一種縫隙陣列pcb天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種縫隙陣列 PCB 天線，包括一體化設(shè)計的第一反射器和第二反射器，所述第一反射器上方依次設(shè)有第一輻射單元層和第一引向器，所述第二反射器上方依次設(shè)有第二輻射單元層和第二引向器；所述第一反射器和第二反射器銜接處通過一傳輸線變壓器連接短截線選頻網(wǎng)絡(luò)，所述第一輻射單元層和第二輻射單元層上分別設(shè)有第一饋線接入點和第二饋線接入點，所述兩個饋線接入點通過同軸傳輸線連接；所述反射器、輻射單元層和引向器均為雙面覆銅板 PCB 結(jié)構(gòu)，雙面覆銅板上分布有金屬化通孔陣列。本實用新型所述的縫隙陣列 PCB 天線，既具有八木天線好的方向性和較高的增益的優(yōu)點，又具有一般平板天線的尺寸小、重量輕、低價位、高效能、易集成和易安裝等優(yōu)點。
【專利說明】—種縫隙陣列PCB天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種無線電技術(shù)，特別涉及一種縫隙陣列PCB天線。

【背景技術(shù)】
[0002]在靠電磁波傳遞信息的無線電技術(shù)設(shè)備，如廣播、電視、通訊、導(dǎo)航、雷達(dá)等，PCB天線是必不可少的重要組成部分，在高效能的衛(wèi)星、飛機和移動通信手機應(yīng)用中，PCB天線獲得了較高的青睞。但是目前的PCB天線通常增益較低、方向性不高、尺寸大、重量較重且集成難度大。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型目的是:提供一種較高增益、好的方向性和尺寸小、重量輕、容易集成的PCB天線。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]本實用新型的優(yōu)點是:
[0006]一種縫隙陣列PCB天線，包括一體化設(shè)計的第一反射器和第二反射器，所述第一反射器上方依次設(shè)有第一輻射單元層和第一引向器，所述第二反射器上方依次設(shè)有第二輻射單元層和第二引向器；所述第一反射器和第二反射器銜接處通過一傳輸線變壓器連接短截線選頻網(wǎng)絡(luò)，所述第一輻射單元層和第二輻射單元層上分別設(shè)有第一饋線接入點和第二饋線接入點，所述兩個饋線接入點通過同軸傳輸線連接；所述第一引向器和第二引向器短于1/2個波長，即1/2 λ，第一輻射單元層和第二輻射單元層上設(shè)有縫隙，縫隙長度等于1/2 λ ,第一反射器和第二反射器長于1/2 λ ;所述第一反射器、第一福射單兀層和第一引向器組成一個陣列，第二反射器、第二輻射單元層和第二引向器組成另一個陣列，這兩個陣列中心間距大于1/2 λ。
[0007]優(yōu)選的，所述第一反射器、第二反射器、第一輻射單元層、第二輻射單元層、第一引向器和第二引向器均為PCB結(jié)構(gòu)，所述PCB結(jié)構(gòu)為雙面覆銅板，雙面覆銅板上分布有導(dǎo)通覆銅板兩面覆銅的金屬化通孔陣列。
[0008]具體的，所述傳輸線變壓器為50 Ω的1:1傳輸線變壓器。
[0009]優(yōu)選的，所述第一引向器與第一輻射單元層距離、第二引向器與第二輻射單元層距離均為1/20 λ ;所述第一輻射單元層與第一反射層距離、第二輻射單元層與第二反射層距離均為1/15 λ。
[0010]進(jìn)一步的，所述傳輸線變壓器到第一饋線接入點和第二饋線接入點距離均為1/4 λ。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一輻射單元層和第二輻射單元層上均設(shè)有互相垂直且總長度為1/2 λ的兩個輻射縫隙。
[0012]進(jìn)一步的，所述第一輻射單元層和第二輻射單元層上還設(shè)有若干固定孔，通過塑料件與各自兩側(cè)的反射層和引向?qū)酉喙潭ā?br> [0013]一種4陣列縫隙陣列PCB天線，包括4個上述反射器、輻射單元層和引向器組成的陣列，4個陣列共用一個短截線選頻網(wǎng)絡(luò)。
[0014]一種六面體縫隙陣列PCB天線，包括一個六面體結(jié)構(gòu)，所述六面體結(jié)構(gòu)的每個面上均設(shè)有上述縫隙陣列PCB天線。
