專利名稱：一種定向天線、定向天線裝置及無(wú)線覆蓋系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通信設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種定向天線、定向天線裝置及無(wú)線覆蓋系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線通訊技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的移動(dòng)通訊終端投入使用，例如手機(jī)、PAD等等，這些移動(dòng)終端對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力有了長(zhǎng)足的增長(zhǎng)，這些移動(dòng)終端投入使用對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)提供能力提出了較高的要求。在博物館、展覽館等公共場(chǎng)合，同時(shí)會(huì)有大量的移動(dòng)終端被使用，用來(lái)上傳視頻、圖片或者發(fā)布消息等，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)有大量數(shù)據(jù)傳輸需求，很容易造成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的擁堵。定向天線作為最終射頻信號(hào)的輻射單元和接收器件，其工作特性將直接影響到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互能力?，F(xiàn)有定向天線多使用振子和復(fù)合材料基板結(jié)合的制成，存在著振子厚度高、復(fù)合材料基板損耗大等問(wèn)題，使得應(yīng)用該定向天線的無(wú)線覆蓋系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)處理效率低、處理速度有限等問(wèn)題，因此急需一種定向天線，具有良好的方向性以及高的吞吐量，解決無(wú)線覆蓋系統(tǒng)數(shù)據(jù)能力不足的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有定向天線中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了 一種定向天線，該定向天線通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善了定向天線的方向性以及信號(hào)處理能力，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種定向天線，包括:第一基板，所述第一基板具有第一表面和第二表面；至少一第一偶極子天線單元，所述第一偶極子天線單元設(shè)置于所述第一表面，所述第一偶極子天線單元包括兩第一偶極子單元；金屬面，所述金屬面覆設(shè)于所述第二表面，一所述第一偶極子單元的一端部與所述金屬面電連接；饋電部，所述饋電部與另一所述第一偶極子單元的一端部電連接?？蛇x的，所述第一偶極子天線單元包括裝于第一基板的所述第一表面的第二基板，所述兩第一偶極子單元設(shè)置于所述第二基板的表面。可選的，所述第二基板與所述第一表面垂直?？蛇x的，兩所述第一偶極子單元分別設(shè)置于所述第二基板的兩表面。可選的，構(gòu)成兩所述第一偶極子單元的部分導(dǎo)體線在所述第二基板的兩表面相對(duì)設(shè)置?？蛇x的，兩所述第一偶極子單元連接所述饋電部或者所述金屬面的端部設(shè)置有漸變巴倫結(jié)構(gòu)。[0016]可選的，兩所述第一偶極子單元形狀相同或者相似。可選的，所述第一基板上設(shè)置至少兩個(gè)所述第一偶極子天線單元?？蛇x的，至少兩個(gè)所述第一偶極子天線單元的所述第二基板分布在同一條直線上?？蛇x的，相鄰所述第一偶極子天線單元的所述第二基板間最短距離為所述第一偶極子天線單元響應(yīng)的電磁波波長(zhǎng)的0.4-1.2倍?？蛇x的，相鄰所述第一偶極子天線單元的所述第二基板間最短距離為所述第一偶極子天線單元響應(yīng)的電磁波波長(zhǎng)的0.5-1倍。可選的，相鄰所述第一偶極子天線單元的所述第二基板間最短距離為所述第一偶極子天線單元響應(yīng)的電磁波波長(zhǎng)的0.7-0.9倍?？蛇x的，所述饋電部通過(guò)第一導(dǎo)體條與所述第一偶極子天線單元電連接。可選的，所述饋電部與所述第一偶極子天線單元電連接的所述第一導(dǎo)體條的長(zhǎng)度相等。可選的，還包括至少一第二偶極子天線單元，所述第二偶極子天線單元設(shè)置于所述第一表面，所述第二偶極子天線單元包括兩第二偶極子單元；一所述第二偶極子單元的一端部與所述金屬面電連接；另一所述第二偶極子單元的一端部與接地部電連接。可選的，所述第二偶極子天線單元包括裝于第一基板的所述第一表面的所述第三基板，所述兩第二偶極子單元設(shè)置于所述第三基板的表面?？蛇x的，所述第二偶極子天線單元與所述第一偶極子天線單元相似?？蛇x的，所述第二偶極子天線單元與所述第二偶極子天線單元數(shù)目相同或者不同?？蛇x的，所述第一基板、第二基板、第三基板的材質(zhì)為FR4、鐵氟龍、無(wú)鹵素板、羅杰斯高頻板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT樹脂等復(fù)合材料基板。可選的，所述第二偶極子天線單元至少有兩個(gè)，所述接地部通過(guò)第二導(dǎo)體條與所述第二偶極子天線單元電連接?？蛇x的，所述接地部與所述第二偶極子天線單元電連接的所述第二導(dǎo)體條的長(zhǎng)度相等?？