一种新型平板定向天线的制作方法

1.本实用新型涉及通信技术领域，具体为一种新型平板定向天线。


背景技术：

2.随着移动通信技术的不断发展，天线已成为现在智能设备上不可或缺的关键部件。天线性能的好坏直接影响着设备的性能、用户感受。随着5g通信的大力发展，智能家居、智能工业化设备、智能驾驶以及远距离无人图传设备等等无一不严重依赖于天线系统。好的天线设计往往能够决定着产品的竞争力，因此对智能设备的天线设计提出了较高的要求。
3.现有的常规板状天线通常采用电缆馈电，此时，常规的焊盘开孔和电缆剥开外皮的内导体将引入一个较强的感性，从而恶化驻波匹配，为此，有必要针对常规板状天线电缆馈电引入的感性失配导致的驻波恶化问题进行解决。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.为解决以上问题，本实用新型提供了一种新型平板定向天线具备了良好的驻波比特性，增益特性以及稳定的辐射特性。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种新型平板定向天线，包括天线罩和设于天线罩内相互平行的上介质板和下介质板、两个第一贴片和第二贴片，所述上介质板和所述下介质板之间具有间隙；两个所述第一贴片分别贴设在上介质板上表面和下表面；所述第二贴片贴设在所述下介质板靠近所述上介质板的一表面上，所述第二贴片上设有馈电点，环绕所述馈电点设有蛇形线耦合电容；所述第一贴片和所述第二贴片中心位置处均设有十字槽。
9.优选地，所述蛇形线耦合电容为环形。
10.优选地，所述蛇形线耦合电容上设有多个第一齿口和多个第二齿口，多个所述第一齿口圆周分布在所述蛇形线耦合电容的内圈，多个所述第二齿口圆周分布在所述蛇形线耦合电容的外圈，且第一齿口和第二齿口相间摆列。
11.优选地，通过调整所述第一齿口和所述第二齿口的数量可以调节相邻所述第一齿口和第二齿口的间距。
12.优选地，所述十字槽的水平长度和垂直长度可调节。
13.优选地，还包括馈电线，所述馈电线一端连接所述馈电点，另一端伸出天线罩外。
14.(三)有益效果
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.该新型平板定向天线包括天线罩和设于天线罩内相互平行的上介质板和下介质板、两个第一贴片和第二贴片，上介质板和下介质板之间具有间隙；两个第一贴片分别贴设
在上介质板上表面和下表面；第二贴片贴设在下介质板靠近上介质板的一表面上，第二贴片上设有馈电点，环绕馈电点设有蛇形线耦合电容；第一贴片和第二贴片中心位置处均设有十字槽，该新型平板定向天线通过引入蛇形线耦合电容能够有效地补偿由于馈电不连续由于引入的感性失配，大大提高了生产效率和降低了生产成本，且该新型平板定向天线还具有良好的驻波比性能。
附图说明
17.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制,在附图中：
18.图1示出了本实用新型的实施例的整体结构示意图一；
19.图2示出了本实用新型的实施例的整体结构示意图二；
20.图3示出了本实用新型的实施例的内部结构示意图一；
21.图4示出了本实用新型的实施例的内部结构示意图二；
22.图5示出了本实用新型的实施例的上介质板结构示意图；
23.图6示出了本实用新型的实施例的下介质板结构示意图；
24.图7示出了本实用新型的实施例的蛇形线耦合电容结构示意图；
25.图8示出了本实用新型的实施例的电容补偿电路原理图；
26.图9示出了本实用新型的实施例的定向三维辐射方向示意图；
27.图10示出了本实用新型的实施例的驻波比示意图；
28.图11示出了本实用新型的实施例的轴比示意图；
29.图12示出了本实用新型的实施例的水平面瓣宽示意图；
30.图13示出了本实用新型的实施例的垂直面瓣宽示意图；
