扁平天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種扁平天線，包括有天線饋電極子，所述天線饋電極子下方設(shè)有電磁帶隙和位于該電磁帶隙下方的絕緣防護(hù)物；所述電磁帶隙由64個正方形間隙單元呈矩陣排列形成的間隙分隔形成的那些導(dǎo)電膜構(gòu)成，本扁平天線與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以解決扁平天線安裝在金屬表面上收發(fā)高頻無線電信號效率低、距離近的問題。
【專利說明】扁平天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無線電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種工作頻率在2.4?5.8 GHz左右，厚度較簿的無線電天線。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，采用無線組網(wǎng)或是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以無線連接的方式快速地接入以太網(wǎng)已經(jīng)相當(dāng)普遍，這種以無線電技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)大多采用802.11系列無線網(wǎng)路通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，而這個協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的無線電工作頻率就常用于2.4?5.8 GHz。采用這種頻率進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸在一些有金屬相隔的環(huán)境下，比如在汽車內(nèi)的環(huán)境下，無線電信號就難以出入金屬隔層。為了解決金屬隔層內(nèi)外的無線電信號通訊，通常是在金屬隔層外安裝一個天線，通過這個天線將無線電信號接收或發(fā)射出去，以提高無線電傳輸距離，現(xiàn)有技術(shù)中的這種天線，有如車載天線，一般有拉桿天線、車窗印刷天線、車頂“魚脊”天線等幾種形式，只能接收頻率較低的調(diào)頻/調(diào)幅廣播信號，不能接收頻率較高高的微波信號，例如W1-FI信號。
[0003]而現(xiàn)有的W1-FI天線直接配置在車上，受金屬車殼的影響很大，難以有效收發(fā)W1-FI信號，原因是在微波頻段，汽車金屬車殼對微波天線而言，是無限大的良導(dǎo)體，天線的特性，特別是阻抗和輻射特性、方向性受金屬環(huán)境影響很大，離金屬表面越近，影響越大，置于車殼表面時對W1-FI信號接收不良，不能直接用作車載天線特別是車頂天線，特別是設(shè)計厚度較簿的天線，根本無法在金屬車殼的汽車頂蓬上使用。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的問題是提供在一種扁平天線，它可以解決扁平天線安裝在金屬表面上收發(fā)高頻無線電信號效率低、距離近的問題。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型的技術(shù)方案是:這種一種扁平天線包括有天線饋電極子，所述天線饋電極子下方4-12毫米處設(shè)有電磁帶隙；所述電磁帶隙由64個正方形間隙單元呈矩陣排列形成的間隙分隔形成的那些導(dǎo)電膜構(gòu)成；所述間隙單元由內(nèi)間隙框，和以所述內(nèi)間隙框為中心依次向外設(shè)置的中間隙框和外間隙框構(gòu)成，所述內(nèi)間隙框間隙，中間隙框間隙和外間隙框間隙均由縱向間隙和橫向間隙交替連成構(gòu)成；所述外間隙框由圍在正方形單元四個角上的“L”字形的4段外角間隙段和4段分別連接在相鄰所述外角間隙段之間的“弓”字形的開口朝向單元外的外邊間隙段連接構(gòu)成；所述中間隙框由圍在正方形的四個角上的“L”字形的4段內(nèi)角間隙段和4段分別連接在相鄰所述內(nèi)角間隙段之間的開口朝向單元外的槽形的中邊間隙段連接構(gòu)成；所述內(nèi)間隙框是由四段“一”字形內(nèi)邊間隙段連接構(gòu)成的正方形間隙框；所述內(nèi)間隙框，中間隙框和外間隙框中，除外角間隙段的間隙寬度為0.5W，其余間隙段的間隙寬度為W ;所述正方形單元的邊長為X ;所述外角間隙段的兩個角邊長度均為A，A=0.25X ;所述外邊間隙段的開口寬度為B，B=0.5X，所述外邊間隙段中部向單元外突起部位于外邊間隙段開口的中央，該突起部間隙中心的寬度為C，C=0.17X，該突起部突起高度為D，D=0.15X，所述外邊間隙段向單元內(nèi)深入的深度為E，E=0.15X ;所述內(nèi)角間隙段的兩個角邊長度均為F，F(xiàn)=0.165X;所述中邊間隙段的槽形開口寬度為G，G=0.17X，所述中邊間隙段的槽形深度為H，H=0.15X ;所述內(nèi)邊間隙段長度為I，1=0.17X，所述 X=14_18 毫米，W=0.4-1.8 毫米。