蛇x的，所述第二偶極子天線單元在所述第一基板上的設(shè)置方式與所述第一偶極子天線單元的設(shè)置方式相同。可選的，所述定向天線響應(yīng)兩個(gè)不同頻段的電磁波。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種定向天線裝置，包括權(quán)利要求1-23任一項(xiàng)所述的定向天線以及容置所述定向天線的殼體?？蛇x的，還包括一信號(hào)傳輸線，所述信號(hào)傳輸線一端的內(nèi)外層線分別與所述饋電部和所述接地部電連接?？蛇x的，所述信號(hào)傳輸線的另一端連接一信號(hào)連接頭。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種定向天線裝置一種無(wú)線覆蓋系統(tǒng)，包括上述定向天線裝置以及與所述定向天線裝置電連接的無(wú)線接入點(diǎn)?？蛇x的，所述定向天線裝置有多個(gè)?？蛇x的，所述定向天線裝置有若干個(gè)，所述若干個(gè)定向天線裝置形成以安裝位置為中心的圓面、環(huán)面或者圓錐面的信號(hào)覆蓋區(qū)域。本實(shí)用新型的定向天線具有方向性好、電磁信號(hào)處理能力好的特點(diǎn)，同時(shí)增益高、頻帶寬、駐波比小，增強(qiáng)了電磁信號(hào)接收與發(fā)送能力，能夠在無(wú)線覆蓋系統(tǒng)中很好的完成數(shù)據(jù)交互，提高了用戶體現(xiàn)，能夠滿足現(xiàn)有無(wú)線覆蓋系統(tǒng)對(duì)無(wú)線信號(hào)處理能力的需求。

圖1是本實(shí)用新型定向天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示定向天線另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所示定向天線的電壓駐波比仿真圖；圖4是圖1所示定向天線的場(chǎng)型圖；圖5是圖1所示定向天線的電壓駐波比仿真圖；圖6是圖1所示定向天線的場(chǎng)型圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在詳細(xì)參考附圖中描述的實(shí)施例。為了全面理解本實(shí)用新型，在以下詳細(xì)描述中提到了眾多具體細(xì)節(jié)。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本實(shí)用新型可以無(wú)需這些具體細(xì)節(jié)而實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)施方式中，不詳細(xì)描述公知的方法、過(guò)程、組件和電路，以免不必要地使實(shí)施例模糊。參見圖1和圖2，所示為本實(shí)用新型定向天線的結(jié)構(gòu)示意圖，該定向天線包括第一基板1、第一偶極子天線單元2、第二偶極子天線單元3、金屬面4、饋電部5和接地部6，第一基板I具有第一表面11和第二表面(圖中未示出)，使用了介電常數(shù)較低的FR4、鐵氟龍、無(wú)鹵素板、羅杰斯高頻板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT樹脂等復(fù)合材料基板；至少一個(gè)第一偶極子天線單元2、至少一個(gè)第二偶極子天線單元3，圖中示出了第一偶極子天線單元2和第二偶極子天線單元3均有四個(gè)的情況，第一偶極子天線單元2和第二偶極子天線單元3均設(shè)置在第一表面11上，金屬面4設(shè)置在第二表面上，金屬面4可以是銀、鋁、鐵、鋅、或者金屬合金等導(dǎo)電材料，優(yōu)選地使用損耗低的導(dǎo)電材料，如覆銅面或者覆銀面。每一第一偶極子天線單元2包括第二基板21和分別設(shè)置在第二基板21兩表面的第一偶極子單元22、23，第二基板21垂直的設(shè)置在第一基板I的第一表面11上，第二基板21的材質(zhì)為FR4、鐵氟龍、無(wú)鹵素板、羅杰斯高頻板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT樹脂等復(fù)合材料基板；第一偶極子單元22、23靠近第一基板I的端部分別設(shè)置了用于平衡饋電的漸變巴倫221、231，漸變巴倫221通過(guò)第一導(dǎo)體條222與饋電部5電連接，從而使得第一偶極子單元22與饋電部5電連接在一起，漸變巴倫222電連接的導(dǎo)體片232通過(guò)金屬化通孔(圖中未示出)與金屬面4電連接，從而使得第一偶極子單元23與金屬面4電連接在一起。第一偶極子單元22和第一偶極子單元23均由導(dǎo)體線構(gòu)成，且形狀相同，但是在第二基板21上設(shè)置時(shí)朝向相反，并且部分導(dǎo)體線以第二基板21作為間隔，在第二基板21的兩表面相對(duì)設(shè)置。四個(gè)第一偶極子天線單元2的第一偶極子單元22均通過(guò)第一導(dǎo)體條222與饋電部5電連接，經(jīng)過(guò)的路徑相同或者不同，在具體的實(shí)施過(guò)程中優(yōu)選路徑相等。四個(gè)第一偶極子天線單元2間隔排列，且第二基板21呈直線分布，其長(zhǎng)度方向與該直線平行，相鄰的第二基板21之間的最短的距離為第一偶極子天線單元2相應(yīng)的電磁波波長(zhǎng)的0.4-1.2倍，如0.8倍，可選的范圍還可以是0.5-1倍、0.7-0.9倍，最短距離是指相鄰兩第一偶極子單元漸變巴倫結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)之間的距離AA’。