一种改善型全向宽带棒状天线

专利摘要:
本实用新型适用于天线通信技术领域，提供了一种改善型全向宽带棒状天线。该改善型全向宽带棒状天线包括介质基板、设置在介质基板上的多个相互分隔的棒状介质板、设置在棒状介质板上的辐射贴片、设于棒状介质板上且连接辐射贴片的第一渐变带状金属条以及设置在介质基板下表面的共面波导馈电结构；辐射贴片包括相互分离的第一部分金属贴片以及第二部分金属贴片，第一渐变带状金属条的一端与第一部分金属贴片连接，第一渐变带状金属条的另一端穿过介质基板与共面波导馈电结构连接，第二部分金属贴片的下端穿过介质基板与共面波导馈电结构连接，第一渐变带状金属条与第二部分金属贴片共同构成共面波导结构。本实用新型能够提高天线的工作宽带及全向性能。
公开号:CN214336914U
申请号:CN202120342664.1U
申请日:2021-02-05
公开日:2021-10-01
发明作者:王世伟；杜志敏；陈国文；葛建华；黄杰；袁素华；朱刚；黄冠龙；王锐
申请人:Guangzhou Panocom Communication System Co ltd；
IPC主号:H01Q1-38

专利说明:
[n0001] 本实用新型属于天线通信技术领域，尤其涉及一种改善型全向宽带棒状天线。
[n0002] 随着无线通信技术的发展，使得有限的频谱资源日益短缺，超宽带技术的出现将极大的缓解频谱资源紧张的状况，这对天线提出了更高的要求。天线的作用就是发射或者接收无线电波，宽带棒状天线的优点是能将宽频段在一个天线上实现，可以简化电路结构，降低制作成本。然而，在相关的领域中，仍然需要进一步改善天线的全向方向与工作频段的通信性能。
[n0003] 本实用新型的目的在于提供一种通信性能突出的改善型全向宽带棒状天线。
[n0004] 本实用新型实施例是这样实现的，提供一种改善型全向宽带棒状天线，包括介质基板、设置在所述介质基板上的多个相互分隔的棒状介质板、设置在所述棒状介质板上的辐射贴片、设于所述棒状介质板上且连接所述辐射贴片的第一渐变带状金属条以及设置在所述介质基板下表面的共面波导馈电结构；
[n0005] 所述辐射贴片包括相互分离的第一部分金属贴片以及第二部分金属贴片，所述第一部分金属贴片以及第二部分金属贴片均为开环结构，所述第一部分金属贴片以及第二部分金属贴片上均开设有间隔缝，所述间隔缝沿所述棒状介质板的轴线方向延伸，所述第二部分金属贴片上还开设有沿所述棒状介质板的轴线方向延伸的线槽，所述第二部分金属贴片由所述间隔缝和线槽分隔为绝缘的两个区域，所述第一渐变带状金属条设于所述线槽内，并且所述第一渐变带状金属条的一端与所述第一部分金属贴片连接，所述第一渐变带状金属条的另一端穿过所述介质基板与所述共面波导馈电结构连接，所述第二部分金属贴片的下端穿过所述介质基板与所述共面波导馈电结构连接，所述第一渐变带状金属条与第二部分金属贴片共同构成共面波导结构。
[n0006] 进一步地，所述棒状介质板为弯曲成型的软性PCB板，所述第一部分金属贴片敷设于棒状介质板的上端，所述第二部分金属贴片敷设于所述棒状介质板的下端。
[n0007] 进一步地，多个所述棒状介质板以所述介质基板的中心点为中心呈环状均匀地分布在所述介质基板上。
[n0008] 进一步地，所述第一部分金属贴片与所述第二部分金属贴片均为弧形渐变开环金属片，所述第一部分金属贴片的弧形渐变端与所述第二部分金属贴片的弧形渐变端相对设置，所述第一渐变带状金属条连接所述第一部分金属贴片的弧形渐变端顶部。
[n0009] 进一步地，所述第一渐变带状金属条靠近所述第一部分金属贴片的一端为小头端，所述第一渐变带状金属条靠近第二部分金属贴片的一端为大头端，所述大头端的宽度大于所述小头端的宽度。
