CN215816390U - 一种双频3dBi外置天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双频3dBi外置天线,包括天线体，天线体的底部铰接有天线固定座；天线体包括设置在外侧的天线外壳，以及固定安装在天线外壳内部并电性连接的PCB电路板和弹簧辐射体，线缆贯穿所述的天线固定座与安装在天线外壳内部的PCB电路板电性连接；天线外壳包括设置在顶部的杆套，杆套为内部呈空心状的剑鞘结构；PCB电路板和辐射体通过固定元件将其固定在天线外壳的内部；辐射体采用的是导电性能好的金属材料制成的弹簧辐射体；线缆包括内导体，绝缘层，外导体和外护套；内导体，绝缘层，外导体和外护套从内向外依次设置。本实用新型通过PCB电路板与弹簧辐射体的结合形成天线体，可以更精确的控制2.4 GHz和5GHz的频段电长度和频段方向图。

Description

一种双频3dBi外置天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种双频3dBi外置天线。

背景技术

目前，天线是一种在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换，天线广泛应用于无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统。对于终端设备上的天线，一般有内置天线、外置天线，其中内置天线体积小，信号强度差，而外置天线体积大，信号强度好。

但是，外置型WIFI天线的重要指标，包括天线端口匹配、电压驻波比 (VSWR)、天线效率、增益和方向性等。传统的单频WIFI天线设计，比较容易满足以上指标要求；而双频WIFI天线的双频特性增加了设计难度。很多厂商设计的双频WIFI天线，较容易满足天线端口匹配、电压驻波比(VSWR)、天线效率等指标要求，但增益和方向性要求则不能很好兼顾。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种双频3dBi外置天线；能有效的解决上述技术问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种双频3dBi外置天线,包括天线体，天线体的底部铰接有天线固定座；所述的天线体包括设置在外侧的天线外壳，以及固定安装在天线外壳内部并电性连接的PCB电路板和弹簧辐射体，线缆贯穿所述的天线固定座与安装在天线外壳内部的PCB电路板电性连接；所述的天线外壳包括设置在顶部的杆套，杆套为内部呈空心状的剑鞘结构；所述的PCB电路板和辐射体通过固定元件将其固定在天线外壳的内部；所述的辐射体采用的是导电性能好的金属材料制成的弹簧辐射体；所述的线缆包括内导体，绝缘层，外导体和外护套；所述的内导体，绝缘层，外导体和外护套从内向外依次设置。

进一步的，所述的PCB电路板包括介质基板、接地面和辐射体；接地面和辐射体印刷在介质基板上。

进一步的，所述的PCB电路板，在其辐射体的一面上，PCB电路板中上部设置有与弹簧辐射体连接的焊接点，其中下部设置有分别与线缆的内导体和外导体焊接的两个焊接点。

进一步的，所述的弹簧辐射体采用金属杆制成，包括从下至上依次设置的第一直线结构、第一螺旋结构、第二直线结构、第二螺旋结构和第三直线结构，所述的第一直线结构、第一螺旋结构、第二直线结构、第二螺旋结构和第三直线结构一体成型。

进一步的，所述第一直线结构的长度为25-30mm，底部与PCB电路板焊接连接，使得弹簧辐射体与PCB电路板进行信号传输；所述的第一螺旋结构设置有2圈，设置在距离PCB电路板20-25mm的位置处；所述的第二直线结构设置在第一螺旋结构与第二螺旋结构之间，其长度为15-25mm；所述的第二螺旋结构设置有2圈，设置在距离PCB电路板40-45mm的位置处；所述的第三直线结构设置在第二螺旋结构的上侧，延伸至天线体的顶部。

进一步的，所述的固定元件包括固定在PCB电路板上，通过粘胶将其固定在下杆套内壁上的泡棉背胶；以及将弹簧辐射体固定于杆套11内部的泡棉。

进一步的，所述的泡棉为环状结构，其内径小于制作弹簧辐射体的金属杆的外径，所述的泡棉套设在弹簧辐射体的中上部，泡棉的外侧通过与杆套的内壁紧密贴合进行固定。

进一步的，所述的杆套与天线固定座之间可活动的角度为90度。所述杆套的底部设置有用于天线固定座换位的开槽。

进一步的，所述的天线固定座与杆套的内部连通；所述的天线固定座上设置有与成品设备上安装孔相对应的卡槽和接口。

有益效果

本实用新型提出的一种双频3dBi外置天线，与传统的现有技术相比较，其具有以下有益效果：

（1）本技术方案通过PCB电路板与弹簧辐射体的结合形成天线体，使得天线的增益变大，扩大天线的辐射距离。使用PCB电路板结构替代传统天线的铜管结构，PCB电路板加工精度高，尤其是当天线性能对某些结构件尺寸、距离非常敏感时，使用PCB电路板能精确控制相关尺寸并保证一致性。弹簧辐射体通过调整第一螺旋结构和第二螺旋结构距离PCB电路板的距离，控制2.4 GHz和5GHz的频段电长度，再通过调整第一螺旋结构的圈数，控制5GHz频段方向图，通过调整第二螺旋结构的圈数，控制2.4Ghz频段方向图。

