CN220510245U - 一种适用于多频段的小型全向天线 - Google Patents
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Abstract
一种适用于多频段的小型全向天线，包括有介质基板，还包括有辐射主体、接地板、两个第一耦合贴片和两个第二耦合贴片，其中，所述辐射主体与两个第一耦合贴片布置于介质基板的一个表面，所述接地板和两个第二耦合贴片布置于介质基板的另一个表面；所述辐射主体包括有由依次电连接的窄传输线、第一宽带部、圆形部和第二宽带部组成，其中，所述圆形部设有圆形槽；通过两个第二耦合贴片和两个第一耦合贴片，在不增大天线体积的前提下，有效增加了天线的电长度，实现高增益性能，并且，使得天线的整体阻抗匹配得到改善，使得天线覆盖更宽的频段。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线的技术领域，尤其是涉及一种适用于多频段的小型全向天线。
背景技术
随着无线通信系统的发展，各种移动终端设备越来越普及，其中全向天线在无线通信系统中得到较为广泛的应用。全向天线的性能直接决定了通信系统的质量，终端设备的增多导致所需传输信息量的增加，因此需要宽带全向天线满足来满足需求。同时，由于全向天线应用场景趋于复杂化，需要高增益和低不圆度的全向天线来延长传输距离以及增加覆盖范围。
目前，大部分全向天线只考虑到满足单一的频段，无法同时满足多个频段的需求，例如，同时满足2G/3G/LTE频段。另外，现有的全向天线还存在有增益较低的问题，这不利于天线应对日益复杂的应用环境。因此，设计一个同时满足多频宽带、高增益和低不圆度的全向天线是很有必要的。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种适用于多频段的小型全向天线，实现覆盖0.6-0.96GHz和1.7-2.7GHz的2G/3G/LTE频段，并满足高增益性能和低不圆度性能。
为实现上述目的，本实用新型提供的方案为一种适用于多频段的小型全向天线，包括有介质基板，还包括有辐射主体、接地板、两个第一耦合贴片和两个第二耦合贴片，其中，所述辐射主体与两个第一耦合贴片布置于介质基板的一个表面，所述接地板和两个第二耦合贴片布置于介质基板的另一个表面；所述辐射主体包括有由依次电连接的窄传输线、第一宽带部、圆形部和第二宽带部组成，其中，所述圆形部设有圆形槽；两个所述第一耦合贴片对称布置于第二宽带部的两侧，两个所述第二耦合贴片相互对称，并且，两个所述第一耦合贴片分别与两个第二耦合贴片相平行。
进一步，所述圆形部的直径大于第一宽带部的宽度，所述第一宽带部的宽度大于窄传输线的宽度。
进一步，所述第一宽带部与第二宽带部的宽度相等。
进一步，两个所述第一耦合贴片和两个第二耦合贴片呈矩形状。
进一步，所述接地板设有间隙，间隙与窄传输线中心对齐。
进一步，所述接地板设于介质基板的头端。
进一步，所述窄传输线设于介质基板的头端。
进一步，所述第二宽带部延伸至介质基板的尾端。
进一步，两个所述第一耦合贴片和两个第二耦合贴片均设于介质基板的尾端。
本实用新型的有益效果为：通过两个第二耦合贴片和两个第一耦合贴片，在不增大天线体积的前提下，有效增加了天线的电长度，实现高增益性能，并且，使得天线的整体阻抗匹配得到改善，使得天线覆盖更宽的频段。
通过窄传输线、第一宽带部和圆形部，以及，通过令圆形部设有圆形槽，并且，通过令圆形部的直径大于第一宽带部的宽度，第一宽带部的宽度大于窄传输线的宽度，实现全向天线的阻抗匹配，实现较宽的频段覆盖。
另外，本实用新型的全向天线还实现了天线全向辐射的低不圆度性能。
附图说明
图1为介质基板的一个表面的示意图。
图2为介质基板的另一个表面的示意图。
