述PCB板(1)在第一单频偶极振子(4)与第二单频偶极振子(5)之间贯穿设有串馈连接通孔(81)；

所述同轴馈线(2)与第二双频偶极振子(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种分段式阵列天线，其特征在于：所述第一双频偶极振子(3)包括对称设置的第一辐射臂(31)以及第一耦合臂(32)；所述第一单频偶极振子(4)包括对称设置的第一馈电振子(41)以及第一耦合振子(42)；

所述第一同轴跳线(71)一端的线芯层与第一辐射臂(31)连接；所述第一同轴跳线(71)另一端的线芯层设于第一馈电振子(41)与第一耦合振子(42)之间；

所述第一同轴跳线(71)一端的编织层与第一耦合臂(32)连接；所述第一同轴跳线(71)另一端的编织层与第一馈电振子(41)连接。

3.根据权利要求1所述的一种分段式阵列天线，其特征在于：所述第二双频偶极振子(6)包括对称设置的第二辐射臂(61)以及第二耦合臂(62)；所述第二单频偶极振子(5)包括对称设置的第二馈电振子(51)以及第二耦合振子(52)；

所述第二同轴跳线(72)一端的线芯层与第二辐射臂(61)连接；所述第二同轴跳线(72)另一端的线芯层设于第二馈电振子(51)与第二耦合振子(52)之间；

所述第二同轴跳线(72)一端的编织层与第二耦合臂(62)连接；所述第二同轴跳线(72)另一端的编织层与第二馈电振子(51)连接。

4.根据权利要求1所述的一种分段式阵列天线，其特征在于：所述PCB板(1)的背面设有微带渐变线(82)；所述同轴馈线(2)通过微带渐变线(82)与第二双频偶极振子(6)连接。

5.根据权利要求3所述的一种分段式阵列天线，其特征在于：所述第二辐射臂(61)包括高频n型微带线以及低频n型微带线；所述高频n型微带线的自由端以及低频n型微带线的自由端分别形成有第一切口(91)以及第二切口(92)；所述高频n型微带线的开口方向以及低频n型微带线的开口方向均朝向远离第二耦合臂(62)的一侧。

6.根据权利要求5所述的一种分段式阵列天线，其特征在于：所述高频n型微带线以及低频n型微带线均包括连接臂(93)；所述高频n型微带线的连接臂(93)设于低频n型微带线的连接臂(93)上。

7.根据权利要求6所述的一种分段式阵列天线，其特征在于：所述高频n型微带线还包括设于连接臂(93)的两端的高频上横臂(94)以及高频下横臂(95)；所述第一切口(91)别设于高频上横臂(94)的自由端以及高频下横臂(95)的自由端。

8.根据权利要求7所述的一种分段式阵列天线，其特征在于：所述低频n型微带线还包括设于连接臂(93)的两端的低频上横臂(96)以及低频下横臂(97)；所述第二切口(92)分别设于低频上横臂(96)的自由端以及低频下横臂(97)的自由端；所述高频上横臂(94)以及高频下横臂(95)设于低频上横臂(96)与低频下横臂(97)之间。

9.根据权利要求8所述的一种分段式阵列天线，其特征在于：所述高频上横臂(94)、高频下横臂(95)、低频上横臂(96)以及低频下横臂(97)平行设置；所述连接臂(93)与高频上横臂(94)垂直设置。

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