[0006]上述的扁平天線的技術(shù)方案中:所述天線饋電極子可以由導(dǎo)電膜制成，它的一端為圓形另一端為矩形，在所述天線饋電極子與所述電磁帶隙之間設(shè)有絕緣板，在所述天線饋電極子兩側(cè)的所述絕緣板上，還可以設(shè)有由導(dǎo)電膜構(gòu)成的接地電極。所述電磁帶隙的導(dǎo)電膜，所述天線饋電極子的導(dǎo)電膜和所述接地電極的導(dǎo)電膜均可以是金屬銅膜等其它金屬膜。
[0007]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
[0008]1、整體天線可以制成很簿，其厚度和寬度比可以達(dá)到1/10，厚度甚至可可以控制在10毫米以內(nèi)。
[0009]2、可有效抵消金屬底板對天線性能的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本扁平天線實施例一的主視圖。
[0011]圖2為圖1中N-N處的剖視圖。
[0012]圖3為圖1中M-M處的剖視圖。
[0013]圖4為本扁平天線實施例一中電磁帶隙的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5本扁平天線實施例一的阻抗特性圖。
[0015]圖6為扁平天線實施例一在2.4G頻段的方向圖。
[0016]圖7為扁平天線實施例一在5.8G頻段的方向圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖實例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì):
[0018]實施例1:
[0019]圖1所示的是可用于汽車頂蓬上，工作頻率在2.4?5.8 GHz的W1-FI設(shè)備天線。它由頂面絕緣外殼I天線饋電極子和接地電極2絕緣板3電磁帶隙4,絕緣板5和聚乙烯間隔層9構(gòu)成，天線饋電極子和接地電極2與電磁帶隙4間距8毫米。
[0020]圖2所示，接地電極2-1、2_3以及天線饋電極子2_2均是附著在絕緣板3上的金屬銅膜。其中天線饋電極子2-2的上端為半徑18毫米的圓形下端為長42毫米寬為5毫米的矩形，在矩形部設(shè)有饋電接頭；接地電極2-1、2-3為寬59.2毫米，長為42毫米的矩形結(jié)構(gòu)。接地電極2-1、2-3的下端與天線饋電極子2-2的下端平齊，天線饋電極子2-2與左側(cè)的接地電極2-1的距離與天線饋電極子2-2與右側(cè)的接地電極2-3的間隔距離均為0.8毫米，接地電極2-1、2-3的下端也都設(shè)有電極接頭。
[0021]圖3是電磁帶隙，電磁帶隙是在絕緣板5上的金屬銅膜腐蝕掉圖上所示的間隙所構(gòu)成，圖中剖面線部分為金屬銅膜塊4，金屬銅膜塊之間為間隙。間隙圖案可以看成是由64個間隙單元呈矩陣排列形成的圖案。
[0022]上述每個間隙單元如圖4所示，一個間隙單元為邊長為X的正方形，間隙單元從外向內(nèi)具有外間隙框6、中間隙框7和內(nèi)間隙框8。外間隙框6、中間隙框7和內(nèi)間隙框8均以正方形的單元中心進(jìn)行布置，而且這三個間隙框的間隙均由縱向間隙和橫向間隙交替連成構(gòu)成；
[0023]外間隙框6由圍在正方形單元四個角上的“L”字形的4段外角間隙段和4段分別連接在相鄰所述外角間隙段之間的“弓”字形的開口朝向單元外的外邊間隙段連接構(gòu)成，外角間隙段的兩個角邊長度均為A，A=0.25X;外邊間隙段的開口寬度為B，B=0.5X，外邊間隙段中部向單元外突起部位于外邊間隙段開口的中央，該突起部間隙中心的寬度為C，C=0.17X，該突起部突起高度為D，D=0.09X，外邊間隙段向單元內(nèi)深入的深度為E，E=0.15X。
[0024]中間隙框7由圍在正方形的四個角上的“L”字形的4段內(nèi)角間隙段和4段分別連接在相鄰所述內(nèi)角間隙段之間的開口朝向單元外的槽形的中邊間隙段連接構(gòu)成，內(nèi)角間隙段的兩個角邊長度均為F，F(xiàn)=0.165X;中邊間隙段的槽形開口寬度為G，G=0.17X，中邊間隙段的槽形深度為H，H=0.09X。