图3为全向天线与对比天线的S参数对比图。
图4为全向天线与对比天线的增益的对比图。
图5为全向天线分别在0.9GHz、2GHz和2.6GHz下的辐射方向图。
其中，1-介质基板，21-窄传输线，22-第一宽带部，23-圆形部，24-第二宽带部，25-圆形槽，3-第一耦合贴片，4-接地板，41-间隙，5-第二耦合贴片。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面参照附图对本实用新型进行更全面地描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解得更加透彻全面。
参照图1或图2，在本实施例中，一种适用于多频段的小型全向天线，包括有介质基板1、辐射主体、接地板4、两个第一耦合贴片3和两个第二耦合贴片5，其中，介质基板1采用板厚1mm，介电常数为4.4的FR4基板。第一耦合贴片3和两个第二耦合贴片5采用矩形状的铜片。通过本实施例的全向天线实现覆盖0.6-0.96GHz和1.7-2.7GHz的2G/3G/LTE频段。
参照图1，在本实施例中，辐射主体和两个第一耦合贴片3设于介质基板1的一个表面，窄传输线21布置于介质基板1的头端，并且，窄传输线21与辐射本体电连接。辐射主体由依次电连接的窄传输线21、第一宽带部22、圆形部23和第二宽带部24组成。圆形部23的直径大于第一宽带部22的宽度，第一宽带部22的宽度大于窄传输线21的宽度，并且，圆形部23预设有圆形槽25，使得圆形部呈环状。在全向天线工作时，由窄传输线21馈电，并通过窄传输线21、第一宽带部22和圆形部23实现全向天线的阻抗匹配，实现较宽的频段覆盖。在本实施例中，第二宽带部24延伸至介质基板1的尾端，其中，两个第一耦合贴片3呈对称布置于第二宽带部24的两侧，以令两个第一耦合贴片3能与第一宽带部22相耦合。
参照图2，在本实施例中，接地板4和两个第二耦合贴片5设于介质基板1的另一个表面，其中，接地板4布置于介质基板1的头端，并且，接地板4设有间隙41，间隙41与窄传输线21中心对齐。本实施例全向天线采用本领域常用的同轴馈电方式，其中，接地板4与辐射主体之间通过金属探针馈电（图中未画出），由金属探针贯穿辐射主体、介质基板1和接地板4。两个第二耦合贴片5布置于介质基板1的尾端，其中，两个第二耦合贴片5分别与两个第一耦合贴片3相互平行且相互对齐，令两个第二耦合贴片5能分别与两个第一耦合贴片3耦合。
在本实施例中，在天线工作时，由窄传输线21馈入电流，然后，电流分两路传输，一路经金属探针传至接地板4，同时，在另一路依次传至第一宽带部22、圆形部23和第二宽带部24，然后，两个第一耦合贴片3与第二宽带部24耦合以产生第一耦合电流，以通过第一耦合贴片3延长天线的电长度，并且，两个第二耦合贴片5分别与两个第一耦合贴片3耦合以产生第二耦合电流，以通过第二耦合贴片5进一步延长天线的电长度。通过两个第二耦合贴片5和两个第一耦合贴片3，在不增大天线体积的前提下，有效增加了天线的电长度，实现高增益性能，相对于其他全向天线普遍低于2dBi的增益，本实施例的全向天线能够在2G/3G/LTE频段宽带宽内实现4dBi左右的稳定增益，使得全向天线具有更加远的传输距离，从而能够应对更加复杂的应用环境；另外，通过两个第二耦合贴片5和两个第一耦合贴片3，改善天线的整体阻抗匹配，使得天线覆盖更宽的频段，实现宽带的效果。
在本实施例中，通过上述结构实现了低成本特性，并且，实现天线全向辐射的低不圆度性能，相对于现有的全向天线不能兼顾高增益和不圆度较差的要求，本实施例的全向天线在带宽范围实现稳定高增益并且保持不圆度在1dBi以下，具有良好的全向辐射性能。
为了便于对上述实施例的全向天线性能的理解，以下结合附图3到附图5对全向天线的参数性能做进一步解释说明。
