一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種印刷準(zhǔn)八木天線，具體涉及一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線，屬于無(wú)線通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在通信系統(tǒng)中，用作發(fā)射或接收電磁波的設(shè)備稱為天線，天線可以有效地將電流或?qū)Рǖ哪芰哭D(zhuǎn)換為相同頻率的電磁波的能量，或者有效地將電磁波的能量轉(zhuǎn)換為相同頻率的電流或?qū)Рǖ哪芰俊Ｒ蛱炀€也稱為八木天線，是1928年由日本東北大學(xué)的八木秀次和宇田太郎發(fā)明，至今已有近一個(gè)世紀(jì)的歷史，自從問(wèn)世以來(lái)，由于其具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及較高的增益，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)以及無(wú)線電通信中。三對(duì)振子是典型的八木天線的主要特征，整個(gè)天線結(jié)構(gòu)類(lèi)似“王”字形。居三對(duì)振子之中連接著饋線的稱有源振子臂，即“王”字的中間一橫。介質(zhì)基板在有源振子臂的一側(cè)比有源振子臂稍長(zhǎng)一點(diǎn)，所起的作用是減弱從這個(gè)方向傳來(lái)的或從本天線發(fā)射出去的電磁波；引向器在有源振子臂的另一側(cè)且長(zhǎng)度稍短于有源振子臂，能夠增強(qiáng)向這一側(cè)方向發(fā)射出去或從這個(gè)方向傳來(lái)的電波。由于近年來(lái)全球范圍內(nèi)對(duì)具有GPS功能的便攜式設(shè)備的需求不斷增加，例如智能手機(jī)，GPS導(dǎo)航儀，筆記本電腦等。嵌入式GPS天線已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的很多關(guān)注。為了從衛(wèi)星接受到更好的信號(hào)質(zhì)量，GPS天線的主要輻射方向應(yīng)直接指向天空。眾所周知，八木天線具有良好的方向性，因此適用于指令無(wú)線通信，故八木天線得到了很好的研究與應(yīng)用。在便攜設(shè)備中，考慮到有限的設(shè)備體積與印刷電路板PCB的空間，平面化的簡(jiǎn)單天線設(shè)計(jì)更可取。平面印刷準(zhǔn)八木天線的設(shè)計(jì)可使天線在端射方向上具有很高的方向性，只在單一方向而非多個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)最大輻射。因此這種天線設(shè)計(jì)尤其適用于前面提到的具有GPS功能的便攜移動(dòng)設(shè)備。這種天線具有增益高、剖面低、饋電簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有單引向器的印刷準(zhǔn)八木天線增益較小，無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)需要的問(wèn)題，進(jìn)而提出一種帶有拋物線邊界介質(zhì)基板的印刷準(zhǔn)八木天線。
[0004]本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括介質(zhì)基板、引向器、反射器、正面長(zhǎng)條形饋線、背面矩形饋線、背面第一長(zhǎng)條形饋線、背面第二長(zhǎng)條形饋線和兩個(gè)有源振子臂，反射器印刷在介質(zhì)基板的正面，反射器是由下凹的拋物線邊和直線邊組成封閉金屬層，且反射器的直線邊與介質(zhì)基板的底邊重合，引向器印刷在介質(zhì)基板正面的上部，兩個(gè)有源振子臂呈一字型印刷在介質(zhì)基板正面的中部，兩個(gè)有源振子臂組成了有源振子，位于左側(cè)的有源振子臂的右端通過(guò)正面長(zhǎng)條形饋線與反射器的拋物線邊的中部連接，背面矩形饋線印刷在介質(zhì)基板的背面，背面矩形饋線的右端與背面第一長(zhǎng)條形饋線的上端連接，背面第一長(zhǎng)條形饋線的下端通過(guò)背面第二長(zhǎng)條形饋線與介質(zhì)基板背面的底邊連接，位于右側(cè)的有源振子臂的左端設(shè)有金屬化過(guò)孔，金屬化過(guò)孔由上至下依次穿過(guò)位于右側(cè)的有源振子臂、介質(zhì)基板、背面矩形饋線。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明仿真和測(cè)試結(jié)果匹配良好，頻帶寬度為2.28-2.63GHz，中心頻點(diǎn)為2.45GHz，在這個(gè)頻帶范圍內(nèi)的平均增益為6.5dBi,在2.5GHz處達(dá)到最大增益7.5dBi。本發(fā)明易于加工，剖面低，饋電簡(jiǎn)單，增益高，可用于S波段寬帶無(wú)線通信，尤其可用于TD-LTE、WLAN、北斗一代導(dǎo)航系統(tǒng)。