CN203589214U - 双频单馈定向天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于天线技术，提供了一种双频单馈定向天线，设置于介质基板，所述介质基板包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述双频单馈定向天线包括：工作在第一频率的振子，设置于所述第一表面和所述第二表面；工作在第二频率的谐振杆，设置于所述第一表面和/或所述第二表面，位于所述振子的一侧；接地部，设置于所述第一表面和/或所述第二表面，位于所述振子与所述谐振杆相对的另一侧；以及巴伦单元。通过巴伦单元的一端馈电，使得振子可以为工作在第一频率和谐振杆工作在第二频率，其该双频单馈定向天线是布设在同一介质基板，结构简单，为生产带来了便利，提高了生产效率，同时提高了无线覆盖性能。
Description
技术领域
本实用新型属于天线领域，尤其涉及一种双频单馈定向天线。
背景技术
随着时代的进步，人们对无线上网的需求越来越大，要求也越来越多。如在办公室，会展中心，地铁等使用WIFI（无线局域网）上网，这就需要提供优良的信号来覆盖，才能向用户提供高速、高质量的上网体验。在某些特殊的场合有些地方是狭长型的比如地铁过道，这就需要使用定向天线来保证优良的信号覆盖。目前使用较为广泛的是双频双馈的吸顶天线，但是该类型的天线由于馈线接口过多导致加工及其安装不便。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种单馈式的双频单馈定向天线，旨在解决传统的双馈双频天线馈线接口过多存在结构复杂及安装不便问题。
本实用新型提供的一种双频单馈定向天线，设置于介质基板，所述介质基板包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述双频单馈定向天线包括：
工作在第一频率的振子，设置于所述第一表面和所述第二表面；
工作在第二频率的谐振杆，设置于所述第一表面和/或所述第二表面，位于所述振子的一侧；
接地部，设置于所述第一表面和/或所述第二表面，位于所述振子与所述谐振杆相对的另一侧；以及
巴伦单元，包括设置于所述第一表面的第一巴伦和设置于所述第二表面的 第二巴伦，其中，所述第一巴伦耦接于所述第一表面上的所述振子和所述接地部之间，所述第二巴伦与所述第二表面上的所述振子耦接并用于馈电。
进一步地，所述振子均为长条形，包括设置于所述第一表面的第一振子和设置于所述第二表面的第二振子，所述第一振子在所述第二表面上的投影与所述第二振子在同一平面且走向相反，所述第一振子和所述第二振子靠近的两端相耦接。
进一步地，所述第一振子和所述第二振子构成偶极子。
进一步地，所述第一振子和所述第二振子的长度值相等且对应所述第一频率的四分之一波长。
进一步地，所述谐振杆包括形状呈长条形且设置于所述第二表面的第一谐振杆，所述第一谐振杆与所述第一振子平行，且第一谐振杆在相对所述振子方向的对称轴与所述振子在垂直于所述第二表面上的投影的对称轴重合。
进一步地，所述谐振杆还包括形状呈长条形且设置于所述第一表面的第二谐振杆，所述第二谐振杆在所述第二表面上的投影与所述第一谐振杆重合。
进一步地，所述第一谐振杆和所述第二谐振杆的长度值相等且对应所述第二频率的四分之一波长。
进一步地，所述接地部包括设置于所述第一表面的第一接地部，该第一接地部呈矩形且与所述第一振子平行。
进一步地，所述接地部还包括设置于所述第二表面的第二接地部，该第二接地部呈矩形且与所述第二振子平行。
进一步地，所述第一巴伦为楔形，所述第一巴伦的第一端垂直耦接在所述第一振子靠近所述第二振子的一端，所述第一巴伦的第二端垂直耦接于所述第一表面上的接地部的中部；
所述第二巴伦为弯折形，所述第二巴伦的第一端垂直耦接在所述第二振子靠近所述第一振子的一端，所述第二巴伦的第二端用于馈电。
进一步地，所述第一巴伦为楔形，所述第一巴伦的第一端垂直耦接在所述 第一振子靠近所述第二振子的一端，所述第一巴伦的第二端垂直耦接于所述第一接地部的中部；
所述第二巴伦为长条形，所述第二巴伦的第一端垂直耦接在所述第二振子靠近所述第一振子的一端，所述第二巴伦的第二端与所述第二接地部垂直相对并用于馈电。
上述双频单馈定向天线的通过巴伦单元的一端馈电，使得振子可以为工作在第一频率和谐振杆工作在第二频率，其该双频单馈定向天线是布设在同一介质基板，结构简单，为生产带来了便利，提高了生产效率，同时提高了无线覆盖性能。
附图说明
图1（A）、1（B）分别为本实用新型第一实施例提供的双频单馈定向天线的正面、反面示意图；
图2（A）、2（B）分别为本实用新型第二实施例提供的双频单馈定向天线的正面、反面示意图；
图3为本实用新型第一实施例提供的双频单馈定向天线的2.4GHz电压驻波比仿真图；
图4为本实用新型第一实施例提供的双频单馈定向天线的5.8GHz电压驻波比仿真图；
图5为本实用新型第二实施例提供的双频单馈定向天线的电压驻波比仿真图。
具体实施方式
为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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，此处所描述的具带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。
