[发明专利]一种ISM频段八木天线

说明书

【技术领域】

本发明涉及射频天线技术领域，尤其涉及一种新型的ISM频段八木天线。

【背景技术】

随着物联网大数据的兴起，射频技术在智能硬件的设计中有着极为重要的作用。传统无线射频技术大多应用于短距离数据无线传输，如蓝牙、WIFI等无线通信技术。无线检测技术的发明以及支持理论的完善为射频技术带来更多的应用领域。

天线设计是射频技术中十分关键的部分，在传统的无线通信领域中，天线设计的目标是能在一定距离内将数据无线发射与接收，对其性能要求不高。而应用于无线检测技术中的天线，对增益大小、方向性优异等指标的要求较高，才能进行无线检测。

在蓝牙、WIFI所使用的无线通信模块中，天线是集成在电路板上的。可使用具有与电阻电容封装类似的陶瓷天线，或者在电路板上以铜为介质设计一定形状的平面PCB天线。考虑到无线检测对天线高性能的要求，目前针对无线检测应用所设计的天线采取的是独立设计方式，即根据需求单独设计天线，并提供SMA接头等连接接口，同时在设计的电路中也设计SMA接头以便连接天线。

上述方法所设计的天线性能较好，但在其与电路部分连接之后势必会影响天线性能，导致检测效果下降，且很难再对射频性能进行改进。另外，在大规模商业化地生产中，改种分别设计并连接的方式会造成成本的增加。

【发明内容】

基于此，本发明的目的在于提供一种ISM频段八木天线。

为了实现本发明的目的，提供一种ISM频段八木天线，所述天线包括PCB基板，所述PCB基板上设有天线振子；所述天线振子的宽度为2mm，所述反向器的宽度为20mm、且所述反向器为矩形平面。

优选地，所述PCB基板材质为FR4。

优选地，所述PCB基板厚度为1.2mm。

优选地，所述反向器材质为铜。

优选地，所述反向器长度为53mm。

优选地，振子包括有源振子、第一引向器、第二引向器、第三引向器。

优选地，所述有源振子、第一引向器、第二引向器、第三引向器长度分别为46.6mm、38mm、34mm、30mm。

优选地，所述天线还包括微带线，所述微带线与所述有源振子连接。

优选地，所述微带线宽度为2mm。

区别于现有技术，上述ISM频段八木天线，包括PCB基板，所述PCB基板上设有天线振子。采用本发明的ISM频段八木天线，能够对微弱信号进行非接触式的检测，实现非接触检测功能；通过合理地布线以及设计，可用于无线检测人体的体动信号。

【附图说明】

图1为本发明一个实施例中ISM频段八木天线的天线S11仿真结果图。

图2为本发明一个实施例中ISM频段八木天线的天线方向图仿真结果。

【具体实施方式】

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

本发明为无线方式检测微弱信号的系统提供一种天线，在频率的选择上，根据无线检测微弱信号，即频率越高检测精度越高，当频率达到5GHz时，对PCB布线的要求以及成本均较高，而高的频率很少采用FR4材料作为基板。

因此，基于现有2.4GHz工频段(ISM Band)在物联网中的广泛应用，该天线的工作中心频率被设计在工频段之内；微弱信号的特点幅值小、频率低，对整个检测系统要求有较大的增益。为解决该问题，选择产生较高增益且具有较 强方向性的八木天线作为原型，将天线与电路一体化进行天线设计。

具体地，本发明提供一种ISM频段八木天线，采用PCB贴片式的设计，即所述天线包括PCB基板。所述PCB基板上设有天线振子，天线振子中包括反向器。

为电路与天线一体化后二者互相干扰的问题，增加传统八木天线反向器的面积，将其从原始宽度为2mm变为宽度20mm左右的矩形平面。

所述天线振子的宽度为2mm，以上满足国内ISM频段射频器件采用50Ω阻抗匹配标准，通过设计天线振子的宽度为2mm以使天线达到ISM频段的50欧姆阻抗匹配。

所述反向器材质为铜。所述反向器长度为53mm。以上该反向器能够放置一定规模的电路。由于这一部分在电路设计中会被设置为地平面；因此，即使在此部分上的电路各不相同，但这一地平面会减少电路部分与天线之前的相互干扰，使得电路中高频信号传输时各元器件与电线尽量与地平面相互耦合，而不是器件之间互相耦合。