[实用新型]一种全向宽波束平板天线

说明书

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种全向性、宽波束辐射的新型平板天线，包括印制电路板基板、馈源、平板天线上臂、平板天线下臂、平板天线左臂和平板天线右臂，所述馈源设置于印制电路板基板中心位置，其特征在于所述全向宽波束平板天线采用异形四臂偶极子形式结构，本实用新型通过利用三角锥型+阶梯方形结构实现异形四臂偶极子结构，并通过适当的耦合带及匹配带改善天线辐射性能，从而实现天线的全向宽波束设计；本实用新型具有地剖面、简单易实现等特点，其大于128°3dB波束的宽波束特性可覆盖360°所有E面，对需要远程通讯传输的LoRa天线有着很强的适用性。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种全向性、宽波束辐射的新型平板天线。

背景技术

LoRa技术是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，应用于物联网产业链中的远距离传输应用。LoRa终端节点可以是生活中常用的各种设备，比如水表气表、烟雾报警器等等。因LoRa网络组网成本较低，不少企业会利用LoRa技术搭建小型私用网络，利用星型拓扑结构的网络架构，连接各终端节点与后端网关。LoRa技术主要针对远距离长程通信，且所有终端节点通信都是双向的，因此全向宽波束天线设计在LoRa通讯网络设备的设计规划中尤为重要。常规宽波束天线实现有三种。第一种采用普通偶极子实现，天线不能实现全E向宽波束，只能在某一剖面实现3dB波束角大于120°。第二种采用微带天线实现，鉴于915MHz为低频频段，波长较长，为了减小天线总体积一般采用陶瓷介质基材实现。陶瓷介质基材价格比较贵，介质损耗比较大。第三种方式采用四臂螺旋形式，或者类似四臂螺旋的多垂直天线阵实现，虽然天线3dB波束宽度可以达到120°全向宽波束，但天线不能实现地剖面，所需高度较高，并且需要设计复杂、占用面积大的馈电网络。本实用新型设计了一种LoRa 915MHz频段的全向宽波束平板天线，天线采用独特的异形四臂偶极子形式设计，可以实现天线地剖面简单设计。本实用新型设计的全向宽波束平板天线可只需要单面PCB板即可实现，低剖面且易于实现，具有很强的实用性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提出一种LoRa 915MHz频段的全向宽波束平板天线，天线采用独特的异形四臂偶极子形式设计，可以实现天线地剖面简单设计。本实用新型设计的全向宽波束平板天线可只需要单面PCB板即可实现，低剖面且易于实现，具有很强的实用性。

为实现上述目的,设计一种全向宽波束平板天线，包括印制电路板基板、馈源、平板天线上臂、平板天线下臂、平板天线左臂和平板天线右臂，所述馈源设置于印制电路板基板中心位置，其特征在于所述全向宽波束平板天线采用异形四臂偶极子形式结构；所述平板天线上臂和平板天线下臂为中心对称关系，共同组成半部分的三角锥形偶极子天线谐振辐射区，所述平板天线上臂包括第一延长带、第一三角辐射区和第一馈电带，第一馈电带为长条形，第一馈电带一端连接馈源，第一馈电带另一端连接第一三角辐射区，第一三角辐射区外侧连接第一延长带;所述平板天线左臂、平板天线右臂为中心对称关系，共同组成半部分的方形偶极子天线谐振辐射区，所述平板天线左臂包括第一阶梯方形辐射区、第一耦合带、第三馈电带和第一匹配带，第三馈电带设置于馈源左侧，且偏离中心位置，第三馈电带左侧连接第一阶梯方形辐射区、右侧连接馈源，第一耦合带设置于第一阶梯方形辐射区与平板天线上臂之间，匹配带设置于馈源一侧。

优选地，第一馈电带作为平板天线上臂的馈电微带线，其长度约为0.35λ，连接馈源与第一三角辐射区，第一馈电带宽度窄，用于拉开与左侧平板天线左臂的距离，防止电流相互耦合影响辐射。

优选地，第一三角辐射区作为平板天线上臂的主辐射区，第一三角辐射区内侧一端口径小与第一馈电带连接，第一三角辐射区外侧口径逐渐变宽，利用其越来越宽口径的三角形结构增加天线辐射性能。

优选地，第一延长带作为平板天线上臂的主辐射区，起到延长三角辐射区的目的，利用L折弯结构在小直径范围内实现λ/2偶极子辐射，其左右两支延长支长度可以平均的调谐各E面辐射，使之达到全向效果。