31.图14示出了本实用新型的实施例的辐射效率示意图。
32.图中：1天线罩、2上介质板、3下介质板、4第一贴片、5第二贴片、6蛇形线耦合电容、61第一齿口、62第二齿口、7十字槽、8馈电线。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.参阅附图1-附图8，本实用新型实施例公开一种新型平板定向天线，该新型平板定向天线包括天线罩1和设于天线罩1内相互平行的上介质板2和下介质板3、两个第一贴片4和第二贴片5，上介质板2和下介质板3之间具有间隙；两个第一贴片4分别贴设在上介质板2上表面和下表面；第二贴片5贴设在下介质板3靠近上介质板2的一表面上，第二贴片5上设有馈电点，环绕馈电点设有蛇形线耦合电容6；第一贴片4和第二贴片5中心位置处均设有十字槽7，具体的，通过设计十字槽7可以引入微扰产生圆极化特性，同时实现第一贴片4和第二贴片5的小型化；由于焊盘和电缆拨开外皮的内导体具有较强的感性，等效于在天线的链路上串联了一个较强的电感，本实施例通过引入蛇形线耦合电容6可以抵消焊盘和电缆内
导体的感性，同时可以有效增强电容值，即使得在较小的区域实现较强的耦合电容，具体的匹配原理如附图8所示，根据电路原理，可以串联一个电容对引入的电感值进行补偿；且将蛇形线耦合电容6设为蛇形线可以灵活的调整和控制耦合电容值。
35.参阅附图7，蛇形线耦合电容6为环形，具体的，本实施例中，该蛇形线耦合电容6为圆环形，且该蛇形线耦合电容6的引入有效地补偿了由于馈电点不连续引入的感性失配从而达到良好的匹配，实现更低的驻波比的效果，还需要注意的是，圆环形仅为本实施例中的一种实施方案，并不限定为圆环形，本领域技术人员应当理解为方环、三角环等其他形状在不超出本案设计想法前提下都是保护的对象，蛇形线耦合电容6上设有多个第一齿口61和多个第二齿口62，多个第一齿口61圆周分布在蛇形线耦合电容6的内圈，多个第二齿口62圆周分布在蛇形线耦合电容6的外圈，且第一齿口61和第二齿口62相间摆列，具体的，该蛇形线耦合电容6通过内外圈设置多个第一齿口61和多个第二齿口62来构成蛇形结构，进而形成多个并联的电容，以对引入的电感值进行补偿。
36.进一步的，还可以通过调整第一齿口61和第二齿口62的数量可以调节相邻第一齿口61和第二齿口62的间距，进而达到调整电容值大小的效果。
37.进一步的，十字槽7的水平长度和垂直长度可调节，以方便调节轴比。
38.参阅附图2和附图4，还包括馈电线8，馈电线8一端连接馈电点，另一端伸出天线罩1外，以便于连接外部设备。
39.根据上述具体实施方式，本实施例对外部尺寸为37.4
×
37.4
×
9.54mm的新型平板定向天线在cst软件上进行仿真，具体的，第一贴片4的长宽尺寸为11
×
11mm，第二贴片5的长宽尺寸为13.6
×
13.6mm，蛇形线耦合电容6的外圈直径为4mm、内圈直径为3mm，十字槽7的整体长宽尺寸为7.7
×
7.7mm、槽宽为1mm，具体测试结果如下：
40.如附图9所示，图9为本实施例提供的一种新型平板定向天线的定向三维辐射方向示意图，根据图示看出，该三维辐射方向图表征了本实施例所设计的平板天线具有良好的定向辐射性能有良好的增益特性，且方向图圆润方正说明三维覆盖效果良好，进一步的该三维辐射方向图表现出后向辐射水平较低，说明其辐射定向性好，辐射干扰低。
41.如附图10所示，图10为本实施例提供的一种新型平板定向天线的驻波比示意图，其中x1为未加载补偿时的驻波比、x2为加载电容补偿后的驻波比，根据图示可以看出，加载蛇形耦合电容补偿后本实施例设计天线驻波有明显的改善。未加载前全频段驻波较高，数值在2.2附近不满足设计需求。通过引入本实施例提出的蛇形耦合补偿电容后，全频段驻波比均优于1.3，远超设计指标，余量足，可实现量产免调试，大大提升了生成效率且直接降低了生产成本。
