專利名稱：平板折疊式雙偶極天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在H-平面具有全向輻射及高增益的平板折疊式雙偶極天線，適合應(yīng)用于無(wú)線通訊的橋接點(diǎn)(Access Point)。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線通訊的蓬勃發(fā)展，各式的通訊產(chǎn)品與技術(shù)也如雨后春筍般的出現(xiàn)，為了使輻射能量能更有效運(yùn)用及避免干擾，不同的產(chǎn)品則需要不同的輻射場(chǎng)型，其中無(wú)線通訊的橋接點(diǎn)則須要能在H-平面(即與天線極化電場(chǎng)方向正交的平面)，才具有全向輻射的輻射場(chǎng)型，且由于使用印刷電路板所設(shè)計(jì)的天線具有重量輕、厚度薄、易組裝、低成本及設(shè)計(jì)靈活度高等優(yōu)點(diǎn)，所以以印刷電路板所設(shè)計(jì)的H-平面全向性天線，相當(dāng)具有實(shí)用價(jià)值。
目前具有H-平面全向性的天線設(shè)計(jì)，使用最廣范的設(shè)計(jì)算是套筒型雙偶極天線(如圖1所示)，其利用一長(zhǎng)度接近操作頻率1/4波長(zhǎng)的輻射金屬柱與接近等長(zhǎng)的接地金屬套筒，分別與同軸信號(hào)傳輸線的芯線及接地金屬層相接，此結(jié)構(gòu)雖能產(chǎn)生H-平面全向性的輻射場(chǎng)型(Radiation pattern)，不過(guò)其圓柱套筒的結(jié)構(gòu)所需的空間遠(yuǎn)比平面式來(lái)的大，其生產(chǎn)組裝也復(fù)雜許多；而平板式的天線結(jié)構(gòu)，如美國(guó)專利第6,559,809號(hào)″無(wú)線通訊用平面天線(Planar Antenna forwireless Antenna for wireless Communication)″(如圖2所示)，其所揭示的為一種H-平面全向輻射的天線，雖然使用平板的方式設(shè)計(jì)出雙偶極天線，不過(guò)由于其所產(chǎn)生的全向效果受限于上下不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，而大打折扣。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有全向性輻射場(chǎng)型的平板折疊式雙偶極天線，其利用對(duì)稱性的天線結(jié)構(gòu)，使在H-平面具有高指向性與在均勻分布的全向性輻射。
本實(shí)用新型的一種具有全向性輻射場(chǎng)型的平板折疊式雙偶極天線可由下述結(jié)構(gòu)加以實(shí)現(xiàn)，本實(shí)用新型的天線包含有一微波基板、一T字型傳輸線、一平衡傳輸線及兩折疊式雙偶極天線；其特點(diǎn)是該微波基板，具有一第一表面及一第二表面及至少兩個(gè)金屬導(dǎo)通柱；該兩折疊式雙偶極天線，位于該微波基板的該第一表面，其包含有一天線輸入點(diǎn)，與該T字型信號(hào)線上的天線輸入點(diǎn)相接；一天線接地點(diǎn)，通過(guò)該金屬導(dǎo)通柱與該T字型接地線上的天線接地點(diǎn)相接；兩天線主輻射體，分別由該天線輸入點(diǎn)及該天線接地點(diǎn)出發(fā)，以接近180度向相反方向延伸，并分別具有一末端；一天線寄生體，與該天線主輻射體相平行，兩端分別與該兩天線主輻射體的兩末端對(duì)齊，用以增加天線的指向性；及兩連接金屬段，分別位于該兩天線主輻射體的兩末端，用以連接該兩天線主輻射體的兩末端與該天線寄生體的兩端。
本實(shí)用新型天線的一實(shí)施例可適用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻帶(2.4～2.5GHz)的操作，且該天線的體積可控制于70×5×0.4mm3，使其在H-平面上產(chǎn)生最佳的全向輻射的特性，十分適合無(wú)線通訊的橋接點(diǎn)(Access Point)使用，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
本實(shí)用新型的發(fā)明人所研發(fā)的的平板折疊式雙偶極天線，不僅具備平板式天線輕薄易組裝的特點(diǎn)，并由于使用折疊式雙偶極天線當(dāng)其輻射元件，所以其指向性比使用一般雙偶極天線當(dāng)輻射元件的平板天線來(lái)的高，更由于本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)在T型傳輸線尾端，加入一段平衡傳輸線，來(lái)產(chǎn)生理想的H-平面全向性輻射特性。