第二偶極子天線單元3與第一偶極子天線單元2的形狀相同或者相似，在第一基板I上的設(shè)置方式與第一偶極子天線單元2相同，只是在大小上存在區(qū)別，數(shù)目可以與第一偶極子天線單元2的相同，也可以不同，圖中示出了數(shù)量相同的情況，用于響應(yīng)不同波段的電磁波，形成兩個(gè)工作頻段。每一第二偶極子天線單元3包括第三基板31和分別設(shè)置在第三基板31兩表面的第二偶極子單元32、33，第三基板31垂直的設(shè)置在第一基板I的第一表面11上，第三基板31的材質(zhì)為FR4、鐵氟龍、無(wú)鹵素板、羅杰斯高頻板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT樹脂等復(fù)合材料基板；第二偶極子單元32、33靠近第一基板I的端部分別設(shè)置了漸變巴倫321、331，漸變巴倫321通過(guò)第二導(dǎo)體條322與接地部6電連接，從而使得第二偶極子單元32與接地部6電連接在一起，漸變巴倫322電連接的導(dǎo)體片332通過(guò)金屬化通孔(圖中未示出)與金屬面4電連接，從而使得第二偶極子單元33與金屬面4電連接在一起。第二偶極子單元32和第二偶極子單元33均由導(dǎo)體線構(gòu)成，且形狀相同，但是在第三基板31上設(shè)置時(shí)朝向相反，并且部分導(dǎo)體線以第三基板31作為間隔，在第三基板31的兩面相對(duì)設(shè)置。四個(gè)第二偶極子天線單元3的第二偶極子單元32均通過(guò)第二導(dǎo)體條322與接地部6電連接，經(jīng)過(guò)的路徑相等或者不等，在具體的實(shí)施過(guò)程中，優(yōu)選相等的情況。圖3-6示出了圖1所示天線的電壓駐波比或者場(chǎng)型情況，可以看出該定向天線在兩頻段范圍內(nèi)均具有良好的阻抗匹配，具有較好的方向性，能夠滿足定向天線的使用需求。本實(shí)用新型還提供一種定向天線裝置，包括圖1所示的定向天線和容置該定向天線的殼體，還可以包括一信號(hào)傳輸線，其一端的內(nèi)外層線分別與所述饋電部和所述接地部電連接，其另一端連接一信號(hào)連接頭。在無(wú)線覆蓋系統(tǒng)中，該定向天線裝置與無(wú)線接入點(diǎn)電連接，定向天線裝置可以有多個(gè)，能夠形成圓面、環(huán)面或者圓錐面的信號(hào)覆蓋區(qū)域。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種定向天線，其特征在于，包括: 第一基板，所述第一基板具有第一表面和第二表面； 至少一第一偶極子天線單元，所述第一偶極子天線單元設(shè)置于所述第一表面，所述第一偶極子天線單元包括兩第一偶極子單元； 金屬面，所述金屬面覆設(shè)于所述第二表面，一所述第一偶極子單元的一端部與所述金屬面電連接； 饋電部，所述饋電部與另一所述第一偶極子單元的一端部電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向天線，其特征在于，所述第一偶極子天線單元包括裝于第一基板的所述第一表面 的第二基板，所述兩第一偶極子單元設(shè)置于所述第二基板的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定向天線，其特征在于，所述第二基板與所述第一表面垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定向天線，其特征在于，兩所述第一偶極子單元分別設(shè)置于所述第二基板的兩表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定向天線，其特征在于，構(gòu)成兩所述第一偶極子單元的部分導(dǎo)體線在所述第二基板的兩表面相對(duì)設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定向天線，其特征在于，兩所述第一偶極子單元連接所述饋電部或者所述金屬面的端部設(shè)置有漸變巴倫結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定向天線，其特征在于，兩所述第一偶極子單元形狀相同或者相似。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定向天線，其特征在于，所述第一基板上設(shè)置至少兩個(gè)所述第一偶極子天線單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定向天線，其特征在于，至少兩個(gè)所述第一偶極子天線單元的所述第二基板分布在同一條直線上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定向天線，其特征在于，相鄰所述第一偶極子天線單元的所述第二基板間最短距離為所述第一偶極子天線單元響應(yīng)的電磁波波長(zhǎng)的0.4-1.2倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定向天線，其特征在于，相鄰所述第一偶極子天線單元的所述第二基板間最短距離為所述第一偶極子天線單元響應(yīng)的電磁波波長(zhǎng)的0.5-1倍。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定向天線，其特征在于，相鄰所述第一偶極子天線單元的所述第二基板間最短距離為所述第一偶極子天線單元響應(yīng)的電磁波波長(zhǎng)的0.7-0.9倍。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定向天線，其特征在于，所述饋電部通過(guò)第一導(dǎo)體條與所述第一偶極子天線單元電連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的定向天線，其特征在于，所述饋電部與所述第一偶極子天線單元電連接的所述第一導(dǎo)體條的長(zhǎng)度相等。