CN201430212Y - 一种偶极子天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种偶极子天线，包括介质底盘、两个偶极子臂和馈电接头，所述两个偶极子臂为椭圆形；且，所述两个偶极子臂贴附于介质底盘的同侧表面、并通过所述馈电接头相连。两个椭圆形偶极子臂大小一致，其长轴为80mm，短轴为60mm。所述介质底盘为圆形，直径为136mm，厚度为1.6mm。所述介质底盘由环氧树脂制成。所述馈电接头为SMA接头。本实用新型的椭圆形偶极子天线具有超宽带性能，且其工作频带覆盖目前移动通信领域的所有频段范围，另外，本实用新型的椭圆形偶极子天线具有体积小、重量轻、方便携带、便于加工制造的优点，因此可以广泛应用于无线移动通信系统中，尤其适用于小型便携式的移动通信系统中。

Description

一种偶极子天线

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，具体涉及一种偶极子天线。

背景技术

近年来，超宽带短距离无线通信引起了全球通信技术领域极大的重视。超宽带通信技术以其传输速率高、抗多径干扰能力强、保密性高等优点成为短距离无线通信极具竞争力和发展前景的技术之一。在超宽带通信系统中，超宽带天线是关键部件之一。一些常用的超宽带天线结构，如行波天线、对数周期天线、等角螺旋天线、喇叭天线等，这些天线都可以实现几个倍频程的工作频带，但是它们都有一个共同的缺点，即几何尺寸大，且多为立体结构，不能满足便携式的无线移动通信系统中需要小型化、平面化天线的需求。

偶极子天线是目前最基本的天线形式，具有全向辐射特性，其结构简单、造价低廉，广泛应用于各种各样的无线通信系统中。但是普通偶极子天线的频带非常窄(约为1％-5％)，有些新型的偶极子天线如双锥天线、双偶极子天线等，带宽是有明显的展宽，但是其工作频带多在3GHz以上，不适用于目前常用的移动通信频段(800MHz～3GHz)，且结构相对复杂，多为立体结构，仍然不适合便携式的无线移动通信系统。

实用新型内容

为了避免上述问题，本实用新型提供一种工作频带能够覆盖目前所有的移动通信频段的超宽带偶极子天线，且结构简单、性能优良。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种偶极子天线，包括介质底盘、两个偶极子臂和馈电接头，所述两个偶极子臂为椭圆形；

且，所述两个偶极子臂贴附于介质底盘的同侧表面、并通过所述馈电接头相连。

优选地，两个椭圆形偶极子臂大小一致。

优选地，两个椭圆形偶极子臂的长轴为80mm，短轴为60mm。

优选地，所述介质底盘为圆形。

优选地，圆形介质底盘的直径为136mm，厚度为1.6mm。

优选地，所述介质底盘由环氧树脂制成。

优选地，所述馈电接头为SMA接头。

本实用新型的椭圆形偶极子天线相对带宽较大、具有超宽带性能，且其工作频带覆盖目前移动通信领域的所有频段范围，尤其适用于常用的800MHz～3GHz的移动通信频带范围。另外，本实用新型的椭圆形偶极子天线为平面天线，且其直径只有136mm，使用的制造材料较为常见，具有体积小、重量轻、方便携带、便于加工制造的优点，因此可以广泛应用于无线移动通信系统中，尤其适用于小型便携式的移动通信系统中。

附图说明

图1是本实用新型的偶极子天线的结构示意图。

图2是本实用新型的偶极子天线的馈电接头的结构示意图。

图3是本实用新型的椭圆形偶极子天线S11仿真和测试数据图。

图4是本实用新型的椭圆形偶极子天线电压驻波比仿真数据图。

具体实施方式

本实用新型的目的在于提供一种工作频带能够覆盖目前所有的移动通信频段、结构简单的超宽带平面偶极子天线。

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

图1是本实用新型的偶极子天线的结构示意图。如图1所示，本实用新型的偶极子天线为平面结构，包括介质底盘2、两个偶极子臂1A、1B和馈电接头3，其中，两个偶极子臂1A、1B形状一致，均为椭圆形，且均贴附于介质底盘2的同一表面，馈电接头3与两个偶极子臂1A、1B连接。

