[发明专利]一种应用于UHF频段物联网天线

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种应用于UHF频段物联网天线。

背景技术

随着4G/5G通信技术迅猛发展，物联网(Internet of Thing,IoT)致力于将人与物、物与物进行连接，成为未来重要技术。目前在智能家居、工业数据采集等局域网通信场景一般采用短距离通信技术，但对于广范围、远距离的连接则需要远距离通信技术。基于移动蜂窝通信技术的物联网设备有功耗大、成本高等劣势，当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支撑物与物的连接。LPWAN(Low Power Wide Area Network)，低功耗广域网络，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计，满足物联网需求的远距离无线通信技术。LPWAN可分为两类：一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如EC-GSM、GTE Cat-m、NB-IoT等。其中，LoRa作为应用最为广泛的LPWAN无线网络技术之一，基于Sub-GHz的频段使其更易以较低功耗远距离通信，可以使用电池供电或者其他能量收集的方式供电。较低的数据速率也延长了电池寿命和增加了网络的容量。LoRa信号对建筑的穿透力也很强。LoRa的这些技术特点更适合于低成本大规模的物联网部署。从LoRa在网络应用方面可以根据用户自设节点、网关和服务器，自成一个系统网络；也可以借助运营商业网络大范围基础性的网络部署。由于其组网灵活，可根据用户个性化需求进行信息加密处理，具有安全，低成本、低功耗、信号绕射、透射强等优点，适用大区域覆盖，被广泛应用于工、农业安全监控领域。例如：水、电、天燃气自动抄表系统，交通流量控制、公用设施监视和配电控制以及环境监视等民用基础设施，农作物生长、灌溉控制和牲畜迁移、养殖监控等高度自动化智能农业应用。因此，用于LORA系统的网关天线及其天线单元包含支持LORA的设备终端天线也就成为迫切的需求。中国LoRa应用联盟(CLAA)推荐的是470MHz至510MHz。现有技术中，用于该频段的全向天线结构有串馈铜管结构，也有富兰克林等，其中使用铜管或弹簧结构的偶振子，为实现40Mhz带宽和阻抗匹配性能需要直径20mm，长度接近450mm并且组装焊接过程较为复杂，天线尺寸大、不良率较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种应用于UHF频段，覆盖范围广、尺寸小、容易加工、宽频全向的物联网天线。

本发明所采用的技术方案是：一种应用于UHF频段物联网天线，包括介质板，所述介质板上表面印制有天线辐射体，所述天线辐射体包括馈电单元和两对折叠双臂，所述馈电单元包括馈电带和匹配带，所述匹配带的一端与系统连接以接收射频信号，所述匹配带的另一端与馈电带电性连接，所述折叠双臂包括折叠辐射双臂和折叠接地双臂，所述折叠辐射双臂与所述折叠接地双臂呈左右结构对称设置，所述介质板下表面印制有两个对称振子，所述对称振子包括位于介质板两侧的辐射振子单元和接地振子单元，所述辐射振子单元与所述接地振子单元呈左右结构镜像设置，所述辐射振子单元和所述接地振子单元之间开设有耦合缝隙，所述折叠辐射双臂上开设有左金属化通孔，所述折叠辐射双臂通过左金属化通孔与所述辐射振子单元电性连接，所述折叠接地臂上开设有右金属化通孔，所述折叠接地臂通过右金属化通孔与所述接地振子单元电性连接。

作为上述方案的进一步改进，所述折叠辐射双臂包括第一折叠辐射臂和第二折叠辐射臂，所述第一折叠辐射臂和所述第二折叠辐射臂沿馈电带的中轴线对称分布。

作为上述方案的进一步改进，所述折叠接地臂包括第一折叠接地臂和第二折叠接地臂，所述第一折叠接地臂和所述第二折叠接地臂沿匹配带的中轴线对称分布。

作为上述方案的进一步改进，所述辐射振子单元呈E形，所述介质板呈长方形，所述辐射振子单元包括辐射连接带和基于辐射连接带同向伸出的三个辐射振子臂，所述辐射振子臂包括第一辐射振子臂、第二辐射振子臂和第三辐射振子臂，所述第一辐射振子臂和所述第二辐射振子臂分别分布在所述第三辐射振子臂的两侧，所述三个辐射振子臂以所述介质板短边中位线为轴对称排列。

作为上述方案的进一步改进，所述接地振子单元呈E形，所述接地振子单元包括接地连接带和基于接地连接带同向伸出的三个接地振子臂，所述接地连接带与所述辐射连接带之间开设有耦合缝隙，所述接地振子臂包括第一接地振子臂、第二接地振子臂和第三接地振子臂，所述第一接地振子臂和所述第二接地振子臂分别分布在所述第三接地振子臂的两侧，所述三个接地振子臂以所述介质板的短边中位线为轴对称排列。