[n0010] 进一步地，所述第一渐变带状金属条、第一部分金属贴片以及第二部分金属贴片均位于所述介质基板的外侧面上，所述第二部分金属贴片为共面波导结构的地。
[n0011] 进一步地，所述共面波导馈电结构包括贴设于所述介质基板下表面的馈电贴片及与所述馈电贴片连接的第二渐变带状金属条，所述馈电贴片包括相互分离的第一部分馈电贴片和第二部分馈电贴片，所述第二部分馈电贴片上具有开槽，所述第一部分馈电贴片与所述第二渐变带状金属条均位于所述开槽内并且相连接，所述第一渐变带状金属与所述第一部分馈电贴片连接并与所述第二部分馈电贴片相分离，所述第二部分金属贴片与所述第二部分馈电贴片连接，所述第二部分馈电贴片为共面波导馈电结构的地。
[n0012] 进一步地，所述开槽包括位于所述第一部分馈电贴片中部的圆形孔及与圆形孔连通并延伸至所述第一部分馈电贴片边缘的条形槽，所述第一部分馈电贴片位于所述圆形孔内，所述第二渐变带状金属条位于所述条形槽内，所述第二渐变带状金属条的宽度较大一端与所述第一部分馈电贴片连接，所述第二渐变带状金属条的宽度较小一端延伸至所述第一部分馈电贴片的边缘。
[n0013] 进一步地，所述介质基板上开设有缝隙，所述第一渐变带状金属条穿过所述缝隙后通过焊盘连接在所述第一部分馈电贴片上，所述第二部分金属贴片的下端穿过所述缝隙后通过焊盘连接在所述第二部分馈电贴片上。
[n0014] 进一步地，所述第二部分金属贴片的两个区域上端呈倾斜弧形，所述第二部分金属贴片的两个区域下端呈水平弧形并具有延伸出连接片，所述缝隙呈水平弧形，所述连接片穿过所述缝隙与所述第二部分馈电贴片连接。
[n0015] 本实用新型实施例与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型的改善型全向宽带棒状天线，采用了渐变带状金属条的结构，其能够大幅度地提高天线的工作带宽，同时，采用多个共面波导结构并联同时馈电的方式能够改善天线的全向辐射性能。
[n0016] 图1是本实用新型实施例一提供的改善型全向宽带棒状天线的立体结构示意图。
[n0017] 图2是图1的另一角度结构示意图；
[n0018] 图3是图1中的分解结构示意图；
[n0019] 图4是图1中的第一部分金属贴片及第二部分金属贴片敷设于棒状介质板上的结构示意图；
[n0020] 图5是图1中的第一部分金属贴片、第二部分金属贴片及第一渐变带状金属条的组成结构示意图；
[n0021] 图6是本实用新型实施例一提供的第一部分馈电贴片、第二部分馈电贴片及第二渐变带状金属条的组成结构示意图。
[n0022] 图7是本实用新型实施例一提供的改善型全向宽带棒状天线的S11|曲线图；
[n0023] 图8是本实用新型实施例一提供的改善型全向宽带棒状天线在300MHz下的方向图；
[n0024] 图9是本实用新型实施例一提供的改善型全向宽带棒状天线在1100MHz下的方向图；
[n0025] 图10是本实用新型实施例二提供的改善型全向宽带棒状天线的立体透视结构示意图。
[n0026] 图中各附图标记为：
[n0027] 1、介质基板；2、棒状介质板；3、第一渐变带状金属条；4、第一部分金属贴片；5、第二部分金属贴片；6、间隔缝；7、线槽；8、第一部分馈电贴片；9、第二部分馈电贴片；10、第二渐变带状金属条；11、开槽；12、缝隙；13、焊盘；14、连接片；15、内芯；16、外导体。
[n0028] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[n0029] 为了使本实用新型的内容更加清楚明白，本实用新型提供了柱状超宽带蜂窝天线的一些实施例。通常，工程应用上天线|S11|一般要求小于-6dB，这是正常的标准，也就是说，本实用新型中的超宽带在满足要求的条件下能够在200MHz-1800MHz正常工作，为水平全向辐射，有效地改善天线的辐射方向性。