[0015]本實用新型的有益效果有:
[0016]1.本實用新型所述的縫隙陣列PCB天線，既具有八木天線好的方向性和較高的增益的優(yōu)點，又具有一般平板天線的尺寸小、重量輕、低價位、高效能和容易安裝等優(yōu)點；
[0017]2.外形適用于平面和非平面，而且容易和微帶線電路相結(jié)合；
[0018]3.容易集成在一個立方體上，可在任意方向上進(jìn)行通信，并保持高增益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述:
[0020]圖1為本實用新型實施例所述的縫隙陣列PCB天線的俯視圖；
[0021]圖2、3為本實用新型實施例所述短截線選頻網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)圖；
[0022]圖4為本實用新型實施例所述的輻射單元層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本實用新型實施例所述的4陣列縫隙陣列PCB天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本實用新型實施例所述的六面體縫隙陣列PCB天線的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0025]實施例:
[0026]如圖1所示，本實用新型所揭示的縫隙陣列PCB天線，包括一體化設(shè)計的第一反射器10和第二反射器20,所述第一反射器10上方依次設(shè)有第一福射單兀層11和第一引向器12，所述第二反射器20上方依次設(shè)有第二輻射單元層21和第二引向器22 ;所述第一反射器10和第二反射器20銜接處通過一傳輸線變壓器3連接短截線選頻網(wǎng)絡(luò)4，所述第一輻射單元層11和第二輻射單元層21上分別設(shè)有第一饋線接入點111和第二饋線接入點211，所述兩個饋線接入點通過同軸傳輸線5連接；所述第一反射器10、第二反射器20、第一輻射單元層11、第二輻射單元層21、第一引向器12和第二引向器22均為PCB結(jié)構(gòu)，所述PCB結(jié)構(gòu)為雙面覆銅板，雙面覆銅板上分布有導(dǎo)通覆銅板兩側(cè)覆銅的金屬化通孔陣列，使覆銅板兩側(cè)覆銅處于同一種電位。
[0027]具體的，所述第一引向器12和第二引向器22短于1/2個波長，即1/2 λ，第一反射器10和第二反射器20長于1/2 λ ;所述第一反射器10、第一福射單兀層11和第一引向器12組成一個陣列，第二反射器20、第二輻射單元層21和第二引向器22組成另一個陣列，這兩個陣列中心間距大于1/2 λ。所述第一輻射單元層11和第二輻射單元層21上設(shè)有互相垂直且總長度為1/2 λ的兩個輻射縫隙，所述第一輻射單元層和第二輻射單元層上還設(shè)有若干固定孔，通過塑料件與各自兩側(cè)的反射層和引向?qū)酉喙潭?，所述第一引向器與第一輻射單元層距離、第二引向器與第二輻射單元層距離均為1/20 λ ;所述第一輻射單元層與第一反射層距離、第二輻射單元層與第二反射層距離均為1/15 λ。
[0028]具體的，如圖4所示為第一輻射單元層11的結(jié)構(gòu)示意圖，第二輻射單元層12的結(jié)構(gòu)與其相同，其中，Kl?Κ4為固定孔，通過塑料件固定到第一反射層10。Jl?J4也為固定孔，通過塑料件固定到第一引向?qū)?2 ；C為50歐姆饋線接入點(即圖1中的111)。L1、L2為輻射縫隙，LI的長度和L2的長度相加約等于1/2 λ，LI和L2的寬度決定天線的工作帶寬，縫隙越寬，帶寬越大。
[0029]所述傳輸線變壓器3為50 Ω的1:1傳輸線變壓器，傳輸線變壓器3到第一饋線接入點和第二饋線接入點距離均為1/4 λ。短截線選頻網(wǎng)絡(luò)5配合輸線變壓器3，輸入端短截線選頻網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)如圖2、圖3所示。
