CN214428769U - 一种窄波束双向辐射天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种窄波束双向辐射天线，上层辐射部、上层引向部和微带线设置在介质板的上侧表面上，上层辐射部和上层引向部均设置两组，两组上层辐射部设置在介质板相对的两侧，微带线与各个上层辐射部电性连接，各上层引向部分别设置在上层辐射部的外侧；功分金属地、下层辐射部和下层引向部设置在介质板下侧表面上，功分金属地设置在介质板中部，下层辐射部和下层引向部均设置两组，两组下层辐射部设置在介质板相对的两侧，功分金属地与下层辐射部电性连接，各下层引向部分别设置在下层辐射部的外侧。本实用新型用于狭长的空间中，实现狭长的空间内信号充分覆盖。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种窄波束双向辐射天线。
背景技术
近年来，移动无线通信由于其高速率、高容量、低延迟等特点，获得了越来越广泛的应用。随着4G、5G通信的不断发展，天线被安装在各式各样的位置，安装场合的变化要求天线不断优化设计。对于列车车厢、地铁隧道等场所，要求天线辐射的信号能够充分覆盖这种特殊的狭长环境，这就需要双向辐射天线来满足，但是现有的天线都是定向辐射，无法满足双向辐射的需求；并且天线的辐射波束宽度较宽，不能够在狭长环境中充分覆盖无线信号。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是针对现有的天线是定向辐射，无法满足双向辐射的需求，并且天线的辐射波束宽度较宽，不能够在狭长环境中充分覆盖无线信号的技术问题，提供一种可以解决的窄波束双向辐射天线。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种窄波束双向辐射天线，包括介质板、上层辐射部、上层引向部、微带线、功分金属地、下层辐射部和下层引向部；所述上层辐射部、上层引向部和微带线设置在介质板的上侧表面上，所述上层辐射部和上层引向部均设置两组，两组所述上层辐射部设置在介质板相对的两侧，所述微带线与各个上层辐射部电性连接，各所述上层引向部分别设置在上层辐射部的外侧；所述功分金属地、下层辐射部和下层引向部设置在介质板下侧表面上，所述功分金属地设置在介质板中部，所述下层辐射部和下层引向部均设置两组，两组所述下层辐射部设置在介质板相对的两侧，所述功分金属地与下层辐射部电性连接，各所述下层引向部分别设置在下层辐射部的外侧。
进一步地，所述上层引向部与下层引向部电性连接在一起。
进一步地，所述上层引向部与下层引向部通过短路针电性连接在一起，所述短路针穿过介质板。
进一步地，所述微带线上连接有馈电探针，所述馈电探针一端与微带线电性连接，所述馈电探针另一端穿过介质板。
进一步地，所述功分金属地上设置有避让开孔，所述馈电探针的一端位于避让开孔内侧。
进一步地，所述上层辐射部和下层辐射部均为折线形结构。
进一步地，所述上层引向部和下层引向部均为直条形结构。
进一步地，所述介质板为聚四氟乙烯板，所述上层辐射部、上层引向部、微带线、功分金属地、下层辐射部和下层引向部均为贴附在介质板表面的金属箔片。
本实用新型实现的有益效果主要有以下几点：通过介质板上相对两侧设置的上层辐射部及下层辐射部，使得该天线具有双向辐射特性，可以向狭长的空间辐射信号或接受狭长空间内的信号，从而该天线可以用于狭长的空间中，实现狭长的空间内信号充分覆盖；上层辐射部和下层辐射部设置上层引向部和下层引向部，使天线具有双向辐射特性，并且使天线获得更窄的波束宽度和更高的辐射增益。
附图说明
图1为本实用新型实施例一中窄波束双向辐射天线上侧表面的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一中窄波束双向辐射天线下侧表面的结构示意图；