[n0030] 如图1至图6所示，是本实用新型实施例提供的一种改善型全向宽带棒状天线。该改善型全向宽带棒状天线包括介质基板1、设置在介质基板1上的多个相互分隔的棒状介质板2、设置在棒状介质板2上的辐射贴片、设于棒状介质板2上且连接辐射贴片的第一渐变带状金属条3以及设置在介质基板1下表面的共面波导馈电结构。
[n0031] 具体地，辐射贴片包括相互分离的第一部分金属贴片4以及第二部分金属贴片5，第一部分金属贴片4以及第二部分金属贴片5均为开环结构，第一部分金属贴片4以及第二部分金属贴片5上均开设有间隔缝6，间隔缝6沿棒状介质板2的轴线方向延伸，第二部分金属贴片5上还开设有沿棒状介质板2的轴线方向延伸的线槽7，第二部分金属贴片5由间隔缝6和线槽7分隔为绝缘的两个区域，该两个区域为大小及形状相同的两块金属贴片。第一渐变带状金属条3设于线槽7内，并且第一渐变带状金属条3的一端与第一部分金属贴片4连接，第一渐变带状金属条3的另一端穿过介质基板1与共面波导馈电结构连接，使得第一部分金属贴片4通过第一渐变带状金属条3与共面波导馈电结构导通。
[n0032] 第二部分金属贴片5的下端穿过介质基板1与共面波导馈电结构连接，第一渐变带状金属条3与第二部分金属贴片5共同构成共面波导结构，其中，第二部分金属贴片5为共面波导结构的地。
[n0033] 共面波导馈电结构包括贴设于介质基板1下表面的馈电贴片及与馈电贴片连接的第二渐变带状金属条10，馈电贴片包括相互分离的第一部分馈电贴片8和第二部分馈电贴片9，第二部分馈电贴片9上具有开槽11，第一部分馈电贴片8与第二渐变带状金属条10均位于开槽11内并且相连接，第一渐变带状金属与第一部分馈电贴片8连接并与第二部分馈电贴片9相分离，第二部分金属贴片5与第二部分馈电贴片9连接，第二部分馈电贴片9为共面波导馈电结构的地，使得共面波导结构上的第一渐变带状金属条3与共面波导馈电结构上的第二渐变带状金属条10连接，共面波导结构上的地与共面波导馈电结构的地连接。
[n0034] 本实施例中的棒状介质板2为弯曲成型的软性PCB板，辐射贴片为弯曲成型的金属贴片，第一部分金属贴片4敷设于棒状介质板2的上端，其包覆于棒状介质板2的上端周缘，第二部分金属贴片5敷设于棒状介质板2的下端，其包覆于棒状介质板2的下端周缘。
[n0035] 多个棒状介质板2以介质基板1的中心点为中心呈环状均匀地分布在介质基板1上。在本实施例一中，棒状介质板2具有三个，三个棒状介质板2的中心轴线在介质基板1上的投影位于以介质基板1的中心点为圆心的圆周线上，并且三个棒状介质板2均匀地固定在介质基板1上。
[n0036] 上述实施例中，第一部分金属贴片4与第二部分金属贴片5均为弧形渐变开环金属片，第一部分金属贴片4的弧形渐变端与第二部分金属贴片5的弧形渐变端相对设置，第一渐变带状金属条3连接第一部分金属贴片4的弧形渐变端顶部。第一部分金属贴片4上开设的间隔缝6与第二部分金属贴片5上的间隔缝6相对设置。第一渐变带状金属条3靠近第一部分金属贴片4的一端为小头端，第一渐变带状金属条3靠近第二部分金属贴片5的一端为大头端，大头端的宽度大于小头端的宽度。第一渐变带状金属条3、第一部分金属贴片4以及第二部分金属贴片5均位于介质基板1的外侧面上。
[n0037] 在本实施例一中，第二部分馈电贴片9上的开槽11包括位于第一部分馈电贴片8中部的圆形孔(图中未标示)及与圆形孔连通并延伸至第一部分馈电贴片8边缘的条形槽(图中未标示)，第一部分馈电贴片8位于圆形孔内，第二渐变带状金属条10位于条形槽内，第二渐变带状金属条10的宽度较大一端与第一部分馈电贴片8连接，第二渐变带状金属条10的宽度较小一端延伸至第一部分馈电贴片8的边缘。介质基板1上开设有缝隙12，第一渐变带状金属条3穿过缝隙12后通过焊盘13连接在第一部分馈电贴片8上，第二部分金属贴片5的下端穿过缝隙12后通过焊盘13连接在第二部分馈电贴片9上。