為進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的套統(tǒng)式雙偶極天線結(jié)構(gòu)圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的平板式雙偶極天線結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本實(shí)用新型平板折疊式雙偶極天線實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本實(shí)用新型折疊式雙偶極天線實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本實(shí)用新型折疊式雙偶極天線實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖6為本實(shí)用新型折疊式雙偶極天線實(shí)施例返回?fù)p失的實(shí)驗(yàn)量測(cè)結(jié)果。
圖7為本實(shí)用新型折疊式雙偶極天線實(shí)施例的輻射場(chǎng)型量測(cè)結(jié)果。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，為本實(shí)用新型平板折疊式雙偶極天線實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，左邊為正面結(jié)構(gòu)，右邊為反面結(jié)構(gòu)；該天線3的結(jié)構(gòu)包含了有一微波基板36、一T字型傳輸線33、一平衡傳輸線34及兩折疊式雙偶極天線35，其中，該微波基板36具有一第一表面(正面)及一第二表面(反面)及至少兩個(gè)金屬導(dǎo)通柱361(請(qǐng)參照?qǐng)D5所示)；該T字型傳輸線33包含有T字型信號(hào)線331及T字型接地線332，該T字型信號(hào)線331位于該微波基板36的第一表面，且具有一信號(hào)輸入端31與高頻輸入信號(hào)相接，該T字型接地線332位于該微波基板的第二表面，且具有一信號(hào)接地端32與高頻輸入信號(hào)接地端相接，用以傳遞高頻信號(hào)；該平衡傳輸線34位于該T字型傳輸線33頂端，其包含兩互相平行的金屬線段，分別位于該微波基板36的該第一表面及該第二表面上；且該兩互相平行的金屬線段的一端分別與該T字型信號(hào)線331及該T字型接地線332的交叉點(diǎn)相接，另一端則為開路，用以增加H-平面的全向輻射效果，在本實(shí)施例中將其長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為1/2波導(dǎo)波長(zhǎng)，以避免影響天線的輸入阻抗；該兩折疊式雙偶極天線35(請(qǐng)參照?qǐng)D4所示)位于該微波基板36的該第一表面，該折疊式雙偶極天線35包含有兩長(zhǎng)度接近1/4波長(zhǎng)的天線主輻射體353，其折疊式雙偶極天線輸入端351連接至T字型信號(hào)線331的天線輸入點(diǎn)371，折疊式雙偶極天線接地端352，以導(dǎo)通金屬柱361與T字型接地線332的天線接地點(diǎn)372相接，兩天線輻射體約以180度向相反方向延伸，并分別具有一末端；一天線寄生體355，與天線主輻射體353大致平行，兩端分別與主輻射體353的兩末端對(duì)齊，用以增加天線的指向性；兩連接金屬段，分別位于兩天線主輻射體353的兩末端，用以連接天線主輻射體353的末端與天線寄生體355的兩端。折疊式雙偶極天線3金屬線總長(zhǎng)度接近操作頻率的全波長(zhǎng)，用以產(chǎn)生天線操作模態(tài)，印刷于微波基板36上。
圖6是一實(shí)施例的返回?fù)p失的實(shí)驗(yàn)量測(cè)結(jié)果；由結(jié)果可看出本實(shí)用新型天線成功激發(fā)于2450MHz的模態(tài)，在10dB返回?fù)p失的定義下，其阻抗頻寬超過(guò)100MHz因此適合于此ISM頻段的無(wú)線通訊橋接點(diǎn)的應(yīng)用上。
圖7為此實(shí)施例H-平面輻射場(chǎng)型量測(cè)結(jié)果，天線增益(gain)為3.5dB，其H-平面不僅達(dá)到全向的效果，增益更遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)套筒式或平板式的2dB。