结合图1和图2，分别为两个实施例提供的双频单馈定向天线。以下，将以双频单馈定向天线的第一频段的频率为2.4GHz-2.5GHz，第二频段的频率为5.725GHz-5.85GHz为例说明具体实施例。
一种双频单馈定向天线，设置于介质基板，介质基板包括第一表面11和与第一表面11相对的第二表面12，双频单馈定向天线包括振子110、谐振杆、接地部以及巴伦单元140，巴伦单元140包括设置于第一表面11的第一巴伦141和设置于第二表面12的第二巴伦142。更加具体地，设置有双频单馈定向天线的介质基板设置在金属底板20上形成吸顶天线。
振子110工作在第一频率，设置于介质基板的第一表面11和第二表面12。进一步地，振子110均为长条形，包括设置于第一表面11的第一振子111和设置于第二表面12的第二振子112，第一振子111在第二表面12上的投影与第二振子112在同一平面且走向相反，第一振子111和第二振子112靠近的两端相耦接。特别地，第一振子111和第二振子112靠近的两端形成倒角，通过调节该倒角的方位，可以调节天线的阻抗匹配，使天线的驻波更好。
具体地，第一振子111和第二振子112构成偶极子。并且，第一振子111和第二振子112的长度值相等且对应第一频率的四分之一波长。
谐振杆工作在第二频率，为固定方向提供第二频率的辐射场，谐振杆位于振子110的一侧并且设置于第一表面11和/或第二表面12，即根据实际情况的需要以及天线原理，在介质基板的两个表面上其中一个设置或同时都设置，提高了天线的通用性。优选地，谐振杆的布线宽度与振子110的布线宽度相同。另外，通过调节谐振杆和振子110的布线宽度，可以达到阻抗匹配的目的，使得天线回波损耗更小。
参考图1（A）和图1（B），在其中一个实施例中，谐振杆包括第一谐振杆121，第一谐振杆121形状呈长条形且设置于第二表面12，第一谐振杆121与第一振子111平行，且第一谐振杆121在相对振子110方向的对称轴与振子110在第二表面12上的投影的对称轴（即第一振子111在第二表面12上的投影与 第二振子112的对称轴）重合，从而使得两个谐振频率的辐射方向性一致。
参考图2（A）和图2（B），在另外一个实施例中，谐振杆包括第一谐振杆121以及第二谐振杆122，第一谐振杆121与第二谐振杆122的形状均呈长条形且分别设置于第二表面12和第一表面11，第二谐振杆122在第二表面12上的投影与第一谐振杆121重合，这样可以保证第一谐振杆121与第二谐振杆122的谐振频率一致。
进一步地，第一谐振杆121和第二谐振杆122的长度值相等且大致对应第二频率的四分之一波长，优选地，长度值与第二频率的四分之一波长值相等。
接地部设置于第一表面11和/或第二表面12，位于振子110与谐振杆相对的另一侧，即根据实际情况的需要以及天线原理，在介质基板的两个表面上其中一个设置或同时都设置，提高了天线的通用性。
参考图1（A）和图1（B），在其中一个实施例中，接地部包括设置于第一表面11的第一接地部131，该第一接地部131呈矩形且与第一振子111平行。本实施例中，第一接地部131的布线宽度大于振子110的布线宽度，第一接地部131的长度也大于振子110的走线路径，这样可以确保天线的辐射方向为定向辐射。调节第一接地部131的长宽以及与振子110的距离以使得阻抗匹配得更好。
此外，本实施例中，介质基板通过焊接或夹接的方式立置于金属底板20上，使得第二巴伦142的馈电点与金属底板20相对，第一接地部131与金属底板20耦接。
参考图2（A）和图2（B），在另外一个实施例中，接地部包括设置于第一表面11的第一接地部131以及设置于第二表面12的第二接地部132，该第一接地部131呈矩形且与第一振子111平行，第二接地部132呈矩形且与第二振子112平行。本实施例中，第一接地部131和第二接地部132的形状大小相同，并且，第一接地部131在介质基板的第二表面12上的投影与第二接地部132重合。第一接地部131和第二接地部132的布线宽度大于振子110的布线宽度 ，第一接地部131和第二接地部132的长度与谐振杆的长度相等而小于振子110的走线路径。调节接地部的长宽以及与振子110的距离以使得阻抗匹配得更好。
此外，本实施例中，介质基板通过焊接的形式立置于金属底板20上，具体是同接地部相对两端的两个焊盘150焊接于金属底板20，接地部与金属底板20相离。
需要说明的是，上述所有的投影均为垂直于投影面的投影。
巴伦单元140的第一巴伦141耦接于第一表面11上的振子110和接地部之间，巴伦单元140的第二巴伦142与第二表面12上的振子110耦接并用于馈电。
参考图1（A）和图1（B），在其中一个实施例中，第一巴伦141为楔形，第一巴伦141的第一端垂直耦接在第一振子111靠近第二振子112的一端，第一巴伦141的第二端垂直耦接于第一表面11上的接地部的中部。本实施例中，第一巴伦141的布线宽度自第一端向第二端递增。优选地，第一巴伦141为直角三角形，一条直角边垂直于第一振子111和第一接地部131，另一条直角边贴合在第一接地部131上。第二巴伦142为弯折形，第二巴伦142的第一端垂直耦接在第二振子112靠近第一振子111的一端，第二巴伦142的第二端用于馈电。本实施例中，第二巴伦142呈倒“L”形，第二巴伦142的一边垂直于第二振子112，另一边较长且与第二振子112平行且走向相同。调节第一巴伦141和第二巴伦142布线的长宽以及第二巴伦142的馈电位置，使得天线的带宽更宽，阻抗匹配更好。
