CN2821889Y - 阵列天线 - Google Patents

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苏纹枫
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Abstract

本实用新型阵列天线用于无线局域网通信设备，包括一具有正反两面的绝缘基板，在该绝缘基板的正面设有第一辐射部和第二辐射部以及连接该二辐射部的第一连接部，在该绝缘基板的背面设有第一接地部和第二接地部以及连接该二接地部的第二连接部，第一辐射部与第一接地部构成第一偶极天线，第二辐射部与第二接地部构成第二偶极天线，该阵列天线通过一同轴线馈电，该同轴线包括内芯线及金属编织层，在第一连接部上设有馈点，在第二连接部上设有接地点，内芯线连接于馈点，金属编织层连接于接地点。本实用新型阵列天线利用一馈线从二天线的中间位置直接馈电，实现了阵列天线结构简单，从而制造方便的要求，也满足了高增益的需求。

Description

阵列天线
【技术领域】
本实用新型涉及一种天线  尤其涉及一种用于无线通信装置的偶极阵列天线。
【背景技术】
天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力。一般来说增益的提高主要依靠减小垂直面方向辐射的波瓣宽度  而在水平面上保持全向的辐射性能。目前市面上的高增益天线有金属螺旋形式但此形式的天线因制造过程繁复、零组件较多以及尺寸要求较为严格产品品质管控上会有实施上的困难  所以量产时会增加额外之生产成本和产能上的瓶颈。
为了提高天线增益我们可以将多个单元天线按一定的方式和间隔排列起来构成一个辐射系统  即阵列天线。应用于无线局域网的天线多要求具有全向的特性  故以何种单元天线按何种排列方式(线性、圆形、矩形等)单元天线间设多大间距都是设计者所要考虑的问题。一般业界人员都知道偶极天线具有全向的特性所以需要全向辐射的天线系统会考虑用偶极天线作为单元天线。
美国专利第6,014,112号揭示了一种四偶极阵列天线该天线为一个75欧姆的系统工作于750MHz。四偶极天线通过宽度等的四分之一金属窄条相连  并在馈入端设有  平衡变压器。由于该天线系统性能很大程度上取决于金属窄条的尺寸  而该天线又设置有多个金属窄条且宽度又等所以结构上较为复杂。
【实用新型内容】
本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单、尺寸减小的高增益偶极阵列天线。
为实现上述目的本实用新型阵列天线包括一具有正反两面的绝缘基板在该绝缘基板的正面设有第一辐射部和第二辐射部以及连接该二辐射部的第一连接部，在该绝缘基板的背面设有第一接地部和第二接地部以及连接该二接地部的第二连接部，第一辐射部与第一接地部构成第一偶极天线，第二辐射部与第二接地部构成第二偶极天线，该阵列天线通过一同轴线馈电，该同轴线包括内芯线及金属编织层，在第一连接部上设有馈点，在第二连接部上设有接地点，内芯线连接于馈点，金属编织层连接于接地点。
较之现有技术，本实用新型阵列天线利用一馈线从二副天线的中间位置直接馈电，实现了阵列天线结构简单，从而制造方便的要求，也满足了高增益的需求。
【附图说明】
图1为依照本实用新型一较佳实施例所提供的阵列天线及绝缘套的立体图。
图2为依照本实用新型一较佳实施例所提供的阵列天线正面立体图。
图3为依照本实用新型一较佳实施例所提供的阵列天线背面立体图。
图4为本实用新型阵列天线电压驻波比测试图。
图5为本实用新型阵列天线E面辐射场图。
图6为本实用新型阵列天线H面辐射场图。
图7为本实用新型又一实施例正面图。
【具体实施方式】
如图1所示，本实施例阵列天线的辐射体制作于绝缘基板10上，如印刷电路板上，包括工作于相同频率的第一偶极天线1和第二偶极天线2。第一偶极天线1包括第一辐射部11和第一接地部12。第二偶极天线2包括第二辐射部21和第二接地部22。第一偶极天线1和第二偶极天线2结构相同，且大体在同一直线上，二者的对应点之间的间距L为二分之一至四分之三共振波长长度，线性排列于绝缘基板10的长度方向。在该阵列天线的外部罩有一保护该阵列天线的绝缘套8。
如图2及图3所示，该绝缘基板10包括正反两面101，102。在该绝缘基板10的正面101设置了第一辐射部11、第二辐射部21以及连接第一和第二辐射部11、12的第一连接部31。该第一连接部31水平方向的长度(参图1中的L)等于第一偶极天线1和第二偶极天线2对应点之间的间距L。馈点4设于第一连接部31的中点位置，在其下方有一具有一小孔50的片体5，该小孔50用来供馈线穿入。该第一连接部31包含有一水平部311和垂直于该水平部311的两垂直部312、313。该二垂直部312、313的末端3120、3130分别和第一辐射部11和第二辐射部21相连。第一辐射部11、第二辐射部21和第一连接部31均由金属材料制作。从馈点4到第一辐射部11的自由末端的金属路径成倒Z形，包括水平部311的第一段3111、由该第一段3111末端垂直延伸的第一垂直部312以及从第一垂直部312末端垂直向外侧延伸的第一辐射部11。从馈点4到第二辐射部21的自由末端的金属路径成倒η形，包括水平部311的第二段3112、由该第二段3112末端垂直延伸的第二垂直部313以及从第二垂直部313末端垂直向内侧延伸的第二辐射部21。结合图1可以看出，水平部311(第一连接部31的水平方向)的长度为L。第一辐射部11和第二辐射部21的长度均为四分之一阵列天线工作波长。
在绝缘基板10的背面102设置了第一接地部12、第二接地部22以及连接第一和第二接地部12、22的第二连接部32。接地点6设于第二连接部32的中点位置。第一接地部12、第二接地部22以及连接第一和第二接地部12、22的第二连接部32在绝缘基板10的背面102所形成的金属路径构形与绝缘基板10正面金属路径的整体构形相同。从接地点6到第一接地部12自由末端的金属路径成倒η形，从接地点6到第二接地部22自由末端的金属路径成倒Z形。第二连接部32与第一连接部31相互重叠，中间隔有绝缘体。第一接地部12和第二接地部22的长度分别与第一和第二辐射部11、21的长度相等。
本实施例中馈线为同轴线缆7，该同轴线7包括有内芯线71以及金属编织层72。内芯线71穿过小孔50，焊接于馈点4。金属编织层72焊接于接地点6。当给该阵列天线馈电时，第一和第二偶极天线为等幅同向的激励。
本实施例阵列天线主要用于无线局域网，中心频率为2.45GHz。图4为电压驻波比测试图，若取电压驻波比值小于2的频带为有效工作频带，从该图中可以清晰的看到阵列天线的有效工作频带为2.34Ghz-2.54GHz。
图5为本实施例阵列天线E面辐射场图，图6为H面辐射场图。从该二图可以看出本实施例阵列天线能很好的满足无线局域网天线方向性的要求，同时天线的增益也有良好的表现。
图7为本实用新型又一实施例正面图，该实施例为四副偶极天线，第三偶极天线3’、第四偶极天线4’、第五偶极天线5’、第六偶极天线6’组成的阵列天线。该阵列天线是将两个前一实施例所显示的阵列天线组合到一起。该四幅偶极天线3’、4’、5’、6’与前一实施例第一、第二偶极天线1、2有相同的构形，亦制作于绝缘基板的正反两面。每副偶极天线之间的距离为二分之一波长，通过馈入网路7’分别给这四副天线馈电，激发等幅同向的信号于每个偶极天线上。馈点8’设在馈入网络7’的中间位置。该阵列天线也能很好的满足无线局域网天线方向性的要求，同时天线的增益也有良好的表现。
该阵列天线还可以包括更多副偶极天线，通过馈入网络给每个天线馈电，使得天线有好的性能。