[0030]此時，兩個引向器對感應(yīng)信號呈“容性”，電流超前電壓90度；引向器感應(yīng)的電磁波會向輻射單元層輻射，輻射信號滯后于從空中直接到達(dá)輻射單元的信號90度，恰好抵消了前面引起的“超前”，兩者相位相同，于是信號迭加，得到加強。反射器略長于1/2λ，呈感性，電流滯后90度，再加上輻射到有源振子過程中又滯后90度，與反射器方向直接加到主振子上的信號正好相差了 180度，起到了抵消作用。一個方向加強，一個方向削弱，便有了強方向性。發(fā)射狀態(tài)作用過程亦然。
[0031]圖5為集成了 4個陣子的縫隙陣列PCB天線，增益可增加2dBi。采用這種這種結(jié)構(gòu)的PCB天線不但有很好的方向性和較高的增益，而且體積小、重量輕，容易集成，滿足各種高效能通信設(shè)備的需求。
[0032]如圖6所示，采用了六面體結(jié)構(gòu)，每個面都有一個縫隙陣列天線，使整個六面型天線在360度方向上都保持高增益。
【權(quán)利要求】
1.一種縫隙陣列PCB天線，其特征在于:包括一體化設(shè)計的第一反射器和第二反射器，所述第一反射器上方依次設(shè)有第一輻射單元層和第一引向器，所述第二反射器上方依次設(shè)有第二輻射單元層和第二引向器；所述第一反射器和第二反射器銜接處通過一傳輸線變壓器連接短截線選頻網(wǎng)絡(luò)，所述第一輻射單元層和第二輻射單元層上分別設(shè)有第一饋線接入點和第二饋線接入點，所述兩個饋線接入點通過同軸傳輸線連接； 所述第一引向器和第二引向器短于1/2個波長，即1/2 λ，第一輻射單元層和第二輻射單元層上設(shè)有縫隙，縫隙長度等于1/2 λ，第一反射器和第二反射器長于1/2 λ ;所述第一反射器、第一輻射單元層和第一引向器組成一個陣列，第二反射器、第二輻射單元層和第二引向器組成另一個陣列，這兩個陣列中心間距大于1/2 λ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫隙陣列PCB天線，其特征在于:所述第一反射器、第二反射器、第一輻射單元層、第二輻射單元層、第一引向器和第二引向器均為PCB結(jié)構(gòu)，所述PCB結(jié)構(gòu)為雙面覆銅板，雙面覆銅板上分布有導(dǎo)通覆銅板兩面覆銅的金屬化通孔陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的縫隙陣列PCB天線，其特征在于:所述傳輸線變壓器為50Ω的1:1傳輸線變壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的縫隙陣列PCB天線，其特征在于:所述第一引向器與第一輻射單元層距離、第二引向器與第二輻射單元層距離均為1/20 λ ;所述第一輻射單元層與第一反射層距離、第二輻射單元層與第二反射層距離均為1/15 λ。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的縫隙陣列PCB天線，其特征在于:所述傳輸線變壓器到第一饋線接入點和第二饋線接入點距離均為1/4 λ。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的縫隙陣列PCB天線，其特征在于:所述第一輻射單元層和第二輻射單元層上均設(shè)有互相垂直且總長度為1/2 λ的兩個輻射縫隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的縫隙陣列PCB天線，其特征在于:所述第一輻射單元層和第二輻射單元層上還設(shè)有若干固定孔，通過塑料件與各自兩側(cè)的反射層和引向?qū)酉喙潭ā?br> 8.一種4陣列縫隙陣列PCB天線，其特征在于:包括4個如權(quán)利要求1-7任意一項所述的反射器、輻射單元層和引向器組成的陣列，4個陣列共用一個短截線選頻網(wǎng)絡(luò)。
9.一種六面體縫隙陣列PCB天線，其特征在于:包括一個六面體結(jié)構(gòu)，所述六面體結(jié)構(gòu)的每個面上均設(shè)有如權(quán)利要求1-7任意一項所述的縫隙陣列PCB天線。
【文檔編號】H01Q1/36GK204230414SQ201420392802
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】高懷, 李昕, 朱向偉, 周智俐 申請人:蘇州華士無線科技有限公司