图3为本实用新型实施例一中窄波束双向辐射天线实物测试的反射系数图；
图4为本实用新型实施例一中窄波束双向辐射天线的3D面辐射方向图仿真；
图5为本实用新型实施例一中窄波束双向辐射天线实物测试的3D面辐射方向图；
图6为本实用新型实施例一中窄波束双向辐射天线实物测试的H面(XOY面)辐射方向图。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。
实施例一
参阅图1～6，一种窄波束双向辐射天线，向相对的两个方向辐射，因而可以用于列车车厢、地铁隧道等狭长环境中。窄波束双向辐射天线包括介质板1、上层辐射部2、上层引向部3、微带线4、功分金属地5、下层辐射部6和下层引向部7；介质板1支撑和安装上层辐射部2、上层引向部3、微带线4、功分金属地5、下层辐射部6和下层引向部7；一般采用FR4等常用的板材。
参阅图1和2，上层辐射部2、上层引向部3和微带线4设置在介质板1的上侧表面上，所述上层辐射部2和上层引向部3均设置两组，每组设置两个，两组所述上层辐射部2设置在介质板1相对的两侧，所述微带线4与各个上层辐射部2电性连接，各所述上层引向部3分别设置在上层辐射部2的外侧。功分金属地5、下层辐射部6和下层引向部7设置在介质板1下侧表面上，所述功分金属地5设置在介质板1中部，所述下层辐射部6和下层引向部7均设置两组，每组设置两个，两组所述下层辐射部6设置在介质板1相对的两侧，所述功分金属地5与下层辐射部6通过微带线电性连接，各所述下层引向部7分别设置在下层辐射部6的外侧。通过介质板上相对两侧设置的上层辐射部2及下层辐射部6，使得该天线具有双向辐射特性，可以向狭长的空间辐射信号或接受狭长空间内的信号，从而该天线可以用于狭长的空间中。设置上层引向部3和下层引向部7，使天线具有双向辐射特性，并且使天线获得更窄的波束宽度和更高的辐射增益。
参阅图1和2，作为进一步的优选方案，所述上层引向部3与下层引向部7电性连接在一起，可以通过金属孔或金属短路针等常用的方式连接在一起，从而使得窄波束双向辐射天线的双向辐射性能更好。本实施例中上层引向部3与下层引向部7通过短路针8电性连接在一起，所述短路针8穿过介质板1的开孔与两侧的中上层引向部3与下层引向部7焊接在一起；采用金属短路针电性连接介质板两侧的上层引向部3与下层引向部7，使得介质板两侧的上层引向部3与下层引向部7连接更容易，方便天线的生产组装，可以提高天线的生产效率，降低天线的生产成本，从而提高天线的市场竞争优势。
参阅图1和2，作为进一步的优选方案，微带线4上连接有馈电探针9，所述馈电探针9一端与微带线4电性连接，所述馈电探针9另一端穿过介质板1至介质板1的下侧表面。介质板1下侧表面的功分金属地5上设置有避让开孔51，所述馈电探针9的一端位于避让开孔51内侧。由此，介质板1两侧的辐射部分馈电都可以在介质板的同一侧，方便本实施例的天线与馈源的连接，可以通过同轴线连接馈源与天线，同轴线的外层与开孔51外侧的功分金属地5连接，同轴线的芯轴与馈电探针9连接；可以将同轴线接头安装在介质板下侧表面上，方便同轴线的连接。
参阅图1和2，作为进一步的优选方案，所述上层辐射部2和下层辐射部6均为折线形结构，从而减小天线尺寸。所述上层引向部3和下层引向部7均为直条形结构，通过简单的条状结构使得天线具有良好的双向辐射特性，同时条状结构简单，容易制作成型，可以提高天线生产效率，减少天线生产的不良品，降低天线生产成本，进一步提高天线的市场竞争优势。
参阅图1和图2，本实施例的天线为微带结构，所述介质板1为聚四氟乙烯板，介电常数为4.4，损耗角正切为0.001，厚度为1mm。短路针和馈电探针直径均为1mm。所述上层辐射部2、上层引向部3、微带线4、功分金属地5、下层辐射部6和下层引向部7均为贴附在介质板1表面的金属箔片，可以通过蚀刻成型。