（2）本技术方案通过采用剑鞘状的外壳，当天线安装在户外时，其风阻更小，使得天线的抗风性更强。可适用于高处或有风的海边城市。扩大了天线的使用环境。且杆套采用ABS材料制成，使得杆套的硬度较大，抗压性较强，适用于外置环境。

（3）本技术方案中通过固定元件的设置，可有效的将弹簧辐射体和PCB电路板固定在杆套内，使其不受外力晃动；增加天线的抗震和抗压能力，增加天线的稳定性和使用效果。

（4）本技术方案中线缆的绝缘层和外护套采用聚全氟乙丙烯材料制成，使得线缆具有较好的抗弯折性，使得线缆在天线外壳中被弯折时依然能保持其良好的性能，不会出现破裂或裂纹。同时，还使得线缆的工作温度范围更宽广，能达到-55℃至+200℃。使得本天线可以在更多的环境下使用。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的整体结构示意图。

图3是本实用新型的透视图。

图4是本实用新型中PCB电路板的连接示意图。

图5是本实用新型中连接器的端口平面示意图。

图6是本实用新型中线缆的整体结构示意图。

图7是本实用新型中天线在各个频率的水平面方向图。

附图中的标号：1-天线体、11-杆套、111-上杆套、112-下杆套、113-上杆套与下杆套的衔接处、12-线缆、121-内导体、122-绝缘层、123-外导体、124-外护套、13-辐射体、131-第一直线结构、132-第一螺旋结构、133-第二直线结构、134-第二螺旋结构、135-第三直线结构、14-PCB电路板、141-焊接点、2-天线固定座、21-卡槽、22-接口、3-铆钉、4-泡棉背胶、5-泡棉、6-连接器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-6所示，一种双频3dBi外置天线,包括天线体1，天线体1的底部铰接有天线固定座2。所述的天线体1包括设置在外侧的天线外壳，天线外壳包括设置在顶部的杆套11，杆套11为内部呈空心状的剑鞘结构。

所述的杆套11分为上杆套111和下杆套112，上杆套111和下杆套112的衔接处通过卡扣或紧固件可拆卸固定连接。在本实施例中，所述的上杆套111和下杆套112的衔接处通过紧固件固定连接，所述的杆套11采用ABS材料制成，使得杆套11的硬度较大，抗压性较强，适用于外置环境。

所述剑鞘状的天线外壳，当天线安装在户外时，其风阻更小，使得天线的抗风性更强。扩大了天线的使用环境。

所述的天线体1还包括固定安装在天线外壳内部的线缆12、PCB电路板14和辐射体13，所述的线缆12、PCB电路板14和辐射体13依次电性连接；并通过固定元件将线缆12、PCB电路板14和辐射体13安装在天线外壳的内壁上。

所述的线缆12包括内导体121，绝缘层122，外导体123和外护套124；所述的内导体121，绝缘层122，外导体123和外护套124从内向外依次设置。

所述的内导体121采用的是单根金属导线，是有7根外径为0.102mm的镀锡铜线绞合而成的，绞合后得到的单根金属导体的外径为0.306mm。位于单根金属导线的外侧包覆有绝缘层122，所述的绝缘层122采用的是聚全氟乙丙烯材料制成的，绝缘层122的颜色为透明状。

在绝缘层122的外侧包裹有外导体123，所述外导体123采用的是金属编织层，所述金属编织层的金属导体采用的是5根外径为0.05的镀锡铜线进行编织的，所述的金属编织层采用的是多根金属导体进行编织得到的，编织的密度大于等于90%。

所述外导体123的外侧套设有外护套124，所述外护套124采用的是聚全氟乙丙烯材料制成的，外护套的颜色为灰色，其外径为1mm至1.2mm。

所述线缆12的绝缘层122和外护套124采用聚全氟乙丙烯材料制成，使得线缆具有较好的抗弯折性，使得线缆在天线外壳中被弯折时依然能保持其良好的性能，不会出现破裂或裂纹。同时，还使得线缆的工作温度范围更宽广，能达到-55℃至+200℃。使得本天线可以在更多的环境下使用。