参考图2（A）和图2（B），在其中一个实施例中，第一巴伦141为楔形，第一巴伦141的第一端垂直耦接在第一振子111靠近第二振子112的一端，第一巴伦141的第二端垂直耦接于第一接地部131的中部。本实施例中，第一巴伦141的布线宽度自第一端向第二端递增。优选地，第一巴伦141为等腰梯形；在其他实施方式中，第一巴伦141可以是直角梯形、矩形等。第二巴伦142为长条形，第二巴伦142的第一端垂直耦接在第二振子112靠近第一振子111的一端，第二巴伦142的第二端与第二接地部132垂直相对并用于馈电。调节 第一巴伦141和第二巴伦142布线的长宽以及第二巴伦142的馈电位置，使得天线的带宽更宽，阻抗匹配更好。
图3和图4展示的是第一实施例的天线可以和外部电路形成良好的匹配，外部电路的能量可以最有效的传输到天线上。
图5展示的是第二实施例的天线可以和外部电路形成良好的匹配，外部电路的能量可以最有效的传输到天线上，天线的反射系数较小，大部分能量能够有效的辐射出去。
上述双频单馈定向天线的通过巴伦单元140的一端馈电，使得振子110可以为工作在第一频率和谐振杆工作在第二频率，其该双频单馈定向天线是布设在同一介质基板，结构简单，为生产带来了便利，提高了生产效率，同时提高了无线覆盖性能。
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。
Claims (11)
1.一种双频单馈定向天线，设置于介质基板，所述介质基板包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其特征在于，所述双频单馈定向天线包括：
工作在第一频率的振子，设置于所述第一表面和所述第二表面；
工作在第二频率的谐振杆，设置于所述第一表面和/或所述第二表面，位于所述振子的一侧；
接地部，设置于所述第一表面和/或所述第二表面，位于所述振子与所述谐振杆相对的另一侧；以及
巴伦单元，包括设置于所述第一表面的第一巴伦和设置于所述第二表面的第二巴伦，其中，所述第一巴伦耦接于所述第一表面上的所述振子和所述接地部之间，所述第二巴伦与所述第二表面上的所述振子耦接并用于馈电。
2.如权利要求1所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述振子均为长条形，包括设置于所述第一表面的第一振子和设置于所述第二表面的第二振子，所述第一振子在所述第二表面上的投影与所述第二振子在同一平面且走向相反，所述第一振子和所述第二振子靠近的两端相耦接。
3.如权利要求2所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述第一振子和所述第二振子构成偶极子。
4.如权利要求2或3所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述第一振子和所述第二振子的长度值相等且对应所述第一频率的四分之一波长。
5.如权利要求1或2所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述谐振杆包括形状呈长条形且设置于所述第二表面的第一谐振杆，所述第一谐振杆与所述第一振子平行，且第一谐振杆在相对所述振子方向的对称轴与所述振子在所述第二表面上的投影的对称轴重合。
6.如权利要求5所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述谐振杆还包括形状呈长条形且设置于所述第一表面的第二谐振杆，所述第二谐振杆在所述第二表面上的投影与所述第一谐振杆重合。
7.如权利要求6所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述第一谐振杆和所述第二谐振杆的长度值相等且对应所述第二频率的四分之一波长。
8.如权利要求2所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述接地部包括设置于所述第一表面的第一接地部，该第一接地部呈矩形且与所述第一振子平行。
9.如权利要求8所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述接地部还包括设置于所述第二表面的第二接地部，该第二接地部呈矩形且与所述第二振子平行。
10.如权利要求2或8所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述第一巴伦为楔形，所述第一巴伦的第一端垂直耦接在所述第一振子靠近所述第二振子的一端，所述第一巴伦的第二端垂直耦接于所述第一表面上的接地部的中部；
所述第二巴伦为弯折形，所述第二巴伦的第一端垂直耦接在所述第二振子靠近所述第一振子的一端，所述第二巴伦的第二端用于馈电。
11.如权利要求9所述的双频单馈定向天线，其特征在于，所述第一巴伦为楔形，所述第一巴伦的第一端垂直耦接在所述第一振子靠近所述第二振子的一端，所述第一巴伦的第二端垂直耦接于所述第一接地部的中部；
所述第二巴伦为长条形，所述第二巴伦的第一端垂直耦接在所述第二振子靠近所述第一振子的一端，所述第二巴伦的第二端与所述第二接地部垂直相对并用于馈电。
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