[发明专利]一种双频高增益单极子天线

说明书

本发明涉及一种双频高增益单极子天线，属于天线技术领域，它包括巴伦、基本枝节、至少一个蛇形线和单极子枝节，在巴伦的中间设置有馈电线；巴伦通过基本枝节与蛇形线的一端连接，在巴伦与基本枝节连接的一端中间设置有馈电线内芯；单极子枝节连接在第一蛇形线的另一端，单极子枝节越多实现的增益越高，通过控制单极子的数量调节天线的增益，通过蛇形线来调节不同单极子枝节之间的电流方向和调节不同单极子枝节上的相位。本发明实现了高增益全向辐射，增益可以通过单极子枝节数量控制，可以在两个频段同时工作，同时实现高增益全向辐射，高频段天线和低频段天线在同一个结构上分别实现了全波偶极子和半波偶极子，实现了全向高增益的性能。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种双频高增益单极子天线。

背景技术

随着通信技术的发展，海量的物联网设备的接入需要大量的天线；由于物联网设备一般没有定向辐射的需求，全向天线成为主要的物联网设备天线，主要有偶极子和单极子等类型；为了实现更好的设备连接，更高的传输速率，更大的覆盖范围，高增益低成本的全向天线成为关键问题之一，除此之外，一般物联网设备频段不唯一，双频段高增益全向天线可以减少单一频段天线使用数量，降低成本，促进节能减排，如何实现双频段高增益全向天线成为目前的设计难点。

全向偶极子天线虽然性能优良，结构简单，但是馈电需要巴伦以避免不平衡馈电使馈线上有电流导致失配甚至影响系统中的其他有源器件，单极子天线主要有金属线天线和印制天线两类，虽然金属线天线效率较高，但是加工较为复杂，性能一致性不高，金属性单极子天线也可以实现高增益辐射，但是一般需要金属绕制的弹簧样式的结构，这种结构加工较为复杂，加工完成后容易受到环境影响（由于弹簧是三维结构，且一般都是由很细的金属丝绕制得到，很容易受到外力影响而变形）使得性能恶化；印制天线加工简单，一致性好，但是增益较低，很难实现高增益辐射；PIFA天线虽然结构紧凑，易于集成，但受地的影响较大，全向性能较差，且很难实现高增益辐射。除了以上缺点外，这些天线都很难同时在两个频段上同时实现高增益的全向辐射。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种双频高增益单极子天线，解决了现有天线存在的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种双频高增益单极子天线，它包括巴伦、基本枝节、至少一个蛇形线和至少一个单极子枝节，在巴伦的中间设置有馈电线；所述巴伦通过基本枝节与所述蛇形线的一端连接，在巴伦与基本枝节连接的一端中间设置有馈电线内芯；所述单极子枝节连接在第一蛇形线的另一端，在单极子枝节的两侧设置有PCB基板，单极子枝节越多实现的增益越高，通过控制单极子的数量调节天线的增益，通过蛇形线来调节不同单极子枝节之间的电流方向，通过调整蛇形线的间距和总长度来调节不同单极子枝节上的相位。

所述天线包括第一蛇形线、第二蛇形线、第一单极子枝节和第二单极子枝节；所述巴伦通过基本枝节与第一蛇形线连接，所述第一蛇形线通过第一单极子枝节与第二蛇形线的一端连接，所述第二单极子枝节连接在第二蛇形线的另一端；第一蛇形线的长度小于第二蛇形线的长度，第一单极子枝节的宽度小于第二单极子枝节的宽度。

所述基本枝节的长度在低频段为波长的四分之一，通过巴伦产生谐振使地等效为无限大，进而将基本枝节等效为半波偶极子产生全向辐射；第一单极子枝节和第二单极子枝节的长度在低频段为波长的二分之一，看作半波偶极子；在低频段三个枝节都看作半波偶极子，通过增益叠加实现高增益辐射。

所述基本枝节的长度在高频段为波长的二分之一，通过巴伦产生谐振使地等效为无限大，进而将基本枝节等效为全波偶极子产生全向辐射；第一单极子枝节和第二单极子枝节在高频段为一个波长，看作全波偶极子；在高频段三个枝节都看作全波偶极子，通过增益叠加实现高增益辐射。

高频段和低频段的比例为2:1，全波偶极子和半波偶极子的长度为2:1。