所述线缆12的底部设置有与成品设备连接的连接器6，所述的连接器6采用磷青铜镀金材料制成。

所述的PCB电路板14包括介质基板、接地面和辐射体。所述接地面和辐射体印刷在介质基板上。本实施例中的PCB电路板14是直接与合作厂商进行订购的成品进行使用的，属于常规的现有技术此处不做重复的阐述。（申请人直接将本技术方中的PCB板需要达到的技术要求告知对方，由对方直接设置生产提供申请人的，本技术方案并未对PCB电路板中的电路和结构做有效的改进。）

使用PCB电路板14结构替代传统天线的铜管结构，PCB电路板14加工精度高，尤其是当天线性能对某些结构件尺寸、距离非常敏感时，使用PCB电路板14能精确控制相关尺寸并保证一致性。

所述的辐射体13采用的是导电性能好的金属材料制成的弹簧辐射体，弹簧辐射体采用金属杆制成。金属杆结构有很高的加工精度，可以保证量产一致性，大幅减小天线尺寸。在本实施例中，所述的弹簧辐射体是采用外径为0.8mm的黄铜材料制成，弹簧辐射体的总长度为80至90mm。

弹簧辐射体13包括从下至上依次设置的第一直线结构131、第一螺旋结构132、第二直线结构133、第二螺旋结构134和第三直线结构135，所述的第一直线结构131、第一螺旋结构132、第二直线结构133、第二螺旋结构134和第三直线结构135一体成型。

所述第一直线结构131的长度为25-30mm，底部与PCB电路板14焊接连接，使得弹簧辐射体13与PCB电路板14进行信号传输；所述的第一螺旋结构132设置有2圈，设置在距离PCB电路板14的20-25mm的位置处；所述的第二直线结构133设置在第一螺旋结构132与第二螺旋结构134之间，其长度为15-25mm；所述的第二螺旋结构134设置有2圈，设置在距离PCB电路板14的40-45mm的位置处；所述的第三直线结构135设置在第二螺旋结构134的上侧，延伸至天线体的顶部。

弹簧辐射体13可以增加天线的增益，扩大天线的辐射距离。在本实施例中，弹簧辐射体13通过调整第一螺旋结构132和第二螺旋结构134距离PCB电路板14的距离，控制2.4GHz和5GHz的频段电长度，再通过调整第一螺旋结构132的圈数，控制5GHz频段方向图，通过调整第二螺旋结构134的圈数，控制2.4Ghz频段方向图。

所述的PCB电路板14上，在辐射体的一面上，距离PCB电路板14顶部的5-8mm的位置处设置有与弹簧辐射体13连接的焊接点，其中部或下部设置有分别与线缆12的内导体121和外导体123焊接的两个焊接点。与内导体121焊接的点设置在与外导体123焊接的点的上侧。

将线缆12焊接在PCB电路板14上时，将线缆12顶部的外护套124、金属编织层123和绝缘层122剥离，使得线缆12的内导体121裸露在空气中；再将线缆12与外导体焊接点相对应位置处的外护套124剥离，使得线缆12的外导体层123裸露在空气中；再将线缆12的内导体121通过焊锡丝将内导体121焊接在PCB电路板14的内导体焊接点上；将线缆12的外导体123通过焊锡丝将外导体123焊接在PCB电路板14的外导体焊接点上；使得线缆12与PCB电路板14连接，可进行信号的传输。

所述弹簧辐射体13中第一直线结构131的底部通过焊锡丝将其焊接在PCB电路板14的弹簧辐射体13焊接点上，使得弹簧辐射体13与PCB电路板14进行信号传输。

所述的固定元件包括固定在PCB电路板14上将其固定在下杆套112内壁上的泡棉背胶4；以及将弹簧辐射体13固定于上杆套111内部的泡棉5，所述的泡棉5为环状结构，其内径小于黄铜材料的外径，所述的泡棉5套设在弹簧辐射体13的中上部，泡棉5的外侧通过与杆套11的内壁紧密贴合进行固定；将弹簧辐射体13的中上部固定在杆套11的内部不可晃动。

由于泡棉5和泡棉背胶4具有一定的变形能力，因此，当将辐射体13和PCB电路板14往杆套11内安装时，泡棉5和泡棉背胶4在受力的情况下会变形，向内部收缩，当泡棉5和泡棉背胶4安装到位置停止对其施加压力时，泡棉5和泡棉背胶4则会因其自身的回弹力，将其填充满整个套杆11，使得泡棉5和泡棉背胶4的外壁与杆套11的内壁紧密贴合。可有效的将辐射体13和PCB电路板14固定在杆套11内，使其不受外力晃动；增加天线的抗震和抗压能力，增加天线的稳定性和使用效果。

