CN215579016U - 一种平面全向宽带高增益天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平面全向宽带高增益天线，包括天线辐射单元和天线馈电单元，天线辐射单元设置有两个，两个天线辐射单元分别与天线馈电单元相连，天线馈电单元的内侧连接有贴片电阻，两个天线辐射单元、天线馈电单元和贴片电阻的下部共同连接有介质基板，介质基板的下部连接有接地单元，接地单元包括弧形部和外凸部，弧形部与外凸部为一体结构，弧形部和外凸部分别连接于介质基板的下部，弧形部和外凸部的共同宽度小于介质基板的宽度。本实用新型，弧形部和外凸部的共同宽度小于介质基板的宽度，使得接地单元由类似碗底结构构成一种缺陷地结构，该结构有利于改进天线在水平方向的不圆度、增益以及阻抗带宽。

Description

一种平面全向宽带高增益天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种平面全向宽带高增益天线。

背景技术

在现代无线通信技快速发展的今天，人们对于未知宇宙世界认知的扩展和生活水平质量的提高都要求电磁技术有更快的发展。天线可以将空气中的电磁波和导体馈线上的电流进行转换，在现代无线通讯系统中起着至关重要的作用。并且随着天线制作工艺的提升，新材料的研究和设计技术的创新和发展，也要求天线的性能能够得到进更大的提升。于此同时，现代无线通讯系统和雷达系统中，会需要天线在各种复杂的地形环境和恶劣天气下工作，这对于采用以前技术的天线来说是一种很大的考验，会严重影响通信质量，所以需要电磁技术和天线设计技术的创新来适应时代的需要。近些年来，天线的设计技术和方案有了很大的创新和提升，如智能天线系统，宽频多频天线技术，高增益全向天线等技术高速发展。

根据天线的辐射方向图我们可以将天线分为两类：全向天线和定向天线。全向天线因为其在360°辐射的全方向辐射特，在组建无线通讯网络，数据通信传输，广播等方面有着非常重要的应用。在现代通讯系统中，随着通信和雷达，广播系统的信道容量，通信质量和服务业务的不断提高，对于所使用的水平全向天线的性能要求也随之提升；因为现代通信系统中需要天线在复杂的环境下工作，电波在空中进行传播时将受到各个方面的影响的衰弱，其信道也受到恶劣天气，复杂地形、空气湿度等环境因素的影响。因此，现在采取了高增益全向天线来改善通讯质量是个节省成本且可行的方法。在个人通讯领域，车载台，基站台和终端通讯中水平全向天线得到了广泛的应用。在军事领域，水平全向天线在雷达、敌我识别等领域中也有着广阔的应用。虽然雷达现在常用的相控阵天线各方面性能都优于全向天线，但是全向天线也有其突出的优点：结构相对简单，制造成本低。这也是相比军事中常用的机械扫描天线和相控阵天线所不具备的优势。但是如何在保持其辐射全向性的同时提高天线的增益是一个需要解决的问题，所以研究设计高增益全向天线有非要重要的意义和广阔的发展前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种平面全向宽带高增益天线，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种平面全向宽带高增益天线，包括天线辐射单元和天线馈电单元，所述天线辐射单元设置有两个，两个所述天线辐射单元分别与所述天线馈电单元相连，所述天线馈电单元的内侧连接有贴片电阻，两个所述天线辐射单元、所述天线馈电单元和所述贴片电阻的下部共同连接有介质基板，所述介质基板的下部连接有接地单元，所述接地单元包括弧形部和外凸部，所述弧形部与所述外凸部为一体结构，所述弧形部和所述外凸部分别连接于所述介质基板的下部，所述弧形部和所述外凸部的共同宽度小于所述介质基板的宽度。

在本实用新型的一种实施例中，两个所述天线辐射单元分别呈圆形设置，所述天线辐射单元的半径为3mm。

在本实用新型的一种实施例中，所述天线馈电单元包括U型部和矩形部，所述U型部连接于所述矩形部的侧部，所述贴片电阻连接于所述U型部的内侧，两个所述天线辐射单元分别连接于所述U型部的侧部。

在本实用新型的一种实施例中，所述矩形部的长度为13mm，所述矩形部的宽度1mm。

在本实用新型的一种实施例中，所述贴片电阻的长度为9mm，所述贴片电阻的宽度为1mm。

在本实用新型的一种实施例中，所述介质基板的整体尺寸为30mm×30mm×1mm。

在本实用新型的一种实施例中，所述外凸部的长度为8mm，所述外凸部的宽度为2mm。

在本实用新型的一种实施例中，所述外凸部与所述弧形部的共同宽度为14mm。

综上所述，由于采用了上述技术，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中，弧形部和外凸部的共同宽度小于介质基板的宽度，使得接地单元由类似碗底结构构成一种缺陷地结构，该结构有利于改进天线在水平方向的不圆度、增益以及阻抗带宽；该缺陷结构不会对电磁场对地方向的辐射产生屏蔽作用因而可以改善其在水平方向的辐射不圆度和增益平坦度，且通过调整缺陷地结构的形状和大小，还可以改善天线的输入阻抗进而可以改善其阻抗带宽。