[0025]內(nèi)間隙框8是由四段“一”字形內(nèi)邊間隙段連接構(gòu)成的正方形間隙框，內(nèi)邊間隙段長度為 I，1=0.17X。
[0026]上述外間隙框6，中間隙框7和內(nèi)間隙框8中，除外間隙框6中的外角間隙段的間隙寬度為0.5W，其余間隙段的間隙寬度為W。
[0027]上述:X=16毫米，W=0.6毫米。
[0028]圖5所示為本實施例扁平天線與現(xiàn)有常規(guī)天線對比的阻抗特性圖，由該圖可見，所設(shè)計的常規(guī)單極子平面W1-FI天線(TA)在自由空間有很好的阻抗特性，在1.7~6.4GHz頻率范圍內(nèi)，天線回波損耗小于-10 dB，這一頻率范圍覆蓋了 WIFI的2.4-2.485 GHz頻段和5.15-5.825 GH頻段。但當(dāng)將該天線置于金屬表面時，天線阻抗特性惡化，在上述W1-FI頻段內(nèi)，天線回波損耗大于-10 dB，表明常規(guī)設(shè)計的天線TA不能直接置于金屬表面(車頂)使用。當(dāng)將常規(guī)天線TA與本扁平天線在上述提及的W1-FI頻段，即本扁平天線的回波損耗小于-10 dB，表明所扁平天線適合置于金屬車頂表面使用。
[0029]圖6和圖7所不本扁平天線置于金屬表面時方向圖，在W1-FI兩個頻段內(nèi)本扁平天線在水平面具有近似的全方向性，是一種適用于移動通信場合的W1-FI天線。
[0030]下表是本扁平天線置于金屬表面時，在不同頻率點上的增益。
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種扁平天線，包括有天線饋電極子，其特征在于:所述天線饋電極子下方4-12毫米處設(shè)有電磁帶隙；所述電磁帶隙由64個正方形間隙單元呈矩陣排列形成的間隙分隔形成的那些導(dǎo)電膜構(gòu)成； 所述間隙單元由內(nèi)間隙框，和以所述內(nèi)間隙框為中心依次向外設(shè)置的中間隙框和外間隙框構(gòu)成，所述內(nèi)間隙框間隙，中間隙框間隙和外間隙框間隙均由縱向間隙和橫向間隙交替連成構(gòu)成； 所述外間隙框由圍在正方形單元四個角上的“L”字形的4段外角間隙段和4段分別連接在相鄰所述外角間隙段之間的“弓”字形的開口朝向單元外的外邊間隙段連接構(gòu)成； 所述中間隙框由圍在正方形的四個角上的“L”字形的4段內(nèi)角間隙段和4段分別連接在相鄰所述內(nèi)角間隙段之間的開口朝向單元外的槽形的中邊間隙段連接構(gòu)成； 所述內(nèi)間隙框是由四段“一”字形內(nèi)邊間隙段連接構(gòu)成的正方形間隙框； 所述內(nèi)間隙框，中間隙框和外間隙框中，除外角間隙段的間隙寬度為0.5W，其余間隙段的間隙寬度為W ;所述正方形單元的邊長為X ;所述外角間隙段的兩個角邊長度均為A，A=0.25X ;所述外邊間隙段的開口寬度為B，B=0.5X，所述外邊間隙段中部向單元外突起部位于外邊間隙段開口的中央，該突起部間隙中心的寬度為C，C=0.17X，該突起部突起高度為D，D=0.09X，所述外邊間隙段向單元內(nèi)深入的深度為E，E=0.15X ;所述內(nèi)角間隙段的兩個角邊長度均為F，F(xiàn)=0.165X ;所述中邊間隙段的槽形開口寬度為G，G=0.17X，所述中邊間隙段的槽形深度為H，H=0.09X ;所述內(nèi)邊間隙段長度為I，1=0.17X ;所述X=14_18毫米，W=0.4-1.8 毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平天線，其特征在于:所述天線饋電極子由導(dǎo)電膜制成，它的一端為圓形另一端為矩形，在所述天線饋電極子與所述電磁帶隙之間設(shè)有絕緣板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平天線，其特征在于:在所述天線饋電極子兩側(cè)的所述絕緣板上，設(shè)有由導(dǎo)電膜構(gòu)成的接地電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扁平天線，其特征在于:所述電磁帶隙的導(dǎo)電膜，所述天線饋電極子的導(dǎo)電膜和所述接地電極的導(dǎo)電膜均為金屬膜。
【文檔編號】H01Q1/32GK203733937SQ201420056955
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】曾文波, 趙嘉 申請人:廣西科技大學(xué)