[發(fā)明專利]一種定向WLAN天線

在審

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• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107394409A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 張亞斌
• 申請（專利權）人: 常州柯特瓦電子有限公司
• 主分類號: H01Q9/28
• 分類號: H01Q9/28;H01Q1/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種定向WLAN天線。

背景技術

隨著物聯(lián)網(IoT)和智慧城市建設的快速推進，對于室外、室內(如停車場、隧道內、大型商城內等)WLAN網絡的覆蓋要求越來越多，越來越高。而對作為組網必不可少的關鍵設備一天線的需要也在快速增加，很多使用環(huán)境下要求天線具有特定的波束寬度，這是為了使天線能有效地覆蓋服務區(qū)域。

目前大多數(shù)WLAN天線是全向天線，而現(xiàn)有的定向輻射天線存在波束寬度調整困難和成本高的問題。而且現(xiàn)有的定向天線通常采用具有一定角度的金屬反射板的方式，一般只能控制水平波束寬度。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是要提出一種可以精確地調整水平和垂直波束寬度，而且成本較低的定向WLAN天線。

本發(fā)明采用如下技術方案：

一種定向WLAN天線，包括外殼、金屬底板、雙面PCB板、同軸線和射頻連接器；

其中所述雙面PCB設置在所述金屬底板上，所述金屬底板安裝在所述外殼中，天線主體通過所述同軸線連接所述射頻連接器；

所述金屬底板包括三個部分：底板水平部分和兩個位于底板水平部分兩側的第1垂直金屬壁和第2垂直金屬壁；

優(yōu)化的，所述金屬底板水平部分的尺寸為220毫米*190毫米，所述垂直金屬壁的尺寸為210毫米*10毫米；

進一步的，所述金屬底板的材料可以采用鍍鋅鋼板或銅板；

優(yōu)化的，所述天線外殼外部尺寸為214mm*184mm*35mm，即長214毫米，寬184毫米，高35毫米，外殼厚度為2毫米；

進一步的，所述天線外殼采用抗UV的PC+ABS材料；

優(yōu)化的，所述同軸線為阻抗50歐姆同軸線，如RG174、RG58等，其長度根據(jù)具體使用環(huán)境來確定；

優(yōu)化的，射頻連接器為50歐姆同軸連接器，如N型，TNC，SMA等；

所述雙面PCB板的一面設置有第一天線臂和第二天線臂，所述第一天線臂和第二天線臂分別與50歐姆微帶線連接，然后再與四分之一波長阻抗變換微帶線連接，把阻抗變換成100歐姆，兩個100歐姆的微帶線并聯(lián)，最終阻抗為50歐姆，可以與50歐姆同軸饋線連接；

所述雙面PCB板另一面設置有第三天線臂21、第四天線臂22、天線地以及第一調節(jié)枝節(jié)1和第二調節(jié)枝節(jié)2，所述天線臂與所述天線地直接連接，所述調節(jié)枝節(jié)也與所述天線地連接，調節(jié)枝節(jié)為矩形，寬度為2毫米。高度由調試確定。

另外，第一天線臂11和第三天線臂21構成一個偶極子天線；第二天線臂12和第四天線臂22構成另一個偶極子天線；兩個天線臂的微帶饋線分別在雙面PCB板的正面與反面，位置上是互相重疊的，從而構成平行雙線。

為了拓展天線的阻抗帶寬，偶極子天線采用蝶形結構。偶極子天線的兩個臂分別位于雙面PCB的兩個面。天線采用平行雙線饋電，同時PCB反面的微帶線逐漸變寬，最終過渡到天線地，從而完成天線從平衡饋電到不平衡饋電的轉換。天線地與金屬底板通過金屬部件直接連在一起。

天線水平波束寬度由三個因素所決定：偶極子天線水平波束寬度、金屬底板尺寸和兩個金屬壁的尺寸。在目前條件下，偶極子天線水平波束寬度為360度，所以金屬底板的橫向尺寸和兩個金屬壁的高度確定了天線水平波束寬度。

天線垂直波束寬度由偶極子的波束寬度、天線數(shù)量、天線之間的距離和調節(jié)枝節(jié)的長度決定。偶極子天線數(shù)量增加，波束寬度變窄。偶極子天線之間距離變小，波束寬度變寬。調節(jié)枝節(jié)的長度變小，波束變寬，反之，波束寬度變窄。在該實施例中，偶極子天線的數(shù)量為2，兩個偶極子天線之間的距離為60毫米，調節(jié)枝節(jié)的長度為16.6毫米。天線的水平波束寬度為：90.4度，垂直波束寬度：44.8度。

雙面PCB是厚度1毫米的聚四氟乙烯板，其尺寸為120毫米*30毫米。

本發(fā)明的有益效果如下

1，采用蝶形偶極子作為天線單元和漸變地技術，拓寬天線阻抗帶寬；

2，通過特定的金屬底板和金屬壁尺寸，可以控制天線水平波束寬度；

3，通過偶極子天線數(shù)量、天線間距離和調節(jié)枝節(jié)長度精確控制天線垂直波束寬度；

4，天線結構簡單，實現(xiàn)成本低。

附圖說明：

附圖1是本發(fā)明的外觀整體示意圖；

附圖2是去除外殼后的天線底板示意圖；

圖3是雙面PCB板的正面(正面指不包括天線地的一面)結構示意圖；

圖4是雙面PCB板的反面(反面指包括天線地的一面)結構示意圖；