参照图3所示的本实施例的全向天线与对比天线的S参数对比图，其中，所述对比天线与本实施例的全向天线的不同之处在于没有设置两个第二耦合贴片5和两个第一耦合贴片3。从图5可知，本实施例的全向天线通过添加两个第二耦合贴片5和两个第一耦合贴片3改善了高频处的阻抗匹配，扩展了高频带宽，同时也改善了天线整体的阻抗匹配，加深了整个天线S参数的谐振深度，并且，在改善阻抗匹配后，本实施例的全向天线能够覆盖0.6-0.96GHz和1.7-2.7GHz频段，实现多频宽带宽的特性。
参照图4所示的本实施例的全向天线与对比天线的增益的对比图，从图4可以看出，本实施例的全向天线通过添加两个第二耦合贴片5和两个第一耦合贴片3，使得频处的增益得到明显提升，其中，在0.6-0.96GHz频段，增益大于2dBi；在1.7-2.7GHz频段，增益大于2.9dBi，并且稳定在4dBi左右，实现了高增益的特性。
参照图5所示的本实施例的全向天线分别在0.9GHz、2GHz和2.6GHz下的辐射方向图，从图5可以看出，本实施例的全向天线在2G/3G/LTE全频段内不圆度小于1dB，且交叉极化小于32dB，实现了低不圆度的特性。
以上所述之实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本实用新型的等效实施例。故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型之思路所做的等同等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种适用于多频段的小型全向天线，包括有介质基板（1），其特征在于：还包括有辐射主体、接地板（4）、两个第一耦合贴片（3）和两个第二耦合贴片（5），其中，所述辐射主体与两个第一耦合贴片（3）布置于介质基板（1）的一个表面，所述接地板（4）和两个第二耦合贴片（5）布置于介质基板（1）的另一个表面；所述辐射主体包括有由依次电连接的窄传输线（21）、第一宽带部（22）、圆形部（23）和第二宽带部（24）组成，其中，所述圆形部（23）设有圆形槽（25）；两个所述第一耦合贴片（3）对称布置于第二宽带部（24）的两侧，两个所述第二耦合贴片（5）相互对称，并且，两个所述第一耦合贴片（3）分别与两个第二耦合贴片（5）相平行。
2.根据权利要求1所述的一种适用于多频段的小型全向天线，其特征在于：所述圆形部（23）的直径大于第一宽带部（22）的宽度，所述第一宽带部（22）的宽度大于窄传输线（21）的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种适用于多频段的小型全向天线，其特征在于：所述第一宽带部（22）与第二宽带部（24）的宽度相等。
4.根据权利要求1所述的一种适用于多频段的小型全向天线，其特征在于：两个所述第一耦合贴片（3）和两个第二耦合贴片（5）呈矩形状。
5.根据权利要求1所述的一种适用于多频段的小型全向天线，其特征在于：所述接地板（4）设有间隙（41），所述间隙（41）与窄传输线（21）中心对齐。
6.根据权利要求1所述的一种适用于多频段的小型全向天线，其特征在于：所述接地板（4）设于介质基板（1）的头端。
7.根据权利要求1所述的一种适用于多频段的小型全向天线，其特征在于：所述窄传输线（21）设于介质基板（1）的头端。
8.根据权利要求1所述的一种适用于多频段的小型全向天线，其特征在于：所述第二宽带部（24）延伸至介质基板（1）的尾端。
9.根据权利要求1所述的一种适用于多频段的小型全向天线，其特征在于：两个所述第一耦合贴片（3）和两个第二耦合贴片（5）均设于介质基板（1）的尾端。
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