本發(fā)明將印刷準(zhǔn)八木天線的介質(zhì)基板設(shè)計(jì)為拋物線形，這種介質(zhì)基板相比于一般的介質(zhì)基板對(duì)天線在輻射方向上有更好的輻射加強(qiáng)效果；本發(fā)明在引向器前方加載一部分介質(zhì)基板用作介質(zhì)透鏡以提高天線增益；本發(fā)明通過(guò)金屬通孔連接上層有源振子臂與下層饋線，擺脫了雙層設(shè)計(jì)，更有實(shí)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的背面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線包括介質(zhì)基板1、引向器2、反射器3、正面長(zhǎng)條形饋線4、背面矩形饋線5、背面第一長(zhǎng)條形饋線6、背面第二長(zhǎng)條形饋線7和兩個(gè)有源振子臂8，反射器3印刷在介質(zhì)基板I的正面，反射器3是由下凹的拋物線邊3-1和直線邊3-2組成封閉金屬層，且反射器3的直線邊3-2與介質(zhì)基板I的底邊重合，引向器2印刷在介質(zhì)基板I正面的上部，兩個(gè)有源振子臂8呈一字型印刷在介質(zhì)基板I正面的中部，兩個(gè)有源振子臂8組成了有源振子，位于左側(cè)的有源振子臂8的右端通過(guò)正面長(zhǎng)條形饋線4與反射器3的拋物線邊3-1的中部連接，背面矩形饋線5印刷在介質(zhì)基板I的背面，背面矩形饋線5的右端與背面第一長(zhǎng)條形饋線6的上端連接，背面第一長(zhǎng)條形饋線6的下端通過(guò)背面第二長(zhǎng)條形饋線7與介質(zhì)基板I背面的底邊連接，位于右側(cè)的有源振子臂8的左端設(shè)有金屬化過(guò)孔9，金屬化過(guò)孔9由上至下依次穿過(guò)位于右側(cè)的有源振子臂8、介質(zhì)基板1、背面矩形饋線5。
[0008]本實(shí)施方式中拋物線邊3-1的計(jì)算公式為y = X2/84ο
[0009]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線的介質(zhì)基板I為矩形，介質(zhì)基板I的長(zhǎng)度為122mm，介質(zhì)基板I的寬度為72mm。
[0010]本實(shí)施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，天線的阻抗特性和輻射特性良好。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0011]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線的引向器2為長(zhǎng)方形，引向器2的長(zhǎng)度為34_，引向器2的寬度為3mm。
[0012]本實(shí)施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，天線的阻抗特性和輻射特性良好。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0013]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線的每個(gè)有源振子臂8為長(zhǎng)方形，每個(gè)有源振子臂8的長(zhǎng)度為18mm，每個(gè)有源振子臂8的寬度為3mm，位于左側(cè)的有源振子臂8的右端與拋物線邊界3-1之間的距離Sr為18mm，位于右側(cè)的有源振子臂8與引向器2之間的距離Sd為20mm，位于右側(cè)的有源振子臂8與正面長(zhǎng)條形饋線4之間的距離A為0.8mm。
[0014]本實(shí)施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，天線的阻抗特性和輻射特性良好。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0015]【具體實(shí)施方式】五:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線的正面長(zhǎng)條形饋線4的寬度為4_，反射器3的拋物線邊
3-1與介質(zhì)基板I底邊的距離Lm為18_。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0016]【具體實(shí)施方式】六:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線的背面矩形饋線5的寬度為3mm，背面第一長(zhǎng)條形饋線6的長(zhǎng)度18mm，背面第一長(zhǎng)條形饋線6的寬度為4mm，背面第二長(zhǎng)條形饋線5_3的寬度為3mm。
[0017]本實(shí)施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，天線的阻抗特性和輻射特性良好。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0018]工作原理
[0019]本發(fā)明采用拋物線邊界介質(zhì)基板，使有源振子臂中心位于拋物線焦點(diǎn)處，并優(yōu)化設(shè)計(jì)引向器的長(zhǎng)度和引向器與有源振子臂距離，使能量最大限度的向前傳輸，從而提高天線增益。