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14所述的定向天線，其特征在于，還包括至少一第二偶極子天線單元，所述第二偶極子天線單元設(shè)置于所述第一表面，所述第二偶極子天線單元包括兩第二偶極子單元；一所述第二偶極子單元的一端部與所述金屬面電連接；另一所述第二偶極子單元的一端部與接地部電連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的定向天線，其特征在于，所述第二偶極子天線單元包括裝于第一基板的所述第一表面的所述第三基板，所述兩第二偶極子單元設(shè)置于所述第三基板的表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定向天線，其特征在于，所述第二偶極子天線單元與所述第一偶極子天線單元相似。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定向天線，其特征在于，所述第二偶極子天線單元與所述第二偶極子天線單元數(shù)目相同或者不同。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定向天線，其特征在于，所述第一基板、第二基板、第三基板的材質(zhì)為FR4、鐵氟龍、無(wú)鹵素板、羅杰斯高頻板、聚四氟乙烯、陶瓷板、BT樹脂等復(fù)合材料基板。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定向天線，其特征在于，所述第二偶極子天線單元至少有兩個(gè)，所述接地部通過(guò)第二導(dǎo)體條與所述第二偶極子天線單元電連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的定向天線，其特征在于，所述接地部與所述第二偶極子天線單元電連接的所述第二導(dǎo)體條的長(zhǎng)度相等。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的定向天線，其特征在于，所述第二偶極子天線單元在所述第一基板上的設(shè)置方式與所述第一偶極子天線單元的設(shè)置方式相同。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的定向天線，其特征在于，所述定向天線響應(yīng)兩個(gè)不同頻段的電磁波。
24.一種定向天線裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1-23任一項(xiàng)所述的定向天線以及容置所述定向天線的殼體。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的定向天線裝置，其特征在于，還包括一信號(hào)傳輸線，所述信號(hào)傳輸線一端的內(nèi)外層線分別與所述饋電部和所述接地部電連接。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的定向天線裝置，其特征在于，所述信號(hào)傳輸線的另一端連接一彳目號(hào)連接頭。
27.一種無(wú)線覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求24-26任一項(xiàng)所述的定向天線裝置以及與所述定向天線裝置電連接的無(wú)線接入點(diǎn)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的無(wú)線覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述定向天線裝置有多個(gè)。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的無(wú)線覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述定向天線裝置有若干個(gè)，所述若干個(gè)定向天線裝置形成以安裝位置 為中心的圓面、環(huán)面或者圓錐面的信號(hào)覆蓋區(qū)域。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種定向天線、定向天線裝置及無(wú)線覆蓋系統(tǒng)。一種定向天線，包括第一基板，所述第一基板具有第一表面和第二表面；至少一第一偶極子天線單元，所述第一偶極子天線單元設(shè)置于所述第一表面，所述第一偶極子天線單元包括兩第一偶極子單元；金屬面，所述金屬面覆設(shè)于所述第二表面，一所述第一偶極子單元的一端部與所述金屬面電連接；饋電部，所述饋電部與另一所述第一偶極子單元的一端部電連接。本實(shí)用新型的定向天線具有方向性好、電磁信號(hào)處理能力好的特點(diǎn)，同時(shí)增益高、頻帶寬、駐波比小，增強(qiáng)了電磁信號(hào)接收與發(fā)送能力，能夠在無(wú)線覆蓋系統(tǒng)中很好的完成數(shù)據(jù)交互，提高了用戶體現(xiàn)，能夠滿足現(xiàn)有無(wú)線覆蓋系統(tǒng)對(duì)無(wú)線信號(hào)處理能力的需求。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK203039093SQ20122070638
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者劉若鵬, 楊逵 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司