[n0038] 具体地，第二部分金属贴片5的两个区域上端呈倾斜弧形，第二部分金属贴片5的两个区域下端呈水平弧形并具有延伸出连接片14，缝隙12呈水平弧形，连接片14穿过缝隙12与第二部分馈电贴片9连接。
[n0039] 如图7至图9所示，本实用新型实施例一中的改善型宽带棒状天线的超宽带在满足要求的条件下能够200MHz-1800MHz正常工作，在300MHz和1100MHz频率下均为水平全向360°均匀辐射，有效地改善天线的全向方向性。
[n0040] 如图10所示，是本实用新型实施例二提供的改善型全向宽带棒状天线，本实用新型实施二的改善型全向宽带棒状天线除以下结构外，其他结构均与实施例一相同。
[n0041] 本实施例二中的改善型全向宽带棒状天线，在实施例一的改善型全向宽带棒状天线结构的四周设置四个天线单元，该四个天线单元以介质基板1的中心为圆心均匀地分布在圆环上，形成圆环圆环阵列天线。每个天线单元包括棒状介质板2、设置在棒状介质板2上的辐射贴片、设于棒状介质板2上且连接辐射贴片的第一渐变带状金属条3以及同轴馈电线，辐射贴片包括相互分离的第一部分金属贴片4以及第二部分金属贴片5，第一部分金属贴片4以及第二部分金属贴片5均为开环结构，第一部分金属贴片4以及第二部分金属贴片5上均开设有间隔缝6，间隔缝6沿棒状介质板2的轴线方向延伸，第二部分金属贴片5上还开设有沿棒状介质板2的轴线方向延伸的线槽7，第二部分金属贴片5由间隔缝6和线槽7分隔为绝缘的两个区域，该两个区域为大小及形状相同的两块金属贴片。第一渐变带状金属条3设于线槽7内，并且第一渐变带状金属条3的一端与第一部分金属贴片4连接，第一渐变带状金属条3的另一端与同轴馈电线的内芯15连接，第二部分金属贴片5的两个区域与同轴馈电线的外导体16连接。通过控制分布在天线单元的相位，从而达到控制整个天线阵列的方向，增强了阵列天线的方向性。
[n0042] 综上所述，本实用新型的改善型全向宽带棒状天线，采用了第一渐变带状金属条3和第二渐变带状金属条10的结构，其能够大幅度地提高天线的工作带宽，同时，采用多个共面波导结构并联同时馈电的方式能够改善天线的全向辐射性能。
[n0043] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，包括介质基板、设置在所述介质基板上的多个相互分隔的棒状介质板、设置在所述棒状介质板上的辐射贴片、设于所述棒状介质板上且连接所述辐射贴片的第一渐变带状金属条以及设置在所述介质基板下表面的共面波导馈电结构；
所述辐射贴片包括相互分离的第一部分金属贴片以及第二部分金属贴片，所述第一部分金属贴片以及第二部分金属贴片均为开环结构，所述第一部分金属贴片以及第二部分金属贴片上均开设有间隔缝，所述间隔缝沿所述棒状介质板的轴线方向延伸，所述第二部分金属贴片上还开设有沿所述棒状介质板的轴线方向延伸的线槽，所述第二部分金属贴片由所述间隔缝和线槽分隔为绝缘的两个区域，所述第一渐变带状金属条设于所述线槽内，并且所述第一渐变带状金属条的一端与所述第一部分金属贴片连接，所述第一渐变带状金属条的另一端穿过所述介质基板与所述共面波导馈电结构连接，所述第二部分金属贴片的下端穿过所述介质基板与所述共面波导馈电结构连接，所述第一渐变带状金属条与第二部分金属贴片共同构成共面波导结构。