[0020]本發(fā)明在引向器前方記載一部分介質(zhì)基板，可用作介質(zhì)透鏡以提高天線增益。有源振子臂與第一長(zhǎng)條形饋線連接處的拐角設(shè)計(jì)可以有效改善天線阻抗特性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線，其特征在于:所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線包括介質(zhì)基板(I)、引向器(2)、反射器(3)、正面長(zhǎng)條形饋線(4)、背面矩形饋線(5)、背面第一長(zhǎng)條形饋線￠)、背面第二長(zhǎng)條形饋線(7)和兩個(gè)有源振子臂(8)，反射器(3)印刷在介質(zhì)基板(I)的正面，反射器(3)是由下凹的拋物線邊(3-1)和直線邊(3-2)組成封閉金屬層，且反射器(3)的直線邊(3-2)與介質(zhì)基板(I)的底邊重合，引向器(2)印刷在介質(zhì)基板(I)正面的上部，兩個(gè)有源振子臂(8)呈一字型印刷在介質(zhì)基板(I)正面的中部，兩個(gè)有源振子臂(8)組成了有源振子，位于左側(cè)的有源振子臂(8)的右端通過(guò)正面長(zhǎng)條形饋線(4)與反射器(3)的拋物線邊(3-1)的中部連接，背面矩形饋線(5)印刷在介質(zhì)基板(I)的背面，背面矩形饋線(5)的右端與背面第一長(zhǎng)條形饋線(6)的上端連接，背面第一長(zhǎng)條形饋線出)的下端通過(guò)背面第二長(zhǎng)條形饋線(7)與介質(zhì)基板(I)背面的底邊連接，位于右側(cè)的有源振子臂(8)的左端設(shè)有金屬化過(guò)孔(9)，金屬化過(guò)孔(9)由上至下依次穿過(guò)位于右側(cè)的有源振子臂(8)、介質(zhì)基板(I)、背面矩形饋線(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線，其特征在于:介質(zhì)基板(I)為矩形，介質(zhì)基板(I)的長(zhǎng)度為122_，介質(zhì)基板(I)的寬度為72_。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線，其特征在于:引向器⑵為長(zhǎng)方形，引向器⑵的長(zhǎng)度為34mm，引向器⑵的寬度為3mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線，其特征在于:每個(gè)有源振子臂(8)為長(zhǎng)方形，每個(gè)有源振子臂(8)的長(zhǎng)度為18mm，每個(gè)有源振子臂(8)的寬度為3_，位于左側(cè)的有源振子臂(8)的右端與拋物線邊界(3-1)之間的距離(Sr)為18mm，位于右側(cè)的有源振子臂(8)與引向器(2)之間的距離(Sd)為20mm，位于右側(cè)的有源振子臂(8)與正面長(zhǎng)條形饋線(4)之間的距離(A)為0.8mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線，其特征在于:正面長(zhǎng)條形饋線(4)的寬度為4mm，反射器(3)的拋物線邊(3_1)與介質(zhì)基板(I)底邊的距離(Lm)為 18mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線，其特征在于:背面矩形饋線(5)的寬度為3mm，背面第一長(zhǎng)條形饋線(6)的長(zhǎng)度18mm，背面第一長(zhǎng)條形饋線(6)的寬度為4_，背面第二長(zhǎng)條形饋線(5-3)的寬度為3_。
【專利摘要】一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線，它涉及一種印刷準(zhǔn)八木天線，具體涉及一種帶有拋物線邊界反射器的印刷準(zhǔn)八木天線。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有單引向器的印刷準(zhǔn)八木天線增益較小，無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)需要的問(wèn)題。本發(fā)明包括介質(zhì)基板、引向器、反射器、正面長(zhǎng)條形饋線、背面矩形饋線、背面第一長(zhǎng)條形饋線、背面第二長(zhǎng)條形饋線和兩個(gè)有源振子臂，反射器印刷在介質(zhì)基板的正面，反射器是由下凹的拋物線邊和直線邊組成封閉金屬層，且反射器的直線邊與介質(zhì)基板的底邊重合，引向器印刷在介質(zhì)基板正面的上部，兩個(gè)有源振子臂呈一字型印刷在介質(zhì)基板正面的中部。本發(fā)明用于無(wú)線通信領(lǐng)域。
【IPC分類(lèi)】H01Q19/17, H01Q15/14, H01Q1/38, H01Q1/50, H01Q19/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105186118
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510486963
【發(fā)明人】谷海川, 宗華, 張恩澤, 劉冠君
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年8月10日