杆套11的底部铰接有天线固定座2，所述的杆套11与天线固定座2之间可活动的角度为90度。所述杆套11的底部设置有用于天线固定座2换位的开槽113，所述开槽113两侧的侧壁上设置有贯穿孔一，所述天线固定座2的顶部，设置有与贯穿孔一相对应的贯穿孔二，在安装杆套11和天线固定座2时，将天线固定座2的顶部插入杆套11底部的内侧，再将贯穿孔一和贯穿孔二的位置对应好之后插入铆钉3对其进行限位安装为一个整体。所述的天线固定座在铆钉3上可以绕铆钉3往杆套11有开槽113的一侧转动。

所述的天线固定座2与杆套11的内部连通；所述的天线固定座2上设置有与成品设备上安装孔相对应的卡槽21和接口22，便于天线固定座2安装在成品设备上。成品设备可以是路由器、外用的摄像头、信号发射装置、控制器等其他需要发送信号的电子产品。

Claims (9)

1.一种双频3dBi外置天线,包括天线体（1），天线体（1）的底部铰接有天线固定座（2）；其特征在于：所述的天线体（1）包括设置在外侧的天线外壳，以及固定安装在天线外壳内部并电性连接的PCB电路板（14）和弹簧辐射体（13），线缆（12）贯穿所述的天线固定座（2）与安装在天线外壳内部的PCB电路板（14）电性连接；所述的天线外壳包括设置在顶部的杆套（11），杆套（11）为内部呈空心状的剑鞘结构；所述的PCB电路板（14）和辐射体（13）通过固定元件将其固定在天线外壳的内部；所述的辐射体（13）采用的是导电性能好的金属材料制成的弹簧辐射体（13）；所述的线缆（12）包括内导体（121），绝缘层（122），外导体（123）和外护套（124）；所述的内导体（121），绝缘层（122），外导体（123）和外护套（124）从内向外依次设置。

2.根据权利要求1所述的一种双频3dBi外置天线，其特征在于：所述的PCB电路板（14）包括介质基板、接地面和辐射体；接地面和辐射体印刷在介质基板上。

3.根据权利要求2所述的一种双频3dBi外置天线，其特征在于：所述的PCB电路板（14），在其辐射体（13）的一面上，PCB电路板（14）中上部设置有与弹簧辐射体（13）连接的焊接点，其中下部设置有分别与线缆（12）的内导体（121）和外导体（123）焊接的两个焊接点。

4.根据权利要求1所述的一种双频3dBi外置天线，其特征在于：所述的弹簧辐射体（13）采用金属杆制成，包括从下至上依次设置的第一直线结构（131）、第一螺旋结构（132）、第二直线结构（133）、第二螺旋结构（134）和第三直线结构（135），所述的第一直线结构（131）、第一螺旋结构（132）、第二直线结构（133）、第二螺旋结构（134）和第三直线结构（135）一体成型。

5.根据权利要求4所述的一种双频3dBi外置天线，其特征在于：所述第一直线结构（131）的长度为25-30mm，底部与PCB电路板（14）焊接连接，使得弹簧辐射体（13）与PCB电路板（14）进行信号传输；所述的第一螺旋结构（132）设置有2圈，设置在距离PCB电路板（14）20-25mm的位置处；所述的第二直线结构（133）设置在第一螺旋结构（132）与第二螺旋结构（134）之间，其长度为15-25mm；所述的第二螺旋结构（134）设置有2圈，设置在距离PCB电路板（14）40-45mm的位置处；所述的第三直线结构（135）设置在第二螺旋结构（134）的上侧，延伸至天线体（1）的顶部。

6.根据权利要求1所述的一种双频3dBi外置天线，其特征在于：所述的固定元件包括固定在PCB电路板（14）上，通过粘胶将其固定在下杆套（112）内壁上的泡棉背胶（4）；以及将弹簧辐射体（13）固定于杆套（11）内部的泡棉（5）。

7.根据权利要求6所述的一种双频3dBi外置天线，其特征在于：所述的泡棉（5）为环状结构，其内径小于制作弹簧辐射体（13）的金属杆的外径，所述的泡棉（5）套设在弹簧辐射体（13）的中上部，泡棉（5）的外侧通过与杆套（11）的内壁紧密贴合进行固定。

8.根据权利要求1所述的一种双频3dBi外置天线，其特征在于：所述的杆套（11）与天线固定座（2）之间可活动的角度为90度；所述杆套（11）的底部设置有用于天线固定座（2）换位的开槽（113）。

9.根据权利要求1所述的一种双频3dBi外置天线，其特征在于：所述的天线固定座（2）与杆套（11）的内部连通；所述的天线固定座（2）上设置有与成品设备上安装孔相对应的卡槽（21）和接口（22），便于天线固定座安装在成品设备上。

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