介质底盘2用于支撑两个偶极子臂1A、1B和馈电接头3，其可以制造成直径为136mm、厚度为1.6mm的圆形，其由环氧树脂制成，介电常数为4.4。这种材料多用于制造单面电路板和平面天线，比较常见且价格低廉。

为了使本实用新型的偶极子天线能够适用于目前常用的800MHz～3GHz的移动通信频段，因此将其谐振频段设计为800MHz～6.0GHz，即，f₁＝0.8GHz，f₂＝6.0GHz。当天线的长度为无线电信号波长的1/2时，天线的发射和接收转换效率最高，其中，天线的长度是两个椭圆臂的长度之和，则当椭圆臂的长度为无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高。因此，天线的长度将根据所发射和接收信号的频率即波长来决定。根据计算椭圆形臂尺寸的公式(1)和公式(2)，可得出本实用新型的偶极子天线的单个椭圆形臂的短轴长度为60mm，长轴长度为80mm。当根据实际情况需要调整偶极子天线的工作频段时，可根据公式(1)和公式(2)，通过调整椭圆形臂的长、短轴尺寸来进行相应地调整。

$\mathrm{\λ}=\frac{c}{f}---\left(1\right)$

${\mathrm{\λ}}^{\′}=\frac{\mathrm{\λ}}{4}---\left(2\right)$

两个偶极子臂1A、1B通过如图2所示的馈电接头3连接。馈电接头3的内芯31是信号线，周围四个管脚32均为接地管脚。偶极子臂1A与内芯31连接，另一个偶极子臂1B与其中一个管脚32连接。

两个偶极子臂1A、1B之间的距离由馈电接头3的内芯31与接地管脚32之间的距离决定。在本实施例中，馈电接头3为SMA接头，则两个偶极子臂1A、1B之间的距离为1.5mm。偶极子天线通过馈电接头3与同轴电缆连接，馈电接头3的作用是使天线馈电处与同轴电缆阻抗匹配。通常，同轴电缆的阻抗为50Ω，因此，馈电接头3的输入阻抗也为50Ω。

图3是本实用新型的椭圆形偶极子天线S11仿真和测试数据图，其中图中实线表示仿真数据，虚线表示测试数据。从图3中可以看出，本实用新型的椭圆形偶极子天线-10dB带宽可以覆盖800MHz～6.0GHz，覆盖目前移动通信领域的所有频段范围，尤其适用于常用的800MHz～3GHz的移动通信频带范围；其相对带宽约为5.2GHz(76.5％)，属于超宽带天线。

图4是本实用新型的椭圆形偶极子天线电压驻波比(VSWR)仿真数据图。如图4所示，在800MHz～6.0GHz的工作频带范围内，本实用新型的椭圆形偶极子天线的电压驻波比VSWR均小于2，能够良好地接收自由空间中的小信号。

本实用新型的椭圆形偶极子天线相对带宽较大、具有超宽带性能，且其工作频带覆盖目前移动通信领域的所有频段范围，尤其适用于常用的800MHz～3GHz的移动通信频带范围。另外，本实用新型的椭圆形偶极子天线为平面天线，且其直径只有136mm，使用的制造材料较为常见，具有体积小、重量轻、方便携带、便于加工制造的优点，因此可以广泛应用于无线移动通信系统中，尤其适用于小型便携式的移动通信系统中，例如可在移动终端电磁兼容性(EMC)测试系统中作为测试天线来使用，其能够检测到自由空间中被测期间所产生的小信号。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围。

Claims (7)

1、一种偶极子天线，包括介质底盘、两个偶极子臂和馈电接头，

其特征在于，

所述两个偶极子臂为椭圆形；

且，所述两个偶极子臂贴附于介质底盘的同侧表面、并通过所述馈电接头相连。

2、如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，两个椭圆形偶极子臂大小一致。

3、如权利要求2所述的偶极子天线，其特征在于，两个椭圆形偶极子臂的长轴为80mm，短轴为60mm。

4、如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，所述介质底盘为圆形。

5、如权利要求4所述的偶极子天线，其特征在于，圆形介质底盘的直径为136mm，厚度为1.6mm。

6、如权利要求1、4或5所述的偶极子天线，其特征在于，所述介质底盘由环氧树脂制成。

7、如权利要求1所述的偶极子天线，其特征在于，所述馈电接头为SMA接头。

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