附图说明

图1为本实用新型的俯视示意图；

图2为本实用新型的仰视示意图；

图3为本实用新型的侧视示意图；

图4为本实用新型的天线电压驻波比图示意图；

图5为本实用新型的5.4GHz天线增益方向图；

图6为本实用新型的5.35GHz天线增益方向图；

图7为本实用新型的5.45GHz天线增益方向图。

图中：1、天线辐射单元；2、天线馈电单元；21、U型部；22、矩形部；3、贴片电阻；4、介质基板；5、接地单元；51、弧形部；52、外凸部。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-图7，本实用新型提供了一种平面全向宽带高增益天线，包括天线辐射单元1和天线馈电单元2，天线辐射单元1设置有两个，具体设置时，两个天线辐射单元1分别呈圆形设置，天线辐射单元1的半径为3mm，两个天线辐射单元1可由导电金属制成；两个天线辐射单元1分别与天线馈电单元2相连，天线馈电单元2的内侧连接有贴片电阻3，两个天线辐射单元1、天线馈电单元2和贴片电阻3的下部共同连接有介质基板4，具体设置时，介质基板4的整体尺寸为30mm×30mm×1mm；介质基板4的下部连接有接地单元5，接地单元5包括弧形部51和外凸部52，弧形部51与外凸部52为一体结构，弧形部51和外凸部52分别连接于介质基板4的下部，弧形部51和外凸部52的共同宽度小于介质基板4的宽度，具体设置时，外凸部52的长度为8mm，外凸部52的宽度为2mm；外凸部52与弧形部51的共同宽度为14mm。

在本实施例中，天线馈电单元2包括U型部21和矩形部22，U型部21连接于矩形部22的侧部，贴片电阻3连接于U型部21的内侧，具体设置时，贴片电阻3的长度为9mm，贴片电阻3的宽度为1mm；两个天线辐射单元1分别连接于U型部21的侧部，具体设置时，矩形部22的长度为13mm，矩形部22的宽度1mm，U型部21和矩形部22分别由金属制备而成。

经试验验证，请参阅附图4，天线电压驻波比图，可得工作频率：4.6—6.8GHz带宽：2.2GHz；

请参阅附图5，在5.4GHz天线增益方向图，由图可得不圆度：1.44dB，增益2.7dB；

请参阅附图6，在5.35GHz天线增益方向图，由图可得不圆度：1.41dB，增益2.7dB；

请参阅附图7，5.45GHz天线增益方向图，由图可得不圆度：1.37dB，增益2.6dB。

综上所述，相比传统贴片天线，缺陷地的引入提升了天线的阻抗带宽和增益，改善了天线在水平方向的不圆度。

结构原理：弧形部51和外凸部52的共同宽度小于介质基板的宽度，使得接地单元5由类似碗底结构构成一种缺陷地结构，该结构有利于改进天线在水平方向的不圆度、增益以及阻抗带宽；该缺陷结构不会对电磁场对地方向的辐射产生屏蔽作用因而可以改善其在水平方向的辐射不圆度和增益平坦度，且通过调整缺陷地结构的形状和大小，还可以改善天线的输入阻抗进而可以改善其阻抗带宽。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (8)

1.一种平面全向宽带高增益天线，包括天线辐射单元(1)和天线馈电单元(2)，其特征在于，所述天线辐射单元(1)设置有两个，两个所述天线辐射单元(1)分别与所述天线馈电单元(2)相连，所述天线馈电单元(2)的内侧连接有贴片电阻(3)，两个所述天线辐射单元(1)、所述天线馈电单元(2)和所述贴片电阻(3)的下部共同连接有介质基板(4)，所述介质基板(4)的下部连接有接地单元(5)，所述接地单元(5)包括弧形部(51)和外凸部(52)，所述弧形部(51)与所述外凸部(52)为一体结构，所述弧形部(51)和所述外凸部(52)分别连接于所述介质基板(4)的下部，所述弧形部(51)和所述外凸部(52)的共同宽度小于所述介质基板(4)的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种平面全向宽带高增益天线，其特征在于：两个所述天线辐射单元(1)分别呈圆形设置，所述天线辐射单元(1)的半径为3mm。

3.根据权利要求1所述的一种平面全向宽带高增益天线，其特征在于：所述天线馈电单元(2)包括U型部(21)和矩形部(22)，所述U型部(21)连接于所述矩形部(22)的侧部，所述贴片电阻(3)连接于所述U型部(21)的内侧，两个所述天线辐射单元(1)分别连接于所述U型部(21)的侧部。

4.根据权利要求3所述的一种平面全向宽带高增益天线，其特征在于：所述矩形部(22)的长度为13mm，所述矩形部(22)的宽度1mm。

5.根据权利要求1所述的一种平面全向宽带高增益天线，其特征在于：所述贴片电阻(3)的长度为9mm，所述贴片电阻(3)的宽度为1mm。

6.根据权利要求1所述的一种平面全向宽带高增益天线，其特征在于：所述介质基板(4)的整体尺寸为30mm×30mm×1mm。

7.根据权利要求1所述的一种平面全向宽带高增益天线，其特征在于：所述外凸部(52)的长度为8mm，所述外凸部(52)的宽度为2mm。

8.根据权利要求1所述的一种平面全向宽带高增益天线，其特征在于：所述外凸部(52)与所述弧形部(51)的共同宽度为14mm。

Images