42.如附图11所示，图11为本实施例提供的一种新型平板定向天线的轴比示意图，本实施例所设计的天线具有良好的宽频轴比特性，在全频段内优于3db，满足使用需求。
43.如附图12、附图13所示，图12和图13分别为本实施例提供的一种新型平板定向天线的水平面瓣宽示意图和垂直面瓣宽示意图，水平面和垂直面瓣宽指标对天线的覆盖性能尤其重要，过窄的瓣宽会导致系统覆盖造成盲区，从而导致信号丢失，数据传输中断。本实施例所设计的平板定向天线具有稳定且良好的水平垂直面瓣宽，完全符合系统75度覆盖需求，保证网络覆盖和高增益的共同需求。
44.如附图14所示，图14为本实施例提供的一种新型平板定向天线的辐射效率示意
图，由示意图可见，本实施例所设计的平板定向天线得益于蛇形耦合补偿电容的加载，具有优良的驻波特性，从而系统的整体效率大幅度改善。本案实施例天线辐射效率大于93％，表明信号的损耗极低，再次证明本实施例设计方案的合理性。
45.上述测试结果充分说明根据本实施例提供的一种新型平板定向天线，能以更简单且易生产的结构、更小的体积和更低的剖面，达到优秀的定向性，相较于传统的天线，本实施例提供的一种新型的具有蛇形线耦合补偿电容的平板圆极化天线，该天线具有良好的驻波比性能，能够有效地补偿由于馈电不连续由于引入的感性失配，大大提高了生产效率和降低了生产成本。该天线结构紧凑，性能优异，能很好地满足无人机和导航应用。
46.需要注意的是，尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种新型平板定向天线，包括天线罩和设于天线罩内相互平行的上介质板和下介质板，所述上介质板和所述下介质板之间具有间隙，其特征在于，还包括：两个第一贴片，两个所述第一贴片分别贴设在上介质板上表面和下表面；第二贴片，所述第二贴片贴设在所述下介质板靠近所述上介质板的一表面上，所述第二贴片上设有馈电点，环绕所述馈电点设有蛇形线耦合电容；所述第一贴片和所述第二贴片中心位置处均设有十字槽。2.根据权利要求1所述的一种新型平板定向天线，其特征在于，所述蛇形线耦合电容为环形。3.根据权利要求2所述的一种新型平板定向天线，其特征在于，所述蛇形线耦合电容上设有多个第一齿口和多个第二齿口，多个所述第一齿口圆周分布在所述蛇形线耦合电容的内圈，多个所述第二齿口圆周分布在所述蛇形线耦合电容的外圈，且第一齿口和第二齿口相间摆列。4.根据权利要求3所述的一种新型平板定向天线，其特征在于，通过调整所述第一齿口和所述第二齿口的数量可以调节相邻所述第一齿口和第二齿口的间距。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种新型平板定向天线，其特征在于，所述十字槽的水平长度和垂直长度可调节。6.根据权利要求1-4任一项所述的一种新型平板定向天线，其特征在于，还包括馈电线，所述馈电线一端连接所述馈电点，另一端伸出天线罩外。

技术总结
一种新型平板定向天线包括天线罩和设于天线罩内相互平行的上介质板和下介质板、两个第一贴片和第二贴片，所述上介质板和所述下介质板之间具有间隙；两个所述第一贴片分别贴设在上介质板上表面和下表面；所述第二贴片贴设在所述下介质板靠近所述上介质板的一表面上，所述第二贴片上设有馈电点，环绕所述馈电点设有蛇形线耦合电容；所述第一贴片和所述第二贴片中心位置处均设有十字槽，该新型平板定向天线通过引入蛇形线耦合电容能够有效地补偿由于馈电不连续由于引入的感性失配，大大提高了生产效率和降低了生产成本，且该新型平板定向天线具有良好的驻波比性能。天线具有良好的驻波比性能。天线具有良好的驻波比性能。


技术研发人员：张彪 谢明 东升子源
受保护的技术使用者：东莞市思博通讯有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/9/13