雖然本實(shí)用新型已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來(lái)描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，在沒(méi)有脫離本實(shí)用新型精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請(qǐng)的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種平板折疊式雙偶極天線，該天線包含有一微波基板、一T字型傳輸線、一平衡傳輸線及至少兩折疊式雙偶極天線，其特征在于該微波基板，具有一第一表面及一第二表面及至少兩個(gè)金屬導(dǎo)通柱；該兩折疊式雙偶極天線，位于該微波基板的該第一表面，其包含有一天線輸入點(diǎn)，與該T字型信號(hào)線上的天線輸入點(diǎn)相接；一天線接地點(diǎn)，通過(guò)該金屬導(dǎo)通柱與該T字型接地線上的天線接地點(diǎn)相接；兩天線主輻射體，分別由該天線輸入點(diǎn)及該天線接地點(diǎn)出發(fā)，以接近180度向相反方向延伸，并分別具有一末端；一天線寄生體，與該天線主輻射體相平行，兩端分別與該兩天線主輻射體的兩末端對(duì)齊，用以增加天線的指向性；及兩連接金屬段，分別位于該兩天線主輻射體的兩末端，用以連接該兩天線主輻射體的兩末端與該天線寄生體的兩端。
2.如權(quán)利要求1所述的平板折疊式雙偶極天線，其特征在于該一T字型傳輸線還包含有位于該微波基板的該第一表面上的T字型信號(hào)線，其具有一信號(hào)輸入端與高頻輸入信號(hào)相接；及位于該微波基板的該第二表面上的T字型接地線，其具有一信號(hào)接地端與高頻輸入信號(hào)地端相接。
3.如權(quán)利要求2所述的平板折疊式雙偶極天線，其特征在于該平衡傳輸線位于該T字型傳輸線頂端，其包含兩互相平行的金屬線段，分別位于該微波基板的該第一表面及該第二表面上，且該兩互相平行之金屬線段的一端分別與該T字型信號(hào)線及該T字型接地線的交叉點(diǎn)相接，另一端則為開路，用以增加H-平面的全向輻射效果。
4.如權(quán)利要求1所述的平板折疊式雙偶極天線，其特征在于該微波基板的金屬導(dǎo)通柱用以導(dǎo)通折疊式雙偶極天線接地端與接地線的天線接地點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求3所述的平板折疊式雙偶極天線，其特征在于該平衡傳輸線的長(zhǎng)度為1/2波導(dǎo)波長(zhǎng)。
6.如權(quán)利要求1所述的平板折疊式雙偶極天線，其特征在于所述天線輻射體長(zhǎng)度為1/4波長(zhǎng)。
7.如權(quán)利要求1所述的平板折疊式雙偶極天線，其特征在于所述天線寄生體長(zhǎng)度為1/2波長(zhǎng)。
8.如權(quán)利要求1所述的平板折疊式雙偶極天線，其特征在于所述連接金屬段長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于1/4波長(zhǎng)。
9.如權(quán)利要求1所述的平板折疊式雙偶極天線，其特征在于該折疊式雙偶極天線金屬線總長(zhǎng)度接近操作頻率的全波長(zhǎng)，用以產(chǎn)生天線操作模態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種具有全向性輻射場(chǎng)型的平板折疊式雙偶極天線，該天線包括一微波基板，具有兩個(gè)以上的導(dǎo)通金屬柱，用以導(dǎo)通折疊式雙偶極天線與信號(hào)地端；一T字型傳輸線用以傳遞高頻信號(hào)；一平衡傳輸線用以增加H－平面的全向輻射效果；兩折疊式雙偶極天線，該金屬線總長(zhǎng)度接近操作頻率的全波長(zhǎng)，用以產(chǎn)生天線操作模態(tài)，并以印刷或蝕刻于微波基板。本實(shí)用新型可適用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻帶的操作，并在H－平面上具有全向輻射的特性，十分適合無(wú)線通訊的橋接點(diǎn)(AccessPoint)使用。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK2694512SQ200420006068
公開日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2004年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月29日
發(fā)明者吳文芳, 邱宗文, 林圣智 申請(qǐng)人:連展科技(深圳)有限公司