本实施例中天线的上层辐射部2、上层引向部3、微带线4、功分金属地5、下层辐射部6和下层引向部7具体尺寸参数可以根据实际需要来调节。改变微带线的长度和宽度，可以使得功分线谐振在不同的工作频率。调整上层辐射部和下层辐射部的长度和宽度，可以使天线处于不同的谐振频率。调整上层引向部和下层引向部的长度，以及上层引向部和下层引向部到上层辐射部和下层辐射部的距离，可以使得天线的辐射波束更窄，双向辐射性能更好。
参阅图3～图6，图3为本实施例的窄波束双向辐射天线工作在1790MHz～1935MHz的反射系数实物测试结果。可以看出，在1790MHz～1935MH内，反射系数均低于-7dB。图4为本实施例的窄波束双向辐射天线工作在1790MHz～1935MHz的3D面辐射方向图软件仿真结果，可以看出，在1870MHz时，Y轴正方向和Y轴负方向的辐射增益为7.5dBi，在Z轴正负方向存在辐射，但是辐射增益仅为-3.5dBi，远小于Y轴正负方向的辐射强度，因此该天线有两个主辐射方向，分别是方向b(Y轴正方向)和a(Y轴负方向)，天线具有双向辐射特性。图5为本实施例的窄波束双向辐射天线工作在1790MHz～1935MHz的3D面辐射方向图实物测试结果，可以看出，在1870MHz该天线的主辐射方向为Y轴正负方向，最大辐射增益为7.5dBi。图6为本实施例的窄波束双向辐射天线工作在1790MHz～1935MHz窄波束双向辐射天线的H面(XOY面)辐射方向图实物测试结果，可以看出，在1870MHz频点，该天线的半功率波瓣宽度为37度，具有较窄的辐射波束和明显的双向辐射特性。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种窄波束双向辐射天线，其特征在于：包括介质板(1)、上层辐射部(2)、上层引向部(3)、微带线(4)、功分金属地(5)、下层辐射部(6)和下层引向部(7)；
所述上层辐射部(2)、上层引向部(3)和微带线(4)设置在介质板(1)的上侧表面上，所述上层辐射部(2)和上层引向部(3)均设置两组，两组所述上层辐射部(2)设置在介质板(1)相对的两侧，所述微带线(4)与各个上层辐射部(2)电性连接，各所述上层引向部(3)分别设置在上层辐射部(2)的外侧；
所述功分金属地(5)、下层辐射部(6)和下层引向部(7)设置在介质板(1)下侧表面上，所述功分金属地(5)设置在介质板(1)中部，所述下层辐射部(6)和下层引向部(7)均设置两组，两组所述下层辐射部(6)设置在介质板(1)相对的两侧，所述功分金属地(5)与下层辐射部(6)电性连接，各所述下层引向部(7)分别设置在下层辐射部(6)的外侧。
2.根据权利要求1所述的窄波束双向辐射天线，其特征在于：所述上层引向部(3)与下层引向部(7)电性连接在一起。
3.根据权利要求2所述的窄波束双向辐射天线，其特征在于：所述上层引向部(3)与下层引向部(7)通过短路针(8)电性连接在一起，所述短路针(8)穿过介质板(1)。
4.根据权利要求1所述的窄波束双向辐射天线，其特征在于：所述微带线(4)上连接有馈电探针(9)，所述馈电探针(9)一端与微带线(4)电性连接，所述馈电探针(9)另一端穿过介质板(1)。
5.根据权利要求4所述的窄波束双向辐射天线，其特征在于：所述功分金属地(5)上设置有避让开孔(51)，所述馈电探针(9)的一端位于避让开孔(51)内侧。
6.根据权利要求1～5任一项所述的窄波束双向辐射天线，其特征在于：所述上层辐射部(2)和下层辐射部(6)均为折线形结构。
7.根据权利要求6所述的窄波束双向辐射天线，其特征在于：所述上层引向部(3)和下层引向部(7)均为直条形结构。
8.根据权利要求7所述的窄波束双向辐射天线，其特征在于：所述介质板(1)为聚四氟乙烯板，所述上层辐射部(2)、上层引向部(3)、微带线(4)、功分金属地(5)、下层辐射部(6)和下层引向部(7)均为贴附在介质板(1)表面的金属箔片。
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