小型化雙菱天線的製作方法

2023-09-20 10:19:45

本發明涉及一種天線，特別是涉及一種雙菱天線。

背景技術：
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隨著無線網絡市場的穩步增長，衍生出了各種基於2.4GHz的ISM頻段的無線應用。天線作為這些無線系統中的關鍵元件，起著將高頻信號以電磁波的形式輻射出去，或者是將空間中的電磁波接收到射頻前端的作用。目前，用於2.4GHz頻段的天線主要包括鞭狀天線、平板天線、雙菱天線、對數周期天線等。其中，鞭狀天線作為全向天線，增益較低，大約只有5dB左右。而平板天線的增益稍微高一些，但是也只有7dB左右。對數周期天線雖然增益高，但是具有尺寸大的特點，不方便攜帶。同樣的天線尺寸，在不組成陣列的情況下，雙菱天線的增益大約為10dB左右，但是雙菱天線的高度大約為工作波長的1/8，體積大。

技術實現要素：
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本發明的目的是提出一種便於加工，增益高、體積小的小型化雙菱天線。

本發明是這樣實現的：

基片1與金屬地6為同軸心的方形，基片1通過塑料隔離柱8及固定螺絲5固定到金屬地6上，與金屬地6同軸的接頭7由固定螺絲5螺母10固定到金屬地6上，同軸線9與基片1與金屬地6同軸，同軸線9的外導體的一頭焊接到金屬地6軸心上，另一頭焊接到基片1的下層金屬3上，同軸線9的內導體的一頭焊接到接頭7的探針上，另一頭焊接到上層金屬2上，並產生焊點11，同軸線9的長度小於1/8工作波長，上層金屬2、下層金屬3分別由兩個成直角夾角的F形金屬構成，所述直角頂點位於基片1軸心，上層金屬2、下層金屬3對稱形成迴路，構成對稱的大小菱形，小菱形有相鄰兩邊與大菱形兩邊重合位於大菱形內。

上層金屬2位於基片1的上表面，下層金屬3位於基片1的下表面，上層金屬2與下層金屬3通過基片1上的金屬化通孔4連接到一起，同軸線9的內導體的另一頭穿過基片1上的中心通孔12，焊接到上層金屬2上。

金屬地6為正方形的鋁板或是帶有覆銅層的基片，基片1通過四個塑料隔離柱8及八個固定螺絲5固定到金屬地6上，接頭7是SMA接頭或者N型頭，接頭7由四個固定螺絲5和四個螺母10固定到金屬地6上，

本發明技術方案的原理是：

接頭為天線的輸入輸出埠，負責天線與收發前端的連接，上層金屬2與下層金屬3形成迴路，與金屬地共同構成主要的輻射單元，上層金屬與下層金屬放在兩個面上，是為了方便與同軸線的連接，這樣上層金屬就能方便地與同軸線的內導體焊接到一起，同時下層金屬也能方便地與同軸線的外導體焊接起來。兩個嵌入大的菱形中的小的菱形能拉低大菱形的諧振頻率，從而減小天線尺寸，降低天線高度的作用。不含有小菱形的雙菱天線，其高度大約為工作波長的1/8，而本發明中的雙菱天線其高度大約為工作波長的1/16。

本發明的優點和有益效果：

（1）本發明基於印製板工藝加工，產品一致性好，適合批量生產；

（2）本發明外形尺寸小，天線增益高。

附圖說明：

圖1為本發明的結構圖。

圖2為圖1的的仰視圖。

圖3為本發明基片的上層金屬圖案。

圖4為本發明基片的下層金屬圖案。

圖5為本發明仿真的駐波。

圖6為本發明仿真的方向圖。

具體實施方式：

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明：如圖1至圖4所示，一種小型化雙菱天線，包括基片1，上層金屬2，下層金屬3，金屬化通孔4，固定螺絲5，金屬地6，接頭7，塑料隔離柱8，同軸線9，螺母10，焊點11，中心通孔12，固定孔13，基片1為F4B基片，相對介電常數為2.55，厚度為0.8mm，其大小為100mm×100mm，通過四個塑料隔離柱8及八個固定螺絲5固定到金屬地6上，金屬地6為正方形的鋁板，接頭7為SMA接頭，接頭7由四個固定螺絲5和四個螺母10固定到金屬地6上，同軸線9外導體的一頭焊接到金屬地6上，另一頭焊接到下層金屬3上，其內導體的一頭焊接到接頭7的探針上，另一頭穿過基片1上的中心通孔12，焊接到上層金屬2上，並產生焊點11，同軸線9的長度為7mm，大約為1/16個工作波長。

上層金屬2位於基片1的上表面，下層金屬3位於基片1的下表面，上層金屬2與下層金屬3通過金屬化通孔4連接到一起，構成兩個菱形，菱形內又嵌套了一個小的菱形，小的菱形有兩條相鄰的邊與大的菱形是共用的。

圖5所示是仿真的駐波，在2.4GHz到2.5GHz的範圍內，天線回波大於15dB，圖6是仿真的天線方向圖，可以看出仿真的增益為10.58dB。