[0002] 2.如权利要求1所述的改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，所述棒状介质板为弯曲成型的软性PCB板，所述第一部分金属贴片敷设于棒状介质板的上端，所述第二部分金属贴片敷设于所述棒状介质板的下端。
[0003] 3.如权利要求1所述的改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，多个所述棒状介质板以所述介质基板的中心点为中心呈环状均匀地分布在所述介质基板上。
[0004] 4.如权利要求1所述的改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，所述第一部分金属贴片与所述第二部分金属贴片均为弧形渐变开环金属片，所述第一部分金属贴片的弧形渐变端与所述第二部分金属贴片的弧形渐变端相对设置，所述第一渐变带状金属条连接所述第一部分金属贴片的弧形渐变端顶部。
[0005] 5.如权利要求1所述的改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，所述第一渐变带状金属条靠近所述第一部分金属贴片的一端为小头端，所述第一渐变带状金属条靠近第二部分金属贴片的一端为大头端，所述大头端的宽度大于所述小头端的宽度。
[0006] 6.如权利要求1所述的改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，所述第一渐变带状金属条、第一部分金属贴片以及第二部分金属贴片均位于所述介质基板的外侧面上。
[0007] 7.如权利要求1至6中任意一项所述的改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，所述共面波导馈电结构包括贴设于所述介质基板下表面的馈电贴片及与所述馈电贴片连接的第二渐变带状金属条，所述馈电贴片包括相互分离的第一部分馈电贴片和第二部分馈电贴片，所述第二部分馈电贴片上具有开槽，所述第一部分馈电贴片与所述第二渐变带状金属条均位于所述开槽内并且相连接，所述第一渐变带状金属与所述第一部分馈电贴片连接并与所述第二部分馈电贴片相分离，所述第二部分金属贴片与所述第二部分馈电贴片连接，所述第二部分馈电贴片为共面波导馈电结构的地。
[0008] 8.如权利要求7所述的改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，所述开槽包括位于所述第一部分馈电贴片中部的圆形孔及与圆形孔连通并延伸至所述第一部分馈电贴片边缘的条形槽，所述第一部分馈电贴片位于所述圆形孔内，所述第二渐变带状金属条位于所述条形槽内，所述第二渐变带状金属条的宽度较大一端与所述第一部分馈电贴片连接，所述第二渐变带状金属条的宽度较小一端延伸至所述第一部分馈电贴片的边缘。
[0009] 9.如权利要求8所述的改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，所述介质基板上开设有缝隙，所述第一渐变带状金属条穿过所述缝隙后通过焊盘连接在所述第一部分馈电贴片上，所述第二部分金属贴片的下端穿过所述缝隙后通过焊盘连接在所述第二部分馈电贴片上。
[0010] 10.如权利要求9所述的改善型全向宽带棒状天线，其特征在于，所述第二部分金属贴片的两个区域上端呈倾斜弧形，所述第二部分金属贴片的两个区域下端呈水平弧形并具有延伸出连接片，所述缝隙呈水平弧形，所述连接片穿过所述缝隙与所述第二部分馈电贴片连接。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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