Claims (10)

1.一种阵列天线，包括一具有正反两面的绝缘基板，在该绝缘基板的正面设有第一辐射部和第二辐射部以及连接该二辐射部的第一连接部，在该绝缘基板的背面设有第一接地部和第二接地部以及连接该二接地部的第二连接部，第一辐射部与第一接地部构成第一偶极天线，第二辐射部与第二接地部构成第二偶极天线，其特征在于：该阵列天线通过一同轴线馈电，该同轴线包括内芯线及金属编织层，在第一连接部上设有馈点，在第二连接部上设有接地点，内芯线连接于馈点，金属编织层连接于接地点。
2.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：第一连接部的水平方向的长度为二分之一至四分之三个阵列天线工作波长。
3.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：阵列天线的馈点到第一和第二偶极阵列天线的距离相等。
4.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：绝缘基板的下方设有一具有小孔的片体，同轴线的内芯线穿过小孔给阵列天线馈电。
5.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：第一连接部包括水平部，以及分别由水平部两端垂直延伸的第一垂直部和第二垂直部。
6.如权利要求5所述的阵列天线，其特征在于：馈点位于水平部上，将水平部分成了第一段和第二段，馈点到第一辐射部自由端的金属路径包括第一段、由该第一段末端垂直延伸的第一垂直部以及从第一垂直部末端垂直向外侧延伸的第一辐射部。
7.如权利要求5所述的阵列天线，其特征在于：馈点位于水平部上，将水平部分成了第一段和第二段，馈点到第二辐射部自由端的金属路径包括第二段、由该第二段末端垂直延伸的第二垂直部以及从第二垂直部末端垂直向内侧延伸的第二辐射部。
8.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：所述第一连接部与第二连接部重叠设置，位于绝缘基板正反两面的金属路径具有相同的构形。
9.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：该阵列天线还包括第三偶极天线和第四偶极天线，其构形与第一及第二偶极天线的形状相同，并且与第一及第二偶极天线线性排列于绝缘基板的长度方向上，馈点位于四个偶极天线的中间位置。
10.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：所述阵列天线外部罩有一保护该阵列天线的绝缘套，该阵列天